Cvičení č. 6: Mendelovy zákony KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek
Mendelovy zákony
1.
Při pohlavním rozmnožování se může z každého rodiče přenést na jeho potomka vždy pouze jediná alela z páru. Vyslovil v roce 1865 J. G. Mendel: Zákon o uniformitě hybridů F1 generace a identitě reciprokých křížení: Při vzájemném křížení homozygotních rodičů (P) vzniká první filiální generace (F1) potomků, kteří jsou genotypově i fenotypově jednotní. homozygoti
B
B
b
Bb
Bb
b
Bb
Bb
2. Mendelův zákon (křížení heterozygotů)
Alelické páry se u heterozygotů vzájemně nesměšují. Potomstvo F2 vzniklé křížením heterozygotních jedinců F1 gen. je nestejnorodé a dochází tak k fenotypovému štěpení. Vzájemným křížením heterozygotů Rr vzniká potomstvo genotypově i fenotypově různorodé. S pravděpodobností 25% mohou vznikat potomci homozygotně dominantní, s pravděpodobností 50% potomci heterozygotní a s pravděpodobností 25% potomci homozygotně recesivní (viz. kombinační čtverec = Punnettova tabulka). Genotypový štěpný poměr je 1:2:1, fenotypový štěpný poměr je 3:1 při úplné dominanci nebo 1:2:1 při neúplné dominanci.
heterozygoti
R
r
R
RR
Rr
r
Rr
rr
3. Zákon o volné kombinovatelnosti vloh Stejné zabarvení značí stejný genotyp.
Mezi alelami genů, které leží v různých chromozomech, existuje vzájemná volná a nezávislá kombinovatelnost. V potomstvu F2 pak vznikne tolik zygotických genotypových kombinací, kolik je jich možných mezi na sobě matematicky nezávislými veličinami. Při zkoumání 2 alel současně dochází k téže pravidelné segregaci. Máme-li 2 dihybridy AaBb může každý tvořit 4 různé gamety (AB, Ab, aB, ab). Při vzájemném křížení tedy z těchto 2 gamet vzniká 16 různých zygotických kombinací. Některé kombinace se ovšem opakují, takže nakonec vzniká pouze 9 různých genotypů.
V F2 generaci vznikají rozdílné fenotypy. Stejné zabarvení značí stejný fenotyp.
Příklad 1: Písmena pro alely se odvozují od názvů znaků recesivních alel: 1. Křížíme homozygotní formy hledíku – červenokvětého (BB) s bělokvětým (bb). Heterozygot má květy růžové. a) Napište genotypy rodičů, potomků, gamety jedince v F1 generaci, kombinační čtverec F2 a fenotypový a genotypový štěpný poměr v F2 generaci. b) Jaká je dědičnost barvy květů u hledíku? Jaké by bylo zbarvení jedinců v F1 a v F2 generaci, pokud by se jednalo o jiný typ dominance?
Řešení: P: BB x bb, F1: Bb.
a)
F2: Bb x Bb, 1:2:1
b) Neúplná dominance.
homozygoti
B
B
heterozygoti
B
b
b
Bb
Bb
B
BB
Bb
b
Bb
Bb
b
Bb
bb
Úplná dominance a)
P: BB x bb, F1: Bb.
F2: Bb x Bb, Genotyp:1:2:1, Fenotyp: 3:1
homozygoti
B
B
heterozygoti
B
b
b
Bb
Bb
B
BB
Bb
b
Bb
Bb
b
Bb
bb
( אchí) kvadrát test Chí-kvadrát test je jednoduchá metoda s jejíž pomocí lze zjistit, zda se předpověď podle genetické hypotézy shoduje s údaji experimentu (zda jsou výsledky křížení v souladu s hypotézou nebo ne). Vyjadřuje jakým způsobem jsou výsledky pokusů ovlivněny náhodou – malé odchylky. א2= ∑ (pozorované – očekávané)2/ očekávané Pro každou fenotypovou třídu vypočteme rozdíl mezi pozorovanými a očekávanými potomky. Vypočtenou hodnotu pak porovnáváme se známou hodnotou v tabulce pro N stupňů volnosti. Kritická hodnota určuje, kdy je již nepravděpodobné, že neshoda mezi pozorovanými a očekávanými počty je způsobena náhodně (P=0,05). Příslušný stupeň volnosti se stanoví odečtením čísla 1 od počtu fenotypových tříd.
Příklad 2: 2. Šedě zbarvená myš (BB) byla křížena s albinotickým jedincem (bb), všichni potomci byli šedí. V F2 generaci bylo získáno 198 šedých a 72 bílých myší. Chí kvadrát testem ověřte, zda tento znak odpovídá monogenní dědičnosti s úplnou dominancí.
Řešení
P: BB x bb, F1: Bb. F2: Bb x Bb, Genotyp:1:2:1, Fenotyp: 3:1 198 šedých a 72 bílých myší = 2 fenotypové třídy. 198 (pozorovaný počet - šedé) + 72 (pozorovaný počet - bílé) = 270 / 4 = 67,5 (očekávaný počet - bílé) 67,5 x 3 = 202,5 (očekávaný počet - šedé) א2 = (198-202,5) 2 / 202,5 + + (72-67,5) 2 / 67,5 = 0,1 + 0,3 = 0,4 Počet stupňů volnosti N: 2 (bílé a šedé) -1 = 1. heterozygoti B b Kritická hodnota pro א2 s 1 stupněm volnosti je 3,84, což je více než 0,4 Proto se empirický štěpný poměr velmi B BB Bb blíží teoretickému. b
Bb
bb
