تقاطع أحادي الهجين: ما الذي تتكون منه والأمثلة
يشير الصليب أحادي الهجين ، في علم الوراثة ، إلى تقاطع شخصين يختلفان في شخصية أو سمة واحدة. بعبارات أكثر دقة ، يمتلك الأفراد نوعين أو "أليلات" للخاصية التي يجب دراستها.
تم إعلان القوانين التي تتنبأ بنسب هذا المعبر من قبل عالم الطبيعة والراهب النمساوي ، جريجور مندل ، المعروف أيضًا باسم والد علم الوراثة.
توفر نتائج الجيل الأول من معبر أحادي الهجين المعلومات اللازمة لاستنتاج التركيب الوراثي للكائنات الوالدية.
المنظور التاريخي
أسس جريجور مندل قواعد الميراث ، وذلك بفضل تجاربه المعروفة باستخدام البازلاء ( Pisum sativum ) باعتباره كائنًا نموذجيًا. أجرى مندل تجاربه بين عامي 1858 و 1866 ، ولكن أعيد اكتشافها بعد سنوات.
قبل مندل
قبل مندل ، اعتقد العلماء في ذلك الوقت أن جزيئات (نعلم الآن أنها جينات) من الميراث تصرفت مثل السوائل ، وبالتالي ، كانت لديهم خاصية الخلط. على سبيل المثال ، إذا شربنا كوبًا من النبيذ الأحمر ونمزجه مع النبيذ الأبيض ، فسنحصل على نبيذ ورد.
ومع ذلك ، إذا أردنا استعادة ألوان الوالدين (الأحمر والأبيض) ، لم نتمكن من ذلك. واحدة من العواقب الجوهرية لهذا النموذج هو فقدان الاختلاف.
بعد مندل
تم تجاهل هذه النظرة الخاطئة للميراث بعد اكتشاف أعمال مندل ، مقسمة إلى قانونين أو ثلاثة قوانين. يستند القانون الأول أو قانون الفصل على المعابر أحادية الهجين.
في تجارب البازلاء ، صنع مندل سلسلة من الصلبان أحادية الهجين مع الأخذ في الاعتبار سبع شخصيات مختلفة: لون البذور ، وملمس الجراب ، وحجم الجذع ، وموقع الزهور ، وغيرها.
دفعت النسب التي تم الحصول عليها في هذه الصلبان مندل إلى اقتراح الفرضية التالية: في الكائنات الحية هناك بعض "العوامل" (الجينات الآن) التي تتحكم في ظهور خصائص معينة. الكائن الحي قادر على نقل هذا العنصر من جيل إلى جيل في تكتم.
أمثلة
في الأمثلة التالية ، سوف نستخدم التسميات النموذجية للوراثة ، حيث يتم تمثيل الأليلات المهيمنة بأحرف كبيرة وأحرف متنحية بأحرف صغيرة.
الأليل هو بديل بديل للجين. هذه في مواقع ثابتة في الكروموسومات ، تسمى الموضع.
وبالتالي ، فإن الكائن الحي الذي يحتوي على اثنين من الأليلات الممثلة بأحرف كبيرة هو عنصر سائد متماثل ( AA ، على سبيل المثال) ، في حين أن حرفين صغيرين يدلان على المتنحية المتماثلة المتماثلة. في المقابل ، يتم تمثيل heterozygote بالحرف الكبير ، متبوعًا بحرف صغير: Aa.
في متغاير الزيجوت ، تتوافق الشخصية التي يمكننا رؤيتها (النمط الظاهري) مع الجين السائد. ومع ذلك ، هناك بعض الظواهر التي لا تتبع هذه القاعدة ، والمعروفة باسم الترميز والهيمنة غير المكتملة.
نباتات ذات أزهار بيضاء وأرجوانية: الجيل الأول من الابناء
يبدأ العبور أحادي الهجين بالتكاثر بين الأفراد الذين يختلفون في إحدى الخصائص. إذا كان الأمر يتعلق بالخضروات ، فيمكن أن يحدث عن طريق الإخصاب الذاتي.
بمعنى آخر ، يشمل العبور كائنات حية لها شكلان بديلان للسمات (أحمر مقابل أبيض ، مرتفع مقابل منخفض ، على سبيل المثال). الأفراد الذين يشاركون في المعبر الأول يتم تسميتهم باسم "أولياء الأمور".
على سبيل المثال الافتراضي لدينا ، سوف نستخدم نباتين مختلفين في لون بتلات. ينتج النمط الوراثي PP (الغلبة المتجانسة المتجانسة) عن النمط الظاهري الأرجواني ، بينما يمثل pp (المتنظرة متماثلة اللواقح) النمط الظاهري للزهور البيضاء.
سيقوم الوالد الذي يحمل النمط الوراثي PP بإنتاج الأمشاج P. بنفس الطريقة ، ستنتج gametes الفردية pp gametes p .
ينطوي العبور نفسه على اتحاد هذين الأمشاجين ، والذي سيكون احتمال وجودهما الوحيد هو النمط الوراثي Pp . لذلك ، فإن النمط الظاهري للنسل يكون الزهور الأرجواني.
يُعرف ذرية المعبر الأول باسم الجيل الأول للملفات. في هذه الحالة ، يتشكل الجيل الأول من الأبناء حصريًا من الكائنات غير المتجانسة بالزهور الأرجواني.
بشكل عام ، يتم التعبير عن النتائج بيانياً باستخدام مخطط خاص يسمى مربع Punnett ، حيث يتم ملاحظة كل مجموعة ممكنة من الأليلات.
نباتات بزهور بيضاء وأرجوانية: الجيل الثاني من الابناء
تنتج أحفاد نوعين من الأمشاج: P و p. لذلك ، يمكن تشكيل الزيجوت وفقًا للأحداث التالية: أن الحيوان المنوي P يلتقي بيضة P. فإن zygote سيكون متجانسة المهيمنة PP والنمط الظاهري سيكون الزهور الأرجواني.
سيناريو آخر محتمل هو أن الحيوانات المنوية P تجد بيضة . ستكون نتيجة هذا المعبر هي نفسها إذا عثرت الحيوانات المنوية p على بويضة P. في كلتا الحالتين ، يكون النمط الوراثي الناتج هو Pp غير متجانسة الزيجوت مع النمط الظاهري للزهرة الأرجواني.
أخيرًا ، يمكن العثور على الحيوانات المنوية p مع بيضة p. هذا الاحتمال الأخير ينطوي على زيغوت متماثل متناظرة PP وسيظهر النمط الظاهري للزهرة البيضاء.
هذا يعني أنه في تقاطع بين زهرة متغايرة الزيجوت ، تشتمل ثلاثة من الأحداث الأربعة المحتملة الموصوفة على نسخة واحدة على الأقل من الأليل السائد. لذلك ، في كل إخصاب ، هناك احتمال 3 في 4 أن النسل سيحصل على الأليل P. ولأنه مهيمن ، ستكون الزهور أرجوانية.
في المقابل ، في عمليات الإخصاب ، هناك احتمال واحد من كل 4 أن يرث zygote الأليلين اللذين ينتجان زهور بيضاء.
فائدة في علم الوراثة
غالبًا ما تستخدم الصلبان أحادية الهجين لإقامة علاقات الهيمنة بين أليلين من الجين ذي الاهتمام.
على سبيل المثال ، إذا أراد عالم الأحياء دراسة علاقة الهيمنة القائمة بين الأليلين اللذين يرمزان للفراء الأسود أو الأبيض في قطيع من الأرانب ، فمن المحتمل أن يستخدم العبور أحادي الهجين كأداة.
تشتمل المنهجية على العبور بين الوالدين ، حيث يكون كل فرد متماثلًا لكل شخصية تمت دراستها - على سبيل المثال ، أرنب واحد AA و AA آخر.
إذا كان النسل الذي تم الحصول عليه في المعبر المذكور متجانسًا ويعبّر عن شخصية فقط ، يخلص إلى أن هذه الصفة هي السائدة. إذا استمر المعبر ، فسيظهر أفراد الجيل الثاني من الابناء بنسب 3: 1 ، أي 3 أفراد يظهرون السمة الغالبة. 1 مع سمة المتنحية.
تُعرف هذه النسبة الظاهرة 3: 1 باسم "المندلية" تكريماً لمكتشفها.