Kodominanz: Definition, Erklärung & Beispiel

Inhalt

• Mendel: Der Beginn des Verständnisses der Genetik
• Die Grundlagen vererbbarer Merkmale
• Mendelsche Vererbung: Dominante und rezessive Merkmale
• Nicht-Mendelsche Vererbung
• Codominanz: Beispiele aus der Natur
• Blutgruppen: Ein Beispiel
• Mehr zu Incomplete Dominance vs. Codominance

Es dauerte bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts, bis irgendjemand eine schlüssige und unwiderlegbare Arbeit an den Mechanismen leistete, die der Humangenetik zugrunde lagen, und zwar kurzfristig (Erbe, oder die Weitergabe von Merkmalen von den Eltern an die Nachkommen) und auf lange Sicht (Entwicklung oder Verschiebung der Allelfrequenzen bestimmter Populationen über Hunderte, Tausende oder sogar Millionen von Generationen).

In der Mitte des 19. Jahrhunderts bereitete sich ein Biologe namens Charles Darwin darauf vor, seine wichtigsten Ergebnisse in den Bereichen zu veröffentlichen natürliche Auslese und Abstieg mit UmbauKonzepte, die heute auf der Terminologieliste aller Lebenswissenschaftler ganz oben stehen, zu dieser Zeit jedoch zwischen unbekannt und umstritten lagen.

Mendel: Der Beginn des Verständnisses der Genetik

Gleichzeitig kombinierte ein junger österreichischer Mönch mit einem wissenschaftsreichen formalen Hintergrund, einer ernsthaften Erfahrung im Gartenbau und einem übernatürlichen Maß an Geduld, Gregor Mendel, diese Werte, um eine Reihe wichtiger Hypothesen und Theorien zu erstellen, die die Biowissenschaften voranbrachten ein enormer Sprung praktisch über Nacht, unter ihnen das Gesetz der Trennung und das Gesetz des unabhängigen Sortiments.

Mendel ist am bekanntesten für die Einführung der Idee von Geneoder molekulare Anweisungen in DNA (Desoxyribonukleinsäure) in Bezug auf eine bestimmte körperliche Eigenschaft und AlleleDies sind verschiedene Versionen desselben Gens (normalerweise hat jedes Gen zwei Allele).

Durch seine inzwischen berühmten Experimente mit Erbsenpflanzen entwickelte er die Konzepte dominanter und rezessiver Allele und die Begriffe von Phänotyp und Genotyp.

Die Grundlagen vererbbarer Merkmale

ProkaryotenDies sind einzellige Organismen wie Bakterien, die sich ungeschlechtlich vermehren, indem sie nach einem so genannten Verfahren exakte Kopien von sich selbst anfertigen Zellteilung. Das Ergebnis der prokaryotischen Reproduktion sind zwei Tochterzellen, die genetisch mit der Elternzelle und untereinander identisch sind. Das heißt, die Nachkommen von Prokaryoten sind in Abwesenheit genetischer Mutationen einfach Kopien voneinander.

Eukaryoten hingegen sind Organismen, die sich bei der Zellteilung sexuell vermehren Mitose und Meioseund schließen Pflanzen, Tiere und Pilze ein. Jeder Tochterruf erhält die Hälfte seines genetischen Materials von einem Elternteil und die Hälfte vom anderen, wobei jeder Elternteil über Gameten oder Geschlechtszellen, die in Meiose produziert werden, ein zufällig ausgewähltes Allel aus jedem seiner Gene zum genetischen Mix der Nachkommen beiträgt.

(Beim Menschen produziert das Männchen sogenannte Gameten Spermazellen und das Weibchen schafft Eizellen.)

Mendelsche Vererbung: Dominante und rezessive Merkmale

In der Regel dominiert ein Allel das andere und maskiert seine Anwesenheit vollständig auf der Ebene der geäußerten oder sichtbaren Merkmale.

Zum Beispiel sind in Erbsenpflanzen runde Samen Dominant über faltige Samen, weil, wenn auch nur eine Kopie der Allel-Codierung für das runde Merkmal (dargestellt durch einen Großbuchstaben, in diesem Fall R) in der Pflanzen-DNA vorhanden ist, die Allel-Codierung für das faltige Merkmal keine Wirkung hat, obwohl sie weitergegeben werden kann auf die nächste Generation von Pflanzen.

Ein Organismengenotyp für ein bestimmtes Gen ist einfach die Kombination von Allelen, die dieses Gen aufweist, z. B. RR (das Ergebnis beider Elterngameten, die "R" enthalten) oder rR (das Ergebnis eines Gameten, der "r" beisteuert, und des anderen) "R").Der Phänotyp des Organismus ist die physikalische Manifestation dieses Genotyps (z. B. rund oder faltig).

Wenn eine Pflanze mit dem Genotyp Rr mit sich selbst gekreuzt wird (Pflanzen können sich selbst bestäuben, eine nützliche Fähigkeit, wenn Fortbewegung keine Option ist), sind die vier möglichen Genotypen der resultierenden Nachkommen RR, rR, Rr und rr. Da zwei Kopien eines rezessiven Allels vorhanden sein müssen, um das rezessive Merkmal auszudrücken, haben nur "rr" Nachkommen faltige Samen.

Wenn ein Organismengenotyp für ein Merkmal aus zwei gleichen Allelen besteht (z. B. RR oder rr), spricht man von dem Organismus homozygot für dieses Merkmal ("homo-" bedeutet "gleich"). Wenn eines von jedem Allel vorhanden ist, ist der Organismus heterozygot für dieses Merkmal ("hetero-" bedeutet "andere").

Nicht-Mendelsche Vererbung

Sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren befolgen nicht alle Gene das oben erwähnte dominant-rezessive Schema, was zu verschiedenen Formen der nicht-Mendelschen Vererbung führt. Die beiden Formen von großer genetischer Bedeutung sind unvollständige Dominanz und Mitbestimmung.

Im unvollständige Dominanzheterozygote Nachkommen weisen Phänotypen auf, die zwischen der homozygoten dominanten und der homozygoten rezessiven Form liegen.

Zum Beispiel dominiert in der Vier-Uhr-Blüte Rot (R) gegenüber Weiß (r), aber Rr oder rR-Nachkommen sind keine roten Blüten, wie dies in einem Mendelschen Schema der Fall wäre. Stattdessen handelt es sich um rosa Blüten, als wären die Farben der elterlichen Blüten wie Farben auf einer Palette gemischt worden.

Im Mitbestimmungübt jedes Allel den gleichen Einfluss auf den resultierenden Phänotyp aus. Anstelle einer einheitlichen Vermischung der Merkmale jeder Das Merkmal ist vollständig ausgeprägt, jedoch in verschiedenen Teilen des Organismus. Während dies verwirrend erscheinen mag, reichen Beispiele für Codominanz aus, um das Phänomen zu veranschaulichen, wie Sie gleich sehen werden.

Codominanz: Beispiele aus der Natur

Sie haben ohne Zweifel verschiedene Tiere bemerkt, die Streifen oder Flecken auf ihrem Fell oder ihrer Haut haben, wie Zebras und Leoparden. Dies ist ein archetypisches Beispiel für Codominanz.

Wenn Erbsenpflanzen an einem Kodominanten-Schema festhalten würden, hätte jede gegebene Pflanze mit dem Genotyp Rr eine Mischung aus glatten Erbsen und faltigen Erbsen. aber kein Zwischenprodukt, d. h. rundliche, aber faltige Erbsen.

Das letztere Szenario würde auf eine unvollständige Dominanz hindeuten, und alle Erbsen würden die gleiche Form haben; rein runde und rein faltige Erbsen wären nirgends an der Pflanze zu erkennen.

Menschliche Blutgruppen sind ein gutes Beispiel für die Kodominanz. Wie Sie vielleicht wissen, können menschliche Blutgruppen als klassifiziert werden A, B, AB oder O.

Diese resultieren daraus, dass jeder Elternteil entweder ein "A" -Protein für die Oberfläche der roten Blutkörperchen, ein "B" -Protein oder kein Protein beisteuert, das als "O" bezeichnet wird. Somit sind die möglichen Genotypen in der menschlichen Bevölkerung AA, BB, AB (dies könnte auch als "BA" bezeichnet werden, da das funktionelle Ergebnis das gleiche ist und der Elternteil welches Allel beiträgt, ist irrelevant), AO, BO oder OO. (Es ist wichtig zu erkennen, dass, während die A- und B-Proteine ​​kodominant sind, O kein Allel ist, sondern tatsächlich das Fehlen von einem, so dass es nicht in gleicher Weise markiert ist.)

Blutgruppen: Ein Beispiel

Sie können die verschiedenen Genotyp-Phänotyp-Kombinationen hier für sich selbst herausfinden, eine unterhaltsame Übung, wenn Sie Ihre Blutgruppe kennen und neugierig sind auf die möglichen Genotypen Ihrer Eltern oder die von Kindern, die Sie möglicherweise haben.

Wenn Sie beispielsweise die Blutgruppe O haben, müssen beide Elternteile Ihrem Genom (der Summe aller Ihrer Gene) einen "Blank" gespendet haben. Dies bedeutet jedoch nicht, dass einer Ihrer Elternteile zwangsläufig O als Blutgruppe hat, da einer oder beide den Genotyp AO, OO oder BO haben könnten.

Daher ist die einzige Gewissheit hier, dass keine Ihrer Eltern Blutgruppe AB haben könnte.

Mehr zu Incomplete Dominance vs. Codominance

Während unvollständige Dominanz und Kodominanz eindeutig ähnliche Formen der Vererbung sind, ist es wichtig, den Unterschied zwischen der Vermischung von Merkmalen bei ersteren und der Erzeugung eines zusätzlichen Phänotyps bei letzteren zu berücksichtigen.

Darüber hinaus haben einige unvollständig dominierende Merkmale Beiträge von mehreren Genen, wie der Größe des Menschen und der Hautfarbe. Dies ist etwas intuitiv, da diese Merkmale keine einfache Mischung aus elterlichen Merkmalen sind und stattdessen entlang eines Kontinuums existieren.

Dies ist bekannt als polygen Vererbung ("viele Gene"), ein Schema, das keine Beziehung zur Kodominanz hat.