Egy kis genetika II
A korábban elkezdett genetikai bevezetőt folytatom ezzel a bejegyzéssel, szintén Henn László tollából,
Az egy génes öröklésmenet
A magasabbrendű szervezetek, így a garnélák is többnyire diploid szervezetek. Ez azt jelenti hogy minden kromoszómájukból két példány van, minek következménye, hogy minden génjükből is kettő van. Éppen ezért könnyen előfordulhat egy génnek két változata (allélja) is jelen van ugyanazon állatban. Na, mi van ilyenkor?
Hogy ezt megválaszoljuk, tudnunk kell azt, hogy a különböző allélok milyen viszonyban állhatnak egymással. Az egyszerűség (és a gyakorlati megfontolás) kedvéért tegyük fel, hogy a csersznyegarnéla piros illetve vad (barnás) színéért egyetlen gén (mondjuk nevezzük ”a”-nak) felelős! Egyik változata (nevezzük „a1”-nek) piros szín okoz, míg a másik (nevezzük”a2”-nek) vad színt. Ha egy piros színű tisztavonalú (ami két a1 allélt hordoz, a1-re homozigóta) állatot keresztezünk egy tiszta vonalú vad színűvel (ami két a2 allélt hordoz, a2-re homozgóta) akkor az összes utód egy a1 és egy a2 allélt fog hordozni, tehát heterozigóták. Ez úgy jön ki, hogy a felnőtt állatok ivarsejtjei (petesejtek vagy spermiumok) haploidok, tehát a kromoszómapárok, így a génpárok csak egyik tagját viszik magukkal. Ezek megtermékenyítéskor egyesülve létrehozzák a zigótát, ami már így diploid. Ebből fejlődik ki aztán a kis garnéla. Szóval, mivel az egyik szülőtől csak a1 allél jöhet, a másiktól meg csak a2, ezért az összes kis garnéla a1/a2 lesz. A nagy kérdés az, hogy mit tapasztalunk az utódnemzedékben (genetikában „F”-fel szokták jelölni)?
1. Minden kisgarnéla halványan, de pirosas-barnás lesz. Ez úgy lenne lehetséges, hogy a1 és a2 allélok a fehérjéiken keresztül csak részlegesen tudják érvényesíteni hatásukat, hiszen csak fele olyan dózisban vannak, mint szüleikben. Ezt a jelenséget nem teljes dominanciának hívjuk.
2. Az utódnezedék garnéláin egyszerre megjelenik mindkét szín (erősebb színű pirosasbarna), akkor arról van szó, hogy mindkét allél ugyanúgy kifejti hatását, mint a szülőkben, csakhogy a két szín összeadódik. Ezt a jelenséget a genetikában kodominanciának nevezik, mivel mindkét allél dominál.
3. Csak az egyik szín jelenik meg az utódnemzedékben. Ez azt jelenti, hogy az egyik allél teljesen elnyomja a másik hatását, dominál felette. Ezt domináns-recesszív öröklésmenetnek hívjuk. Ennek oka például az lehet, hogy a domináns allél működő fehérjét kódol, míg a recesszív (elnyomott), működésképtelent.
A helyes megfejtés a domináns-recesszív öröklésmenet. Miszerint (bár saját tapasztalataim még nincsenek e téren) ha tiszta vonalú piros és vad (barnás) garnélákat keresztezünk, akkor az utódok vad színűek lesznek, mert a vad szín kialakulásáért felelős a2 allél dominál a piros szín okozó a1 felett.
A tiszta vonal, a genetikában egyébként azt jelenti, hogy biztosan két ugyanolyan allélja van egy génnek jelen. Ez akkor biztosan így van, ha egy beltenyésztett populációban sok generációra visszamenően csak egyféle fenotípus volt jelen (pl.: piros szín).
Ha már itt vagyunk, ezennel bevezetném a fenotípus és genotípus fogalmakat.
Fenotípus alatt az egyed megjelenését, ábrázatát, a tulajdonságainak megnyilvánulását értjük.
Genotípus alatt pedig azt, ami a génekben, allélokban kódolva van. A kettő nem feltétlenül ugyan az. Egyrészt, mert a fenotípusra hatással lehet a környezet (ld. Bevezetés neonhalas példája), másrészt a fenotípus eltérhet a genotípustól, mint jelen esetben is:
Hiszen az utódok genotípusuk szerint a1/a2-k, míg fenotípusuk alapján csak a2-k. A szülők illetve utódok fenotípusa és genotípusa ezen a képen:
Példánkban láttuk, hogy az első utódnemzedék (F1) genotípusukat és fenotípusukat tekintve egységes (mindenki a1/a2, vad színű).
Mi történik akkor, ha ezeket az egységes utódokat hagyjuk egymással kereszteződni?
A helyzet az előzőhöz képest kicsit bonyolódik, hiszen itt már minden garnéla kétféle ivarsejtet fog produkálni 1:1 arányban: olyat ami az a1 allélt hordozza és olyat ami, az a2-t. Ezek négyféleképpen párosulhatnak megtermékenyítéskor, a zigótában:
Amiből kettő igazából ugyan az (a1/a2=a2/a1). A korábbi tapasztalatok alapján tudjuk, hogy ez a háromféle genotípus igazából kétféle fenotípust (piros és vad színt) jelent.
Az a1/a1 genotípusú garnélák piros színűek lesznek (1/4 arányban)
Az a1/a1, a1/a2 és a2/a1 genotípusúak pedig vad (barnás) színűek (3/4 arányban).
F1 generáció beltenyésztéséből tehát 3:1 arányban kapunk barna, illetve piros garnélákat a második utódnemzedékben.
Megjegyzések:
Mégegyszer hangsúlyozom, hogy a cseresznyegarnélák piros színének öröklődése egyáltalán nem biztos, hogy így öröklődik, de leírások alapján én erre következtetek.
Ha pedig elfogadjuk, hogy így öröklődik, akkor ennek a keresztezésmenetnek fontos kritériuma az, hogy a kiindulási szülők tisztavonalúak legyenek, azaz homozigótál a1, vagy a2 allélre. El lehet gondolkodni pl. azon, hogy egy a1/a1 x a1/a2 keresztezésből milyen színű utódok jöhetnek létre…
Jól tudjuk, hogy red cherryknél elsősorban a nőstények pirosak. Ennek valőszínüleg a nemi hormonokhoz van köze. Itt én erre most nem voltam tekintettel.
