Luku 10: Alleelipari voi vaikuttaa ominaisuuksiin eri tavoin

Yhden geenin aiheuttamien ominaisuuksien periytyminen

1. MONOHYBRIDIRISTEYTYKSISSÄ

  • Tarkastellaan yhden geenin eri alleelien periytymistä.
  1. Selitä alleelit kirjaimin 

A= normaalin pigmentin alleeli (dom.)

a= albinismi alleeli (res.)

  1. Laita risteytys ja vanhempien genotyypit näkyviin:

Esimerkkitehtävänanto: Homotsygoottinen musta kani ja albiino kani saavat poikasia. Kaikki poikaset ovat mustia. Esitä tehtävä risteytyskaavioin. 

 AA x aa

3. Päättele sukusolut:

  • (A) (A)  ja  (a) (a)

4. Tee risteytystaulukko, johon kannattaa kirjoittaa jälkeläisten geno- ja fenotyypit.

sukusolut

A

A

a

Aa
musta

Aa
musta

a

Aa
musta

Aa
musta

 

  1. Perustele taulukon tulokset sanallisesti. Jos tulokset eivät noudata vallitseva- syrjäytyvä - alleelin lukusuhteita, mieti voisiko kyseessä olla letaalisuus, välimuotoisuus, yhteisvallitsevuus tai voisiko vaihtoehtoisia alleeleita olla enemmän kuin kaksi. Myös geenin sijainti sukupuolikromosomissa aiheuttaa usein eroja miesten ja naisten fenotyyppien lukusuhteissa. 

V: Kun homotsygoottiset musta ja albiino kani saavat poikasia, ovat poikaset fenotyypiltään kaikki mustia. Jälkeläisten genotyyppi heterotsygoottinen Aa. 
Jatketaan risteytystä F2- polveen asti. Jos nämä heterotsygoottiset mustat saavat vielä poikasia, mikä on niiden geno- ja fenotyyppi?

Aa x Aa

sukusolut  (A) (a) ja (A) (a)

sukusolut

A

a

A

AA
musta 

Aa
musta

a

Aa
musta

aa
albiino

F2- polven jälkeläisten mahdolliset genotyypit ovat AA: Aa: aa lukusuhteissa 1: 2: 1. Fenotyypiltään jälkeläiset olivat mustia 75% todennäköisyydellä ja albiinoja 25 % todennäköisyydellä.




Testiristeytyksessä
risteytetään dominoivaa ominaisuutta ilmentävä yksilö resessiivistä ominaisuutta ilmentävän yksilön kanssa ja jälkeläisten fenotyyppien lukusuhteesta voidaan päätellä, oliko dominoivaa ominaisuutta ilmentävä vanhempi homo- vai heterotsygoottinen. 

Miten voidaan selvittää, onko dominoivaa ominaisuutta ilmentävä lyhytkarvainen marsu homo- vai heterotsygootti?

L= lyhytkarvaisuus

l= pitkäkarvaisuus

Jos ei ole olemassa geenitestiä (koetin), niin tämä voidaan selvittää testiristeytyksellä, jossa lyhytkarvainen marsu saa poikasia pitkäkarvaisen marsun kanssa. Jälkeläissuhteesta selviää on lyhytkarvainen marsu homo- vai heterotsygootti.

joko

LL x ll

 

tai

Ll x ll

























ERIKOISTAPAUKSIA MONOHYBRIDIRISTEYTYKSISTÄ

Testiristeytyksessä risteytetään dominoivaa ominaisuutta ilmentävä yksilö resessiivistä ominaisuutta ilmentävän yksilön kanssa ja jälkeläisten fenotyyppien lukusuhteesta voidaan päätellä, oliko dominoivaa ominaisuutta ilmentävä vanhempi homo- vai heterotsygoottinen. 

2) LETAALISUUS

 Jotkin harvinaiset letaalialleelit voivat samaperintäisinä aiheuttaa yksilölle niin vakavia häiriöitä, että se tuhoutuu jo sikiönä. Letaalialleelit voivat periaatteessa olla dominoivia ja resessiivisiä, mutta tehtävissä on usein esimerkkejä dominoivista letaalialleeleista, jotka heterotsygoottisina aiheuttavat yksilöllä jonkin erikoisen ominaisuuden (hännätön kissa, keltainen hiiri, hopeanaali, ravunsaksioireyhtymästä kärsivä ihminen), mutta homotsygoottisena yksilönkehitys ei välttämättä edes ala tai jälkeläinen syntyy kuolleena.

R= ravunsaksi- alleeli
r= normaali alleeli

Elävän ravunsaksioireyhtymästä kärsivän ihmisen genotyypin on oltava heterotsygoottinen, jotta henkilö on elossa: Rr



Tehtäväesimerkki: Millaisia jälkeläisiä saavat kaksi ravunsaksioireyhtymästä kärsivää henkilöä keskenään?

R= ravunsaksi- alleeli
r= normaali alleeli

Rr x Rr

Molemmat tuottavat sukusoluja, joista 1/2: ssa on R-alleeli ja 1/2 :ssa on r- alleeli

sukusolut R


r
R RR
raskaus ei jatku
Rr
Ravunsaksioireyhtymä
r Rr
Ravunsaksioireyhtymä
rr
normaali


Kahden ravunsaksioireyhtymää sairastavan ihmisen jälkeläisistä 2:3 sairaita ja 1:3 terveitä, sillä RR- genotyypin jälkeläisten kohdalla raskaus ei etene pitkälle.

Muita tunnettuja letaalialleeleja ovat hiiren keltainen väri, naalien platinaväri, hännättömät Manx-kissat, hevosen kirjavuusgeeni.

3) MULTIPPELIT ALLEELIT 

Vaikka yhdellä yksilöllä voi olla kerrallaan yhdestä geenistä aina kaksi alleelia, voi populaatiossa olla samasta geenistä useampia kuin kaksi erilaista muotoa. Kun jälkeläisissä on kolme tai enemmän fenotyyppejä, on syytä epäillä, että erilaisia alleeleja on enemmän kuin kaksi. 

  • Uudet alleelit ovat syntyneet mutaatioiden tuloksena
  • Kanien ja gerbiilien karvan värin määrämästä geenistä tiedetään olevan kolme eri muotoa ja ulkonäoltään kani voivat olla harmaita, läikikkäitä tai valkoisia. 

A= harmaa (dominoiva) 

aH= himalaja (valkoista ja harmaata (heikompi alleeli harmaa, mutta vahvempi kuin valkoinen) 

ah = valkoinen (resessiivinen) 

harmaan kanin mahdolliset genotyypit: AA, Aa H, Aah

himalajakanin: aHaH  tai  aHah

valkoisen:  ahah
 




4) VÄLIMUOTOINEN PERIYTYMINEN

Kaikki alleelit eivät ole toistensa suhteen dominoivia tai resessiivisiä. Joskus jälkeläiset näyttävät vanhempiensa keskiarvolta ja mahdollisia fenotyyppejä onkin kolme. Tällöin voi olla  kyse välimuotoisuudesta esim. petunian ja leijonankidan kukan vaaleanpunainen terälehtien väri tai hevosten karvan väri.  

AP = punaisuuden alleeli 

AV = valkoisuuden alleeli  

Puutarhuri päättää risteyttää punaisia ja valkoia petunioita joulumyyntiin ja toivoi saavansa sekä punakukkaisia että valkokukkaisia yksilöitä jälkeläisiin. Minkä värisiä kukkia kasvaa jälkeläisille?  

P-polvi   AP AP x  AAV

(AP) (AV)

molemmilla syntyy vain yhtä sukusolutyyppiä
 

sukusolut 

AP

AP 

AV

APAV

vaaleanpunainen 

APAV

vaaleanpunainen 

AV

APAV

vaaleanpunainen 

APAV

vaaleanpunainen 

 

Kaikki F1- polven jälkeläiset ovat genotyypiltään APAV ja fenotyypiltään vaaleanpunaisia. Puutarhuri pettyi pahasti joulumyyntiinsä, sillä vaaleanpunakukkaiset kasvit eivät käyneet kaupaksi joulun alla.  

5) VERIRYHMÄT (yhteisvallitsevuus AB- veriryhmän kohdalla)

perustuvat punasolun pinnassa oleviin proteiineihin, jotka käynnistävät vasta-ainetuotannon. Ovat perinnöllisiä. Jos verensiirrossa annettavissa punasoluissa on sellaista tunnisteproteiinia, jota ei ole ihmisen omissa punasoluissa, käynnistyy vasta-ainereaktio.

ABO-VERIRYHMÄ 

alleelit (sovittu merkintä!)

IA= a-alleeli
IB= b-alleeli
i= o- alleeli (res)

AB- veriryhmän periytyminen on YHTEISVALLITSEVAA, jolloin kaksi eri alleelia tuottavat eri proteiinia ja ilmenevät erillisinä yksilössä. 


RHESUSVERIRYHMÄ  (normaali vallitseva ja syrjäytyvä periytyminen)

Valtaosa ihmisistä on Rh-positiivisia ilmiasultaan (85 % suomalaisista)

alleelit
R= +- alleeli
r= - -alleeli

genotyyppi  fenotyyppi

plus- veri RR tai Rr

miinus- veri  rr

Risteytystehtävissä tehtävissä esiintyvää sanastoa.

Perinnöllisyyden idea: Eliöt saavat alkunsa saman lajin yksilöistä (tai yksilöstä) ja muistuttavat vanhempiaan enemmän kuin muita lajinsa edustajia. Tämä johtuu siitä, että yksilö perii vanhemmiltaan perintötekijänsä.

DNA (deoksiribonukleiinihappo) on solujen perinnöllistä tietoa sisältävä molekyyli. Se koostuu nukleotideista, joiden rakenneosia ovat fosfaattiosa, deoksiriboosisokeri ja emäsosa (adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G) ja tymiini (T) ). DNA-molekyylissä on kaksi juostetta, jotka pariutuvat toistensa kanssa emäspariperiaatteen mukaisesti.

RNA on solujen perinnöllistä tietoa siirtävä molekyyli, joka rakentuu nukleotideista, joissa on riboosisokeri, fosfaattiosa ja emäsosa ( urasiili (U), adeniini (A) , guaniini (G) ja sytosiini (C)). RNA on yksijuosteinen molekyyli ja sitä on solussa kolmea eri tyyppiä.

KROMATIINI(RIHMA): Tumassa dna-molekyyli on yleensä kiertynyt histoniproteiinien ympärille kromatiiniksi kutsutuksi nauhaksi.

KROMOSOMI (jolla yleensä tarkoitetaan kaksoiskromosomia, jotka kiertyvät näkyviin ennen solunjakautumisia dna:n kahdennuttua): Tumallisilla eliöillä tumassa sijaitseva DNA:sta ja proteiineista muodostuva kappale, jossa geenit sijaitsevat. Kromosomien määrä ja muoto on lajityypillinen. Kromosomin osia ovat mm. telomeerit ja sentromeeri.

GEENI eli perintötekijä on dna-molekyylin jakso, joka sisältää ohjeen proteiinin tai RNA:n valmistamiseksi.

SISARKROMATIDI: Kaksoiskromosomin sentromeeristä toisiinsa liittyvät kromosomit, joissa on samat geenialleelit.

TYTÄRKROMOSOMI: Kun mitoosissa kaksoiskromosomi ”halkea” sentromeerin kohdalta niin toisistaan irronneita kromatideja voidaan kutsua tytärkromosomeiksi

HAPLOIDI: solu, jolla on yksinkertainen kromosomisto (n). Tumallisilla eliöillä näitä ovat meioosin tuloksena syntyneet sukusolut.

 MEIOOSI: Sukusolujen kantasolujen (ituradan solut) jakautumistapa, jossa kromosomiluku vähenee puoleen eli sukusolut ovat haploideja (n). 

GENEETTINEN REKOMBINAATIO: tarkoittaa sitä, että kahden eri yksilön geenialleelit sekoittuvat sukusoluissa ja niistä kehittyneissä jälkeläisessä uudella tavalla. Sitä aiheuttavat meioosin vähennysjaossa vastinkromosomien sattumanvarainen asettuminen jakotasolle (mendelistinen rekombinaatioa) ja tekijänvaihto. 

DIPLOIDI: solu, jonka tumassa on kutakin kromosomia 2 kappaletta (2n). Toinen näistä vastinkromosomeista on peritty isältä ja toinen äidiltä.

MITOOSI: Kaikkien muiden solujen paitsi sukusolujen kantasolujen jakautumistyyppi, jossa solun kromosomilukumäärä pysyy samana eli diploidina (2n).

VASTINKROMOSOMIPARI: eli homologiset kromosomit ovat molemmilta vanhemmilta perityt samanlaiset kromosomit, jotka muodostavat parin. Ihmisellä on 23 vatinkromosomiparia.

SUKUSOLU: eli gameetti. Sukusolut ovat syntyneet meioosijakautumisella ja niiden kromosomiluku on puolittunut (haploidi) eliön alkuperäisestä diploidista lukumäärästä. Sukusolujen on tarkoitus hedelmöittyä, jotta yksilönkehitys voi alkaa.

SUKUPUOLIKROMOSOMIT: Ihmisellä 23. kromosomit X ja Y, jotka määräävät mm. sukupuolen.

AUTOSOMI: Muu kromosomi kuin sukupuolikromosomi

LOKUS: (geenipaikka) Geenin tarkka paikka kromosomissa

ALLEELI: Geenin vaihtoehtoinen muoto: vastinkromosomien saman lokuksen geenit voivat olla erilaiset, jolloin yksilö on perinyt isältään erilaisen alleelin kuin äidiltään

DOMINOIVA ALLEELI: vallitseva alleeli, joka peittää toisen alleelin vaikutuksen ja aiheuttaa yksinkertaisenakin ominaisuuden ilmenemisen. Merkitään isolla kirjaimella.

RESESSIIVINEN ALLEELI: peittyvä alleeli, jonka ilmentämä ominaisuus tulee esille vain alleelin esiintyessä kahtena kappaleena. merkitään pienellä kirjaimella.

HOMOTSYGOOTTI: Yksilö, jolla on samanlaiset alleelit vastinkromosomiensa geenipaikoissa.

HETEROTSYGOOTTI: Yksilö, jolla on eri alleelit vastinkromosomiensa geenipaikoissad

GENOTYYPPI: eli perimä

  • kaikkien yksilön vanhemmiltaan perimien geenien kokonaisuus
  • yhden geenilokuksen alleeliyhdistelmä

FENOTYYPPI: eli ilmiasu

  • perimän ja ympäristötekijöiden määräämä havaittavien ominaisuuksien kokonaisuus
  • tietyn alleeliparin ilmeneminen yksilössä

EPIGENEETTINEN PERIYTYMINEN: Geenien toiminnan säätely voi muuttua ympäristön vaikutuksesta ja nämä muutokset ovat perinnöllisiä, mutta eivät muuta DNA-sekvenssiä eivät siis ole mutaatioita.