12. Mendelistická genetika

12. Mendelistická genetika
Genetika se zabývá studiem dědičnosti a proměnlivosti organismů
proměnlivost (variabilita) – odraz vlivu prostředí na organismus potomků
klasická dědičnost – schopnost rodičů předat znaky potomkům
Prvním vědcem, který se doloženě zabýval takříkajíc moderní genetikou byl J.G. Mendel:
Johann Gregor Mendel (1822-1884)
slezský řeholník, studoval na universitě v Olomouci, věnoval se pokusům s dědičností.
V klášterní zahradě pěstil hrach, měl jej rozdělen na 7 částí. Zabraňoval samovolnému
rozmnožování kytek, uměle je křížil. Pokaždé sledoval jenom jednu vlastnost hrachu. Tímto
pozorováním se zabýval celých 7 let, o všem vedl pečlivé poznámky, ty vyšli v r. 1865
v němčině pod názvem „Pokusy s rostlinnými hybridy“ (Versuche über Pflanzen-Hybriden).
Gaston Bonnier (1853-1922)
fr. botanik, mezi jehož nejvýznamnější přínosy vědě počítáme pozorování pampelišek.
Rozřízl jeden kořen a půlku zasadil doma v pařížské zahrádce, druhou půlku odnesl do Alp,
kde ji zasadil ve volné přírodě. Dvě rostliny, které mu vyrostly, nesly více charakteristických
rozdílů:
Tímto Bonnier dokázal, že i prostředí má zásadní vliv na vývoj a podobu organismů.
Mendelovy závěry
Na základě svých pozorování zavedl Mendel několik základních pojmů:
(neprojevený) gen  znak (vnější projev)
Gen je vloha – jednotka informace, která se může/nemusí projevit, určuje vzezření
a jednotliivé aspekty jedince. Geny se dědí v párech, potomek získá od každého rodiče
náhodně jeden z dvou genů.
alela – konkrétní forma jednoho genu, může jich být i víc na jeden gen
Příklad: gen určující barvu u hrachu má dvě podoby – žlutou a zelenou alelu
genotyp x fenotyp
Mluvíme-li o genotypu, myslíme tím „genetický materiál“ daného jedince, tedy výpis všech
genů, i těch, které se neprojevují. Fenotyp je vnější projev (vzhled) jedince.
Příklad: genotyp Aa se projeví jako fenotyp A
dominance x recesivita
dominance se navenek vyskytuje častěji, projevuje se; recesivita ustupuje, neprojevuje se
Příklad: žlutá alela (A) je dominantní nad zelenou alelou (a)
homozygot – jedinec, který má z jednoho genu jenom jednu alelu (AA nebo aa)
heterozygot – jedinec, který má z jednoho genu dvě odlišné alely (Aa)
monohybrid – jedinec, který má „jenom jeden gen“, většinou se o monohybridech mluví
z relativního pohledu, kdy ostatní geny nebereme do úvahy a pozorujeme jenom jeden
konkrétní (AA nebo aa)
sledujeme-li více znaků u jednoho jedince, musíme už o něm mluvit jako o dihybridovy – má
více rozdílných genů (AABB nebo AaBB atd.)
MENDELOVY ZÁKONY
1) O uniformitě F1 generace
Při křížení dvou čistých linií (dominantního a recesivního homozygóta) je
potomstvo uniformní (s dominantními fenotypovými znaky).
Jinak řečeno, pokud jsou v parentální generaci homozygoti (jeden dom. a druhý rec.),
budou v první filiální generaci jenom heterozygoti, všichni se stejným fenotypem.
2) O segregaci alel a jejich kombinaci
Při produkci pohlavních buněk se alely segregují (oddělují) a při oplození dochází
k jejich kombinaci. Při křížení dvou heterozygotů je fenotypový štěpný poměr 3:1
(ve prospěch dominantního znaku).
Nebo by se dalo říct, že pokud mezi sebou křížíme heterozygoty, nebo-li 1. filiální
generaci vzniklou křížením recesivního a dominantního homozygota, dostaneme
genotyp dominantního homozygota, heterozygoty a recesivního homozygota
v pevném poměru 1:2:1 a fenotyp dominantní gen:recesivní v poměru 3:1.
3) O nezávislé kombinovatelnosti alel
Alely dvou různých genů se v potomstvu segregují a kombinují nezávisle na sobě.
Při křížení heterozygotního dihybrida je fenotypový štěpný poměr 9:3:3:1.
Tedy tolik, že když se díváme na dva geny, tyto se kombinují zcela samostatně, jiné
geny je vůbec neovlivňují. Křížení dihybrida je skvělým příkladem.
Křížení dihybrida
Krevní skupiny
(Vsuvka, kdyby už nebylo o čem mluvit. Nejsem si jist, jestli tam budou příklady i na krevní
skupiny.)
Existují 3 „krevní“ alely, A, B a 0. A a B jsou dominantní vůči 0, jinak vše funguje dle
Mendelových zákonů. Dá se ilustrovat třeba příkladem č. 6.
Příklady:
1. U skotu je bezrohost dominantní vůči rohatosti. Jaké potomstvo můžeme očekávat
ze zkřížení bezrohého býka s roahatými kravami, když víme, že jedna z nich již dříve
při zkřížení s týmž býkem porodila rohaté tele?
řešení: B – bezrohovitost
b – rohatost
krávy bb (rohaté krávy jsou fenotypně recesivní, nemohou mít proto žádnou
dominantní alelu B)
býk Bb (musí mít i recesivní alelu b, nakolik měl v minulosti fenotypně recesivní
potomky)
Potomství může být fenotypně dominantní (Bb) nebo i recesivní (bb).
2. Normální pigentace kůže je u lidí dominantní nad albinotickou. Normálně
pigmentovaný muž se ožení s albinotickou ženou. Jejich první dítě je albinotické. Jaké
jsou genotypy všech tří osob? Budou-li mít rodiče více dětí, jaká je pravděpodobnost,
že budou albinotické?
řešení: P – normální pigmentace
p – albinotická pigmentace
žena pp
muž Pp
dítě pp
pravděpodobnost jednotlivých možností pigmentace u dalších dětí je stejná (1:1)
(žena dá pokaždé alelu p, u muže je šance 50/50)
3. U okurky jsou listy typicky dlanité, je však znám gen, který podmiňuje vějířovité listy
nazývané „Ginkgo“. Po křížení homozygotní rostliny s listy dlanitými s homozygotní
rostlinou s listy „Ginkgo“ byly listy všech rostlin F1 dlanité. Která z obou alel je
dominantní? Uveďte genotypy rodičů a potomků.
řešení: dominantní je alela podmiňující dlanité listy (víme podle fenotypu
F1 generace)
l – tvar listů normální
L – „Ginkgo“
rodiče DD a dd
potomci Dd
4. U andaluského plemene slepis podmiňuje alela B tmavou barvu peří, alela b bílou.
Slepice heterozygotní mají peří modravé. Jaké bude potomstvo po křížení modravé
slepice s kohoutem a) s tmavým peřím
b) s modravým peřím
c) s bílým peřím
?
řešení: a) tmavé i modravé potomstvo (1:1)
b) tmavé, modravé i bílé potomstvo (1:2:1)
c) bílé i modravé potomstvo (1:1)
5. U králika domácího označujeme černou barvu srsti (Č), hnědou barvu (č). Srst krátká
je dominantní (K) nad dlouhou (k). Homozygotně černý samec s krátkou srstí byl
zkřížen s homozygotní hnědou samicí s dlouhou srstí. Jaké budou genotypy
a fenotypy v generacích F1 a F2?
řešení: můžeme očekávat uniformní potomstvo s genotypem ČčKk (fenotyp – černý
krátkosrstý). Generace F2 bude zahrňovat králíky všeho druhu – černé krátkosrsté,
černé dlouhosrsté, hnědé krátkosrsté a hnědé dlouhosrsté (v poměru 9:3:3:1).
Genotyp F2: AABB, AABb, AaBB, AaBb, Aabb, aaBb, aabb (poměr 1:2:1:2:4:2:1:2:1).
6. Kterého z mužů lze vyloučit jako otce dítěte?
a) matka má krevní skupinu B, dítě 0, jeden muž A, druhý AB
b) matka má krevní skupinu B, dítě AB, jeden muž A, druhý B
řešení: a) muž AB nemůže být otcem – dítě by muselo mít nutně A nebo B krev
b) muže B můžeme vyloučit jako otce – dítě by nemělo kde vzít prvek A
7. Zjistěte krevní skupiny mužů, u kterých lze vyloučit paternitu, znáte-li krevní skupiny
matky a dítěte:
a) matka 0, dítě 0
b) matka 0, dítě A
c) matka A, dítě B
d) matka AB,dítě B
řešení: a) otcem nemůže být AA, BB, AB (musí mít alespoň jednu 0)
b) otcem nemůže být BB, 0 (musí mít alespoň jedno A)
c) otcem nemůže být AA, 0 (musí mít alespoň jedno B)
d) otcem nemůže být AA (to by dítě rovněž muselo mít prvek A)
zdroj: sešit a nejmenší úlomek wikipedie
časové rozložení: 10 min kecačka + 5 min příklady (tak mi to vyšlo)