MONOHYBRIDNÍ KŘÍŽE: Z ČEHO SE SKLÁDAJÍ A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Monohybridní křížení, v genetice, se odkazuje na křížení dvou osob, které se liší v jednom znaku nebo znak. Přesněji řečeno, jednotlivci mají dvě variace nebo „alely“ charakteristiky, která má být studována.

Zákony, které předpovídají proporce tohoto přechodu, byly vyhlášeny rakouským přírodovědcem a mnichem Gregorem Mendelem, také známým jako otec genetiky.

Zdroj: Alejandro Porto, přes Wikimedia Commons

Výsledky první generace monohybridního kříže poskytují potřebné informace k odvození genotypu rodičovských organismů.

Historická perspektiva

Pravidla dědičnosti byla stanovena Gregorem Mendelem, díky jeho dobře známým experimentům využívajícím hrachu (Pisum sativum) jako modelového organismu. Mendel provedl své experimenty v letech 1858 až 1866, ale byly znovu objeveny o několik let později.

Před Mendelem

Před Mendelem vědci času mysleli, že částice (nyní víme, že jsou to geny) dědičnosti se chovaly jako kapaliny, a proto měly vlastnost míchání. Pokud například vezmeme sklenku červeného vína a smícháme ji s bílým vínem, získáme růžové víno.

Pokud bychom však chtěli obnovit rodičovské barvy (červené a bílé), nemohli jsme. Jedním z vnitřních důsledků tohoto modelu je ztráta variace.

Po Mendelovi

Tento nesprávný pohled na dědičnost byl vyřazen po objevu Mendelových děl, rozdělených do dvou nebo tří zákonů. První zákon nebo zákon segregace je založen na monohybridních křížích.

Při pokusech s hráškem Mendel udělal řadu monohybridních křížů, přičemž zohlednil sedm různých znaků: barvu semen, strukturu lusku, velikost stonku, polohu květů a další.

Poměry získané na těchto křížích vedly Mendela k navrhování následující hypotézy: v organismech existuje několik „faktorů“ (nyní genů), které kontrolují vzhled určitých charakteristik. Tělo je schopné diskrétně přenášet tento prvek z generace na generaci.

Příklady

V následujících příkladech použijeme typickou nomenklaturu genetiky, kde dominantní alely představují velká písmena a recesivní malá písmena.

Alela je alternativní varianta genu. Ty jsou v pevných pozicích na chromozomech, které se nazývají loci.

Organismus se dvěma alely reprezentovanými velkými písmeny je tedy homozygotní dominantou (například AA), zatímco dvě malá písmena označují homozygotní recesivní. Naproti tomu je heterozygot představován velkým písmenem, za kterým následuje malá písmena: Aa.

U heterozygotů odpovídá vlastnost, kterou můžeme vidět (fenotyp) dominantnímu genu. Existují však určité jevy, které toto pravidlo nedodržují, známé jako kodominancování a neúplná dominance.

Rostliny s bílými a fialovými květy: první filiální generace

Monohybridní kříž začíná reprodukcí mezi jednotlivci, kteří se liší jednou charakteristikou. Pokud se jedná o zeleninu, může k ní dojít samooplodněním.

Jinými slovy, křížení zahrnuje organismy, které mají dvě alternativní formy zvláštnosti (například červená vs. bílá, vysoká vs. krátká). Jednotlivcům účastnícím se prvního přechodu je přidělen název „rodičovský“.

Pro náš hypotetický příklad použijeme dvě rostliny, které se liší barvou okvětních lístků. PP (homozygotní dominantní) genotyp se promění v purpurový fenotyp, zatímco pp (homozygotní recesivní) představuje fenotyp bílých květů.

Rodič s genotypem PP bude produkovat P gamety. Podobně budou gamety jednotlivce pp produkovat p gamety.

Samotný kříž zahrnuje spojení těchto dvou gamet, jejichž jedinou možností potomstva bude genotyp Pp. Proto fenotyp potomstva budou fialové květy.

Potomci prvního kříže se nazývají první synovská generace. V tomto případě je první filiální generace složena výhradně z heterozygotních organismů s fialovými květy.

Výsledky jsou obecně vyjádřeny graficky pomocí zvláštního diagramu nazývaného Punnettův čtverec, kde je pozorována každá možná kombinace alel.

Rostliny s bílými a fialovými květy: symetrie druhé generace

Potomci produkují dva typy gamet: P a p. Proto lze zygotu tvořit podle následujících událostí: Že spermie P splňuje vajíčko P. Zygota bude homozygotní PP dominantní a fenotyp budou fialové květy.

Dalším možným scénářem je, že sperma P splňuje vajíčko P. Výsledek tohoto křížení by byl stejný, pokud spermie P. splní vajíčko P. V obou případech je výsledným genotypem Pp heterozygot s fenotypem purpurových květů.

Konečně je možné, že spermie p splňuje vajíčko p. Druhá možnost zahrnuje homozygotní recesivní pp zygota a bude vykazovat fenotyp bílých květů.

To znamená, že v křížení mezi dvěma heterozygotními květinami tři ze čtyř popsaných možných událostí obsahují alespoň jednu kopii dominantní alely. Proto je při každém oplodnění pravděpodobnost, že potomstvo získá alelu P. 3: 4. A protože je dominantní, budou květy fialové.

Na rozdíl od toho, ve fertilizačních procesech existuje šance 1: 4, že zygota zdědí dvě alely p, které produkují bílé květy.

Užitečnost v genetice

Monohybridní kříže se často používají k navázání dominantních vztahů mezi dvěma alelami sledovaného genu.

Například, pokud chce biolog zkoumat dominanční vztah mezi dvěma alely, které kódují černou nebo bílou srst ve stádu králíků, pravděpodobně použije monohybridní kříž jako nástroj.

Metodika zahrnuje křížení mezi rodiči, kde každý jednotlivec je homozygotní pro každou studovanou vlastnost - například králík AA a další aa.

Pokud jsou potomci získaní v tomto kříži homogenní a vyjadřují pouze jeden znak, dochází k závěru, že tento znak je dominantní. Pokud křížení pokračuje, objeví se jedinci druhé filiální generace v poměru 3: 1, tj. 3 jedinci vykazující dominantní vs. 1 s recesivní vlastností.

Tento fenotypový poměr 3: 1 je na počest svého objevitele známý jako „Mendelian“.

Reference

1. Elston, RC, Olson, JM, a Palmer, L. (2002). Biostatistická genetika a genetická epidemiologie. John Wiley a synové.
2. Hedrick, P. (2005). Genetika populací. Třetí edice. Vydavatelé Jones a Bartlett.
3. Montenegro, R. (2001). Evoluční biologie člověka. Národní univerzita v Cordobě.
4. Subirana, JC (1983). Didaktika genetiky. Vydání Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Představujeme genetiku. Druhé vydání. Garland Science, Taylor & Francis Group.