Information

Ist geschlechtsgebundene Vererbung unabhängig von Dominanz?

Ist geschlechtsgebundene Vererbung unabhängig von Dominanz?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ich habe eine kleine Herausforderung mit dem, was mein Dozent im Unterricht gesagt hat. Ich bin mit der Erklärung nicht einverstanden, weiß aber nicht, wie ich mich überzeugen soll. Bitte überprüfen Sie und sagen Sie mir Ihre Meinung.

Die Augenfarbe bei Drosophila ist ein geschlechtsgebundenes Merkmal, bei dem ein weißäugiges Männchen mit einem rotäugigen Weibchen gekreuzt wurde. Die F1-Generation besteht aus 54 weißen und 49 roten Augen weiblich; und 47 weiße Augen und 50 rote Augen männlich. Erklären.?

Er sagte und ich zitiere

"Das weiße Auge-Männchen überträgt das weiße Augen-Allel auf die weibliche F1-Generation, während das rote Auge-Frau ihr rotes Augen-Allel auf die männliche F1-Generation überträgt."

Ich war anderer Meinung, weil seine Erklärung die weibliche f1-Generation mit roten Augen und die männliche f1-Generation mit weißen Augen nicht berücksichtigte … Ich schlug vor, dass der weibliche Elternteil heterozygot für das Augenfarbmerkmal war … Daher zeigt ein Kreuz, dass die phänotypischen Verhältnisse für beide Augenfarben denn jedes Geschlecht ist 1/4… Als Reaktion darauf erklärte er, dass es keine Dominanz gibt, da es sich um eine Abweichung vom medellischen Prinzip handelt.


Drosophila folgen der gleichen Geschlechtsbestimmung wie beim Menschen, XY für Männchen, XX für Weibchen. Die Augenfarbe ist geschlechtsgebunden, das heißt, die Gene für die Augenfarbe werden in diesem Fall nur auf dem X-Chromoson getragen, nicht auf dem Y (es gibt andere Verknüpfungen, die nur auf dem Y getragen werden, aber das ist hier nicht der Fall). Die Wildtypfarbe Rot dominiert die weiße Augenfarbe. Wenn man speziell von der Vererbung der Augenfarbe bei Drosophila-Männchen spricht, muss man Dominanz oder Rezessivität nicht berücksichtigen, da Männer nur eine Kopie auf dem X tragen - entweder den Wildtyp rot oder weiß, es gibt keine Wechselwirkung zwischen den Allelen. Die Dominanz und Rezessivität spielt nur mit der Augenfarbe der Weibchen eine Rolle, da sie zwei Kopien erhalten, eine für jedes X, das sie von den Eltern erhalten, in diesem Fall erscheinen die Heterozygoten rotäugig, ebenso wie die Homozygoten für die roten Augen Allel.

Zum Bild: In dieser Kreuzung haben wir ein heterozygotes rotäugiges Weibchen (XWXw) gekreuzt mit einem weißäugigen Männchen (XwY). Bei den Nachkommen sieht man, dass die Hälfte der Weibchen heterozygot für rote Augen, also rotäugig, und die andere Hälfte homozygot für weiße sind. Bei den Männchen wäre die Hälfte rotäugig und die andere Hälfte weißäugig, da es keine Dominanz oder Interaktion zwischen den Allelen gibt, da sie nur die einzelne Kopie auf dem einzelnen X-Chromosom haben, das sie geerbt haben.

Hoffe das macht Sinn!

In Anbetracht dessen haben Sie Recht, Sie werden nur dann weiße Männchen in der F1-Generation bekommen, wenn die Mutter in einer Kreuzung für das Augenfarbmerkmal heterozygot ist.


Chromosomentheorie der Vererbung

Gene befinden sich auf Chromosomen
Wir gehen heute davon aus, dass die DNA das genetische Material ist und daher unsere Gene auf Chromosomen lokalisiert sein müssen. Aber wie alle Tatsachen in der Wissenschaft musste diese Idee wiederholt überprüft und für wahr befunden werden, bevor sie als Tatsache akzeptiert werden konnte. Die Chromosomentheorie der Vererbung, oder die Idee, dass Gene auf Chromosomen lokalisiert sind, wurde basierend auf Experimenten von Thomas Hunt Morgan unter Verwendung von . vorgeschlagen Drosophila melanogaster, oder Fruchtfliegen. Drosophila sind wie Menschen darin, dass ein Individuum mit zwei X-Chromosomen weiblich ist und ein Individuum mit einem X- und einem Y-Chromosom männlich ist (viele Organismen haben andere Möglichkeiten, das Geschlecht zu bestimmen).
In Drosophila, normale Fliegen haben rote Augen. Die rote Augenfarbe ist dominant. Morgan entdeckte eine rezessive Mutation (Allel), die weiße Augen verursachte. Als Morgan ein rotäugiges Weibchen mit einem weißäugigen Männchen paarte, hatten alle Nachkommen rote Augen. Dieses Ergebnis macht bei einem dominanten/rezessiven Vererbungsmuster durchaus Sinn, und hier ist das Punnett-Quadrat, das zeigt, dass (x^w = rezessives mutiertes Allel des weißen Auges x^W = dominantes Rote-Augen-Wildtyp-Allel):

Angepasst von OpenStax Biology (http://cnx.org/resources/9ce8757f364f530db58306d982c0dbc52932e235/Figure_12_02_09.jpg)

Aber Morgan erzielte ein überraschendes Ergebnis, als er die gegenseitige Kreuzung machte, bei der weißäugige Weibchen mit rotäugigen Männchen gepaart wurden. Anstelle aller rotäugigen Nachkommen sah er, dass alle Weibchen rote und alle Männchen weiße Augen hatten. Dieses Ergebnis schien Mendels Prinzip des unabhängigen Sortiments zu verletzen, da zwei verschiedene Merkmale (Geschlecht und Augenfarbe) miteinander verbunden zu sein schienen. Die einzige Möglichkeit, diese Ergebnisse zu erklären, bestand darin, dass das Gen, das die Augenfarbe verursachte, auf dem X-Chromosom lokalisiert (mit diesem verbunden) war. Hier ist das Punnett-Quadrat, das dieses Kreuz demonstriert:

Angepasst von OpenStax Biology (http://cnx.org/resources/9ce8757f364f530db58306d982c0dbc52932e235/Figure_12_02_09.jpg)

Diese Ergebnisse stützen die Chromosomentheorie der Vererbung, da sie nur erklärt werden können, wenn sich das Augenfarbengen auf dem X-Chromosom befindet. Das ist Sex-Verbindung, oder Vererbung von Genen, die sich auf den Geschlechtschromosomen (X und Y) befinden. Geschlechtsgebundene Merkmale zeigen zum Teil interessante Vererbungsmuster, weil Frauen zwei Kopien jedes X-Chromosoms haben, Männer jedoch nur eine. Dieses Vererbungsmuster bedeutet, dass ein Mann mit dem rezessiven Allel immer das rezessive Merkmal aufweist, da er nur eine Kopie des Allels besitzt. Im Gegensatz dazu befinden sich die meisten Gene auf den Autosomen oder Nicht-Geschlechtschromosomen, wo sowohl Männer als auch Frauen zwei Kopien jedes Gens haben. Denken Sie daran, dass alle von Mendel beobachteten Vererbungsmuster, einschließlich der Prinzip der Trennung und der Prinzip des unabhängigen Sortiments werden durch das Verhalten der Chromosomen während der Meiose erklärt. Diese Prinzipien sind Teil der Chromosomenvererbungstheorie.
Hier ist ein Video, das diese Experimente erklärt und ein wenig über die Auswirkungen auf den Menschen:

Im Unterricht verwenden wir phänotypische Verhältnisse, um zu bestimmen, ob Gene geschlechtsgebunden sind, und um den Phänotyp der Nachkommen vorherzusagen, wenn Gene geschlechtsgebunden sind. Wir wenden diese Informationen auch an, um menschliche Ahnentafeln zu analysieren.

Verknüpfung
Kopplung ist die Vererbung von Merkmalen in einem Muster, das gegen Mendels Prinzip der unabhängigen Sortierung verstößt, die Idee, dass Allele für verschiedene Merkmale unabhängig in Gameten getrennt werden. Sex-Linkage ist eine spezielle Art der Kopplung, bei der Merkmale mit den Geschlechtschromosomen verbunden sind. Genetische Verknüpfung tritt auf, wenn die Gene, die zwei verschiedene Merkmale steuern, gelegen in der Nähe von einander auf dem gleichen Chromosom. Die Grundidee ist, dass, wenn sich zwei Gene auf demselben Chromosom befinden und Sie die ganz Chromosom, dann müssen Sie diese beiden Gene (und welche Allele sie haben) zusammen erben.
Dies ist jedoch Biologie, daher gibt es einen Vorbehalt: das Phänomen der überqueren hilft beim Mischen der Allele für Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden. Ein Crossover-Ereignis zwischen den Orten zweier Gene auf einem Chromosom führt zu genetisch Rekombinationoder neue Kombinationen von Allelen auf einem Chromosom.

Die Kreuzung zwischen den Genen A und B führt zu rekombinanten Chromosomen mit neuen Allelkombinationen a, b und A, B, zusätzlich zu den ursprünglichen Elternkombinationen A, b und a, B. Bild aus Wikimedia von Benutzer Abbyprovenzano, mit CC-BY- SA-3.0-Lizenz.

Crossing-over tritt während der meiotischen Prophase I auf, wenn sich die homologen Chromosomen ausrichten und synapsen, und führt zu einem physischen Austausch von genetischem Material (DNA) zwischen Nicht-Schwesterchromatiden der gepaarten homologen Chromosomen. Da das Crossover zufällig entlang des Chromosoms auftritt, ist es umso unwahrscheinlicher, dass ein Crossover zwischen ihnen auftritt, je näher zwei Gene physikalisch beieinander auf einem Chromosom liegen. Umgekehrt gilt: Je weiter zwei Gene entlang des Chromosoms voneinander entfernt liegen, desto eher werden sie mit den Allelen auf dem homologen Chromosom vertauscht. Das folgende Bild veranschaulicht diese Idee:

Es mag überraschend sein zu erkennen, dass sich zwei Gene auf demselben Chromosom unabhängig voneinander anordnen (wie Gene, die sich auf separaten Chromosomen befinden), wenn sie weit genug voneinander entfernt sind, dass fast immer ein Crossover zwischen ihnen auftritt und 50% Rekombinanten produziert (da das Crossover nur zwei umfasst) der 4 Chromatiden in einem synapsierten Paar homologer Chromosomen beträgt die maximale Rekombinationsfrequenz 50%).
Das folgende Video geht durch die Verknüpfung als Verstoß gegen das unabhängige Sortiment und erklärt, wie das Crossing-Over die Verknüpfung unterbricht. Beachten Sie, dass dieses Video eine unvollständige Definition von Verknüpfung verwendet: Verknüpfung tritt auf, wenn zwei Gene liegen dicht beieinander auf demselben Chromosom und somit neigen dazu, zusammen vererbt zu werden. Es reicht nicht aus, dass Gene auf dem gleichen Chromosom liegen, um verknüpft zu werden, sondern sie müssen auch so nah beieinander liegen, dass ein Cross-Over zwischen ihnen relativ selten ist.

Einfache Regeln für die Stammbaumanalyse
Wir können nicht verschiedene Menschen bitten, sich zu paaren und viele Nachkommen zu zeugen, damit wir Vererbungsmuster beim Menschen testen können. Stattdessen verlassen wir uns auf die Stammbaumanalyse, um Vererbungsmuster abzuleiten. Hier ist ein Musterstammbaum, der erklärt, wie man Stammbäume liest:

Quelle: Wikimedia Commons (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Pedigree-chart-example.svg/769px-Pedigree-chart-example.svg.png)

Die einfachen Regeln für die Stammbaumanalyse lauten:

  • Autosomal-rezessiv
    • betrifft Männer und Frauen gleichermaßen
    • beide Eltern müssen Allel tragen
    • Eltern dürfen kein Merkmal zeigen (Träger)
    • X-chromosomal rezessiv
      • betrifft typischerweise nur Männer
      • betroffenes Männchen vererbt Allel an Töchter, nicht an Söhne
      • Eigenschaft überspringt eine Generation

      Im Unterricht üben wir die Anwendung dieser Regeln, um die Vererbungsmuster von Merkmalen in verschiedenen Stammbäumen zu bestimmen.

      Powerpoint-Folien mit animierten Darstellungen von Chromosomenbewegungen bei Mitose und Meiose, begleitend zum Fall Nash: MollyNashMitosisMeiosisAnimations


      1. Monohybrid-Kreuzung: Eine Erbsenpflanze, die für das Merkmal Tall/Short Allel heterozygot ist, ist selbstbestäubend. Wie sind die phänotypischen Verhältnisse bei den Nachkommen?

      2. Dihybrid-Kreuzung: Bei Pflanzen dominieren runde Samen gegenüber faltigen Samen und groß ist dominant bis kurz. Zeigen Sie die Kreuzung zwischen zwei Pflanzen, die für beide Merkmale heterozygot sind. Was sind die Phänotypen der Nachkommen und in welchem ​​Verhältnis?

      B. Was wäre, wenn der zweite Elternteil für beide Merkmale rezessiv wäre? Welche Phänotypen würden Sie bei den Nachkommen erwarten?

      3. Epistatisches Kreuz: Bei Labradors ist die gelbe Fellfarbe epistatisch. Labs können schwarz (dominant), braun (rezessiv) oder gelb sein, was durch ein Paar rezessiver Allele (ee) verursacht wird. Ein heterozygotes Black Lab (BbEe) wird mit einem Yellow Lab (Bbee) gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen wird sein:
      Schwarz? _________ Gelb? __________ Braun? __________

      4. Kodominanz: Bei Rindern kann die Fellfarbe rot oder weiß sein. Wenn eine rote Kuh mit einer weißen Kuh gekreuzt wird, ist der Nachwuchs ein rot-weiß gesprenkelt – Färbungsbauern nennen „Roan“. Welche Phänotypen würden Sie von einer Kreuzung zwischen einer Roan und einer weißen Kuh erhalten?

      5. Blutgruppen: Wenn ein Elternteil Blutgruppe A und ein anderer Elternteil Blutgruppe B hat, was sind ALLE möglichen Blutgruppen der Kinder? Sie kennen die Genotypen der Eltern nicht.

      6. Geschlechtsgebunden: Beim Menschen ist Farbenblindheit ein geschlechtsgebundenes, rezessives Merkmal. Wenn eine Frau, die Trägerin von Farbenblindheit ist, einen farbenblinden Mann heiratet, wie stehen die Chancen, dass ihre Kinder farbenblind werden?

      7. Eine haarig-stämmige (HH) lila blühende (PP) Pflanze wird mit einer glattstämmigen (hh) und weiß blühenden (pp) gekreuzt. Zeigen Sie die Genotypen und Phänotypen der F1-Generation.

      Die Nachkommen werden mit einem doppelt rezessiven Testkreuz gekreuzt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

      Behaart, Lila Behaart, weiß Glatt, Lila Glatt, weiß
      45 5 5 45

      Erklären Sie diese Ergebnisse, fügen Sie eine Erklärung für die Rekombination bei.

      Bestimmen Sie den Abstand zwischen den Stängel- und Blütenallelen.

      8. Aus verschiedenen Experimenten wurden folgende Crossover-Frequenzen ermittelt: Die Crossover-Frequenz zwischen Gen A und C beträgt 30%. Die Übergangsfrequenz zwischen B und C beträgt 44%. Wie weit sind A und B auseinander? Skizzieren Sie die Chromosomenkarte.

      />Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung-Keine kommerzielle Nutzung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.


      Geschlechtsgebundene Vererbung: Bedeutung und Merkmale | Genetik | Biotechnologie

      In diesem Artikel werden wir die Bedeutung und die Merkmale der geschlechtsgebundenen Vererbung diskutieren.

      Bedeutung von geschlechtsgebundener Vererbung:

      Die Geschlechtschromosomen tragen neben Genen zur Geschlechtsbestimmung auch Gene für andere Merkmale. Diese Gene werden von Generation zu Generation übertragen und werden geschlechtsgebundene Gene genannt, und die von diesen Genen kontrollierten Charaktere werden geschlechtsgebundene Charaktere genannt. Die Vererbung geschlechtsgebundener Gene oder eines Merkmals wird als geschlechtsgebundene Vererbung bezeichnet.

      Die Geschlechtsbindung wurde erstmals 1910 von Morgan bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster entdeckt. Die Fruchtfliege hat beim Weibchen bzw. beim Männchen XX- und XY-Geschlechtschromosomen. Das Gen für die Augenfarbe befindet sich auf dem X-Chromosom und es gibt kein entsprechendes Allel im Y-Chromosom.

      Das Männchen wird daher das geschlechtsgebundene Merkmal exprimieren, selbst wenn es ein einzelnes Gen hat, dominant oder rezessiv. Dies wird als hemizygoter Zustand bezeichnet. Hemizygot ist, wenn ein Organismus nur ein einziges Allel für ein Merkmal besitzt. Im Gegensatz dazu sind bei homozygoten und heterozygoten Bedingungen zwei Allele für ein Merkmal vorhanden.

      Morgan führte die folgenden Kreuzungen durch, um zu beweisen, dass sich das Gen für die Augenfarbe auf dem X-Chromosom befindet. Die normale Augenfarbe ist rot und dominiert gegenüber der mutierten weißen Augenfarbe.

      Kreuz I – Rotäugiges Weibchen x Weißäugiges Männchen:

      Wenn ein homozygotes rotäugiges Weibchen (WW) mit einem hemizygoten weißäugigen Männchen (wY) verpaart wird, sind alle Fliegen, unabhängig von ihrem Geschlecht, rotäugig. Wenn die rotäugigen Männchen und Weibchen von F1 gekreuzt sind, die F2 Fliegen sind im Verhältnis von 2 rotäugigen Weibchen, 1 rotäugigen Männchen und einem weißäugigen Männchen. Somit stehen Rot- und Weißaugenfliegen im Verhältnis 3:1 in F2 Generation (Abb. 12).

      Kreuz II – Heterozygotes F1 Weibchen x Weißäugiger Männchen:

      Wenn das heterozygote Weibchen (Ww) von F1 aus der Kreuzung I erhalten wird mit dem weißäugigen Männchen (wY) gekreuzt, die erhaltenen Ergebnisse sind in Abb. 13 dargestellt. Dies zeigt, dass die weiße Farbe nicht auf die Männchen beschränkt ist, sondern bei beiden Geschlechtern vorkommen kann.

      Cross III – Weißäugiges Weibchen x Rotäugiges Männchen:

      Die Kreuzung zwischen dem weißäugigen Weibchen und dem rotäugigen Männchen ist eine gegenseitige Kreuzung des ersten Kreuzes. Die erhaltenen Ergebnisse sind nicht die gleichen wie bei der normalen Mendelschen Ratio erwartet (Abb. 14). Alle Männchen sind weißäugig und alle Weibchen sind rotäugig. Dies zeigt, dass das Vererbungsmuster der Augenfarbe dem Verhalten des X-Chromosoms entspricht. Daraus wurde geschlossen, dass das Gen für die Augenfarbe auf dem X-Chromosom liegt.

      Non-Disjunktion ist das Versagen der Trennung homologer Chromosomen während der Meiose. Es wurde zuerst in Drosophila von Bridges berichtet, wo die X-Chromosomen sich nicht trennen und zur Bildung eines Gameten mit einem XX-Zustand und einem anderen ohne X-Chromosom führt (Fig. 15). Die Vereinigung der XX-Gameten mit einem Y-Sperma führte zu einem XXY-Zustand, bei dem es sich um ein Weibchen handelt. Nicht-Disjunktion kann auch in Autosomen auftreten.

      Merkmale der geschlechtsgebundenen Vererbung:

      Die Merkmale der geschlechtsgebundenen Vererbung sind wie folgt:

      A. Das Vererbungsmuster von geschlechtsgebundenen Merkmalen ist kreuz und quer. Der Vater vererbt das X-verknüpfte Allel eines Merkmals an die Töchter, die es an die Enkel weitergeben. Der Vater kann ein geschlechtsgebundenes Allel nicht direkt an einen Sohn weitergeben.

      B. Die Mutter kann das Allel eines Merkmals sowohl an Tochter als auch an Sohn weitergeben.

      C. Nur homozygote Weibchen können ein rezessives Merkmal ausdrücken, während heterozygote Weibchen Trägerinnen sind und das Merkmal nicht ausdrücken.

      D. Männchen exprimieren das Merkmal sofort aufgrund des Fehlens eines entsprechenden Allels. Dies ist der Grund, warum Männer häufiger an geschlechtsspezifischen Störungen leiden als Frauen.

      e. Die meisten geschlechtsspezifischen Merkmale sind rezessiv. Einige Beispiele für geschlechtsgebundene Merkmale sind Hämophilie oder Bluterkrankheit, Daltinismus oder Farbenblindheit (Abb. 24 und 25).


      2. Co-Dominanz :-

      Es ist eine post-Mendelsche Entdeckung. In diesem Fall werden beide kontrastierenden Allele der Gene unabhängig voneinander im heterozygoten Zustand exprimiert.

      Verschiedene Arten von roten Blutkörperchen, die die ABO-Blutgruppe beim Menschen bestimmen.

      • ABO-Blutgruppen, die durch Gen I gesteuert werden. Gen I hat drei multiple Allele, es sind sechs verschiedene Kombinationen dieser drei Allele möglich und somit insgesamt sechs verschiedene Genotypen der menschlichen ABO-Blutgruppen.

      Allel ichkeinen Zucker produziert, da der Mensch diploide Organismen ist, besitzt jeder Mensch zwei der drei I-Gen-Allele. Allel A und Allel B sind komplett dominant gegenüber ich,wenn Allel A und Allel B zusammen vorhanden sind, exprimieren beide ihre eigenen Zuckerarten. dies ist wegen der co-cominance.

      Hautfarbe bei Rindern

      In der F₁-Generation (heterozygot) sind alle Rinder Roan (Rot und Weiß sind beide Farben zusammen vorhanden) und in der F₂-Generation Phänotyp-Verhältnisse = 1 Rot : 2 Roan : 1 Weiß.

      Genotyp-Verhältnisse = 1 Rot : 2 Roan : 1 Weiß.


      Inhalt

      Der Begriff der Dominanz wurde von Gregor Johann Mendel eingeführt. Obwohl Mendel, "Der Vater der Genetik", den Begriff erstmals in den 1860er Jahren verwendete, war er bis Anfang des 20. Jahrhunderts nicht allgemein bekannt. Mendel beobachtete, dass es für eine Vielzahl von Merkmalen von Gartenerbsen, die mit dem Aussehen von Samen, Samenkapseln und Pflanzen zu tun haben, zwei verschiedene Phänotypen gab, wie runde vs. runzlige Samen, gelbe vs. grüne Samen, rote vs. weiße Blüten oder hohe gegen kurze pflanzen. Wenn sie getrennt gezüchtet wurden, produzierten die Pflanzen Generation für Generation immer die gleichen Phänotypen. Wenn jedoch Linien mit unterschiedlichen Phänotypen gekreuzt (gekreuzt) wurden, zeigte sich bei den Nachkommen nur einer der elterlichen Phänotypen (grün oder rund oder rot oder groß). Wenn diese Hybridpflanzen jedoch gekreuzt wurden, zeigten die Nachkommenpflanzen die beiden ursprünglichen Phänotypen in einem charakteristischen Verhältnis von 3:1, wobei der häufigere Phänotyp der der Elternhybridpflanzen war. Mendel argumentierte, dass jeder Elternteil in der ersten Kreuzung für verschiedene Allele homozygot war (ein Elternteil AA und der andere Elternteil aa), dass jeder ein Allel zu den Nachkommen beitrug, mit dem Ergebnis, dass alle diese Hybriden heterozygot (Aa) waren und dass eines der beiden Allele in der Hybridkreuzung die Expression des anderen dominiert: A maskiert a.Die endgültige Kreuzung zwischen zwei Heterozygoten (Aa X Aa) würde AA-, Aa- und aa-Nachkommen in einem 1:2:1 Genotypverhältnis hervorbringen, wobei die ersten beiden Klassen den (A) Phänotyp und die letzte den (a) Phänotyp zeigen , wodurch das Phänotypverhältnis von 3:1 erzeugt wird.

      Mendel verwendete nicht die Begriffe Gen, Allel, Phänotyp, Genotyp, homozygot und heterozygot, die alle später eingeführt wurden. Er führte die Schreibweise von Groß- und Kleinbuchstaben für dominante bzw. rezessive Allele ein, die noch heute verwendet werden.

      Im Jahr 1928 schlug der britische Populationsgenetiker Ronald Fisher vor, dass die Dominanz auf der natürlichen Selektion durch den Beitrag modifizierender Gene beruht. 1929 antwortete der amerikanische Genetiker Sewall Wright mit der Feststellung, dass Dominanz einfach eine physiologische Folge von Stoffwechselwegen und der relativen Notwendigkeit des betreffenden Gens sei. Wrights Erklärung wurde zu einer etablierten Tatsache in der Genetik, und die Debatte wurde weitgehend beendet. Die Dominanz einiger Merkmale kann jedoch durch evolutionäre Mechanismen beeinflusst werden. [4] [5] [6]

      Chromosomen, Gene und Allele Bearbeiten

      Die meisten Tiere und einige Pflanzen haben gepaarte Chromosomen und werden als diploid beschrieben. Sie haben zwei Versionen jedes Chromosoms, eine von der Eizelle der Mutter und die andere von den Spermien des Vaters, die als Gameten bekannt sind, als haploid beschrieben und durch Meiose erzeugt werden. Diese Gameten verschmelzen dann während der Befruchtung während der sexuellen Fortpflanzung zu einer neuen einzelligen Zygote, die sich mehrfach teilt, was zu einem neuen Organismus mit der gleichen Anzahl von Chromosomenpaaren in jeder (Nicht-Gameten-)Zelle wie seine Eltern führt.

      Jedes Chromosom eines passenden (homologen) Paares ist dem anderen strukturell ähnlich und hat eine sehr ähnliche DNA-Sequenz (Loci, singulärer Locus). Die DNA in jedem Chromosom funktioniert als eine Reihe von diskreten Genen, die verschiedene Merkmale beeinflussen. Somit hat jedes Gen auch ein entsprechendes Homolog, das in verschiedenen Versionen, den sogenannten Allelen, existieren kann. Die Allele am gleichen Locus auf den beiden homologen Chromosomen können identisch oder unterschiedlich sein.

      Die Blutgruppe eines Menschen wird durch ein Gen bestimmt, das eine A-, B-, AB- oder O-Blutgruppe erzeugt und sich im langen Arm von Chromosom 9 befindet. Es gibt drei verschiedene Allele, die an diesem Locus vorhanden sein könnten, aber nur zwei können in jedem Individuum vorhanden sein, eines von ihrer Mutter und eines von ihrem Vater. [7]

      Wenn zwei Allele eines bestimmten Gens identisch sind, wird der Organismus als homozygot bezeichnet und wird als homozygot in Bezug auf dieses Gen bezeichnet, wenn stattdessen die beiden Allele unterschiedlich sind, der Organismus heterozygot und heterozygot ist. Die genetische Ausstattung eines Organismus, entweder an einem einzelnen Locus oder über alle seine Gene zusammen, wird als Genotyp bezeichnet. Der Genotyp eines Organismus beeinflusst direkt und indirekt seine molekularen, physikalischen und anderen Merkmale, die einzeln oder zusammen als Phänotyp bezeichnet werden. An heterozygoten Genorten interagieren die beiden Allele, um den Phänotyp zu erzeugen.

      Komplette Dominanz Bearbeiten

      Bei vollständiger Dominanz überdeckt die Wirkung eines Allels in einem heterozygoten Genotyp die Wirkung des anderen vollständig. Das Allel, das den anderen maskiert, heißt Dominant zu letzterem, und das maskierte Allel heißt rezessiv zum ehemaligen. [8] Vollständige Dominanz bedeutet daher, dass der Phänotyp des Heterozygoten nicht von dem des dominanten Homozygoten zu unterscheiden ist.

      Ein klassisches Beispiel für Dominanz ist die Vererbung der Samenform (Erbsenform) bei Erbsen. Erbsen können rund sein (assoziiert mit Allel R) oder faltig (assoziiert mit Allel R). Dabei sind drei Kombinationen von Allelen (Genotypen) möglich: RR und rr sind homozygot und Rr ist heterozygot. Die RR Individuen haben runde Erbsen und die rr Einzelpersonen haben zerknitterte Erbsen. In Rr Einzelpersonen die R Allel maskiert die Anwesenheit des R Allel, so dass diese Individuen auch runde Erbsen haben. Somit ist Allel R ist vollständig dominant gegenüber Allel R, und Allel R ist rezessiv gegenüber Allel R.

      Unvollständige Dominanz Bearbeiten

      Unvollständige Dominanz (auch genannt teilweise Dominanz, Halbdominanz oder Zwischenvererbung) tritt auf, wenn sich der Phänotyp des heterozygoten Genotyps von den Phänotypen der homozygoten Genotypen unterscheidet und oft dazwischen liegt. Zum Beispiel ist die Blütenfarbe Löwenmaul entweder für Rot oder Weiß homozygot. Wenn die rote homozygote Blume mit der weißen homozygoten Blume gepaart wird, ergibt das Ergebnis eine rosa Löwenmaulblume. Der rosa Löwenmaul ist das Ergebnis einer unvollständigen Dominanz. Eine ähnliche Art von unvollständiger Dominanz findet sich bei der Vier-Uhr-Pflanze, bei der rosa Farbe erzeugt wird, wenn sortenreine Eltern von weißen und roten Blüten gekreuzt werden. In der quantitativen Genetik, wo Phänotypen gemessen und numerisch behandelt werden, wird gesagt, dass der Phänotyp, wenn der Phänotyp eines Heterozygoten (numerisch) genau zwischen dem der beiden Homozygoten liegt, aufweist keine Dominanz überhaupt, d. h. Dominanz besteht nur dann, wenn das Phänotyp-Maß des Heterozygoten näher bei einem Homozygoten liegt als dem anderen.

      Wenn Pflanzen der F1 Generation sind selbstbestäubend, das phänotypische und genotypische Verhältnis der F2 Generation wird 1:2:1 (Rot:Rosa:Weiß) sein. [9]

      Co-Dominanz Bearbeiten

      Co-Dominanz tritt auf, wenn die Beiträge beider Allele im Phänotyp sichtbar sind.

      Zum Beispiel werden im ABO-Blutgruppensystem chemische Modifikationen an einem Glykoprotein (dem H-Antigen) auf der Oberfläche von Blutzellen durch drei Allele kontrolliert, von denen zwei kodominant zueinander sind (NS , Ich B ) und dominant gegenüber den rezessiven ich am ABO-Locus. Die NS und Ich B Allele erzeugen unterschiedliche Modifikationen. Das Enzym kodiert für by NS fügt einem membrangebundenen H-Antigen ein N-Acetylgalactosamin hinzu. Die Ich B Enzym fügt eine Galaktose hinzu. Die ich Allel erzeugt keine Modifikation. Und so kam es dass der NS und Ich B Allele sind jeweils dominant gegenüber ich (Ich A Ich A und Ich A ich Personen haben beide Blutgruppe A und Ich B Ich B und Ich B ich Personen haben beide Blutgruppe B), aber Ich A Ich B Individuen haben beide Modifikationen ihrer Blutzellen und haben somit Blut der Blutgruppe AB, so dass die NS und Ich B Allele werden als kodominant bezeichnet.

      Ein weiteres Beispiel tritt am Locus für die Beta-Globin-Komponente des Hämoglobins auf, wo die drei molekularen Phänotypen von HbA /HbA , HbA /HbS , und HbS /HbS sind alle durch Proteinelektrophorese unterscheidbar. (Der durch den heterozygoten Genotyp hervorgerufene medizinische Zustand wird als Sichelzellen-Eigenschaft und ist ein milderer Zustand unterscheidbar von Sichelzellenanämie, so zeigen die Allele unvollständige Dominanz bezüglich Anämie, siehe oben). Für die meisten Genloci auf molekularer Ebene werden beide Allele kodominant exprimiert, da beide in RNA transkribiert werden.

      Co-Dominanz, bei der allelische Produkte im Phänotyp koexistieren, unterscheidet sich von unvollständiger Dominanz, bei der die quantitative Interaktion von Allel-Produkten einen intermediären Phänotyp erzeugt. In der Co-Dominanz werden beispielsweise eine rote homozygote Blume und eine weiße homozygote Blume Nachkommen mit roten und weißen Flecken hervorbringen. Wenn Pflanzen der F1-Generation selbstbestäubt werden, beträgt das phänotypische und genotypische Verhältnis der F2-Generation 1:2:1 (Rot:Gepunktet:Weiß). Diese Verhältnisse sind die gleichen wie bei unvollständiger Dominanz. Auch diese klassische Terminologie ist unangemessen – in Wirklichkeit sollte man in solchen Fällen nicht von einer Dominanz sprechen.

      Umgang mit häufigen Missverständnissen Bearbeiten

      Während es oft bequem ist, über a . zu sprechen rezessives Allel oder ein dominantes Merkmal, Dominanz ist weder einem Allel noch seinem Phänotyp inhärent. Dominanz ist eine Beziehung zwischen zwei Allelen eines Gens und ihren assoziierten Phänotypen. Ein "dominantes" Allel ist dominant für ein bestimmtes Allel desselben Gens, das aus dem Kontext abgeleitet werden kann, aber es kann für ein drittes Allel rezessiv und für ein viertes kodominant sein. In ähnlicher Weise ist ein "rezessives" Merkmal ein Merkmal, das mit einem bestimmten rezessiven Allel verbunden ist, das durch den Kontext impliziert wird, aber dieses gleiche Merkmal kann in einem anderen Kontext auftreten, wo es auf ein anderes Gen und ein dominantes Allel zurückzuführen ist.

      Dominanz hat nichts mit der Natur des Phänotyps selbst zu tun, d. h. ob er als „normal“ oder „anomal“, „standard“ oder „nicht standardisiert“, „gesund“ oder „krank“, „stärker“ oder „schwächer“ angesehen wird. “ oder mehr oder weniger extrem. Ein dominantes oder rezessives Allel kann für jeden dieser Merkmalstypen verantwortlich sein.

      Dominanz bestimmt nicht, ob ein Allel schädlich, neutral oder vorteilhaft ist. Die Selektion muss jedoch indirekt über Phänotypen auf Gene wirken, und Dominanz beeinflusst die Exposition von Allelen in Phänotypen und damit die Änderungsrate der Allelfrequenzen unter Selektion. Schädliche rezessive Allele können in einer Population mit geringer Häufigkeit bestehen bleiben, wobei die meisten Kopien von Heterozygoten getragen werden, ohne dass diese Personen Kosten dafür haben. Diese seltenen Rezessiven sind die Grundlage für viele erbliche Erbkrankheiten.

      Dominanz ist auch unabhängig von der Verteilung der Allele in der Bevölkerung. Sowohl dominante als auch rezessive Allele können extrem häufig oder extrem selten sein.

      In der Genetik begannen Symbole als algebraische Platzhalter. Wenn ein Allel gegenüber einem anderen dominant ist, besteht die älteste Konvention darin, das dominante Allel mit einem Großbuchstaben zu symbolisieren. Dem rezessiven Allel wird derselbe Buchstabe in Kleinbuchstaben zugeordnet. Im Erbsenbeispiel ist es, sobald die Dominanzbeziehung zwischen den beiden Allelen bekannt ist, möglich, das dominante Allel, das eine runde Form erzeugt, durch einen Großbuchstaben zu kennzeichnen R, und das rezessive Allel, das eine faltige Form durch ein Kleinbuchstabensymbol erzeugt R. Dann werden die homozygot dominanten, heterozygoten und homozygot rezessiven Genotypen geschrieben RR, Rr, und rr, bzw. Es wäre auch möglich, die beiden Allele als W und w, und die drei Genotypen WW, Ww, und ww, von denen die ersten beiden runde Erbsen und die dritte Runzelerbsen produzierten. Die Wahl des "R" oder "W" als Symbol für das dominante Allel präjudiziert nicht, ob das Allel, das den "runden" oder "faltigen" Phänotyp verursacht, wenn es homozygot ist, das dominante ist.

      Ein Gen kann mehrere Allele haben. Jedes Allel wird durch das Locus-Symbol gefolgt von einem einzigartigen hochgestellten Zeichen symbolisiert. Bei vielen Arten wird das häufigste Allel in der Wildpopulation als Wildtyp-Allel bezeichnet. Es wird mit einem + als hochgestelltem Zeichen symbolisiert. Andere Allele sind dominant oder rezessiv gegenüber dem Wildtyp-Allel. Bei rezessiven Allelen ist das Locus-Symbol in Kleinbuchstaben. Bei Allelen mit einem beliebigen Dominanzgrad gegenüber dem Wildtyp-Allel ist der erste Buchstabe des Locus-Symbols in Großbuchstaben. Hier sind zum Beispiel einige der Allele an der ein Lokus der Labormaus, Muskulatur: Ein ja , dominantes Gelb ein + , Wildtyp und ein bt , Schwarz und gebraeunt. Die ein bt Allel ist rezessiv gegenüber dem Wildtyp-Allel, und die Ein ja Allel ist mit dem Wildtyp-Allel kodominant. Die Ein ja Allel ist auch kodominant zu dem ein bt Allel, aber zeigt, dass die Beziehung über die Grenzen der Regeln für die genetische Nomenklatur von Mäusen hinausgeht.

      Die Regeln der genetischen Nomenklatur haben sich mit der Komplexität der Genetik weiterentwickelt. Ausschüsse haben die Regeln für einige Arten standardisiert, aber nicht für alle. Regeln für eine Art können etwas von den Regeln für eine andere Art abweichen. [10] [11]

      Mehrere Allele Bearbeiten

      Obwohl jedes Individuum eines diploiden Organismus höchstens zwei verschiedene Allele an einem beliebigen Locus hat (außer bei Aneuploidien), existieren die meisten Gene in einer großen Anzahl von Allelversionen in der Gesamtpopulation. Wenn die Allele unterschiedliche Auswirkungen auf den Phänotyp haben, können ihre Dominanzbeziehungen manchmal als Serie beschrieben werden.

      Beispielsweise wird die Fellfarbe bei Hauskatzen durch eine Reihe von Allelen des TYR Gen (das das Enzym Tyrosinase kodiert). Die Allele C, c b , c s , und c a (Vollfarbe, Burmese, Siamese bzw. Albino) produzieren unterschiedliche Pigmente und damit unterschiedliche Farbverdünnungen. Die C Allel (Vollfarbe) ist über die letzten drei vollständig dominant und die c a Allel (Albino) ist gegenüber den ersten drei vollständig rezessiv. [12] [13] [14]

      Autosomal gegen geschlechtsgebundene Dominanz Bearbeiten

      Beim Menschen und anderen Säugetierarten wird das Geschlecht durch zwei Geschlechtschromosomen bestimmt, die als X-Chromosom und Y-Chromosom bezeichnet werden. Menschliche Frauen sind typischerweise XX Männer sind typischerweise XY. Die verbleibenden Chromosomenpaare kommen bei beiden Geschlechtern vor und werden aufgrund der Loci auf diesen Chromosomen als autosomal bezeichnet. genetische Merkmale werden als autosomal bezeichnet und können dominant oder rezessiv sein. Genetische Merkmale der x und Ja Chromosomen werden als geschlechtsgebunden bezeichnet, weil sie mit Geschlechtschromosomen verbunden sind, nicht weil sie für das eine oder andere Geschlecht charakteristisch sind. In der Praxis bezieht sich der Begriff fast immer auf x-verbundene Merkmale und sehr viele solcher Merkmale (wie z. B. Rot-Grün-Sehschwäche) werden nicht durch das Geschlecht beeinflusst. Weibchen haben zwei Kopien von jedem Genort auf dem X-Chromosom, genau wie bei den Autosomen, und es gelten die gleichen Dominanzverhältnisse. Männer haben jedoch nur eine Kopie jedes X-Chromosom-Genlocus und werden für diese Gene als hemizygot beschrieben. Das Y-Chromosom ist viel kleiner als das x, und enthält einen viel kleineren Satz von Genen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf solche, die die "Männlichkeit" beeinflussen, wie das SRY-Gen für den Hoden-Bestimmungsfaktor. Dominanzregeln für geschlechtsgebundene Genloci werden durch ihr Verhalten beim Weibchen bestimmt: Da das Männchen nur ein Allel hat (außer bei bestimmten Arten der Y-Chromosomen-Aneuploidie), wird dieses Allel immer exprimiert, egal ob es dominant ist oder rezessiv. Vögel haben gegensätzliche Geschlechtschromosomen: männliche Vögel haben ZZ- und weibliche Vögel ZW-Chromosomen. Die Vererbung von Merkmalen erinnert jedoch an das XY-System, ansonsten können männliche Zebrafinken ein Weißfärbungsgen in ihrem einen von zwei Z-Chromosomen tragen, aber Weibchen entwickeln immer eine Weißfärbung. Heuschrecken haben ein XO-System. Weibchen haben XX, aber Männchen nur X. Es gibt überhaupt kein Y-Chromosom.

      Epistase Bearbeiten

      Epistase ["epi + Stase = oben sitzen"] ist eine Interaktion zwischen Allelen bei zwei unterschiedlich Genloci, die ein einzelnes Merkmal beeinflussen, was manchmal einer Dominanz-Interaktion zwischen zwei ähneln kann unterschiedlich Allele an der gleich Ort. Epistase modifiziert das charakteristische 9:3:3:1-Verhältnis, das für zwei nicht epistatische Gene erwartet wird. Für zwei Loci werden 14 Klassen epistatischer Interaktionen erkannt. Als Beispiel für rezessive Epistase, kann ein Genort bestimmen, ob ein Blütenpigment gelb ist (AA oder Aa) oder grün (aa), während ein anderer Ort bestimmt, ob das Pigment produziert wird (BB oder Bb) oder nicht (bb). In einem bb Pflanze, die Blüten sind weiß, unabhängig vom Genotyp des anderen Locus wie AA, Aa, oder aa. Die bb Kombination ist nicht dominant für die EIN Allel: eher das B Gen zeigt rezessive Epistase zum EIN Gen, weil die B Locus, wenn homozygot für die rezessiv Allel (bb) unterdrückt die phänotypische Expression des EIN Ort. In einer Kreuzung zwischen zwei AaBb Pflanzen, dies erzeugt eine Eigenschaft 9:3:4 Verhältnis, in diesem Fall gelb : grün : weiße Blüten.

      In dominante Epistase, kann ein Genort gelbes oder grünes Pigment wie im vorherigen Beispiel bestimmen: AA und Aa sind gelb, und aa sind grün. Ein zweiter Locus bestimmt, ob ein Pigmentvorläufer produziert wird (dd) oder nicht (DD oder Dd). Hier, in a DD oder Dd Pflanze werden die Blüten unabhängig vom Genotyp farblos sein EIN Locus, wegen der epistatischen Wirkung der dominanten D Allel. Also in einer Kreuzung zwischen zwei AaAdd Pflanzen, 3/4 der Pflanzen sind farblos und die gelben und grünen Phänotypen werden nur in dd Pflanzen. Dadurch entsteht eine Charakteristik 12:3:1 Verhältnis von Weiß: Gelb: Grüne Pflanzen.

      Ergänzende Epistase tritt auf, wenn zwei Loci denselben Phänotyp beeinflussen. Zum Beispiel, wenn Pigmentfarbe von CC oder CC aber nicht cc, und von DD oder Dd aber nicht dd, dann wird Pigment in keiner genotypischen Kombination mit beiden produziert cc oder dd. Das ist, beide Loci müssen mindestens ein dominantes Allel haben, um den Phänotyp zu erzeugen. Dadurch entsteht eine Charakteristik 9:7 Verhältnis von pigmentierten zu unpigmentierten Pflanzen. Komplementäre Epistase erzeugt dagegen genau dann eine unpigmentierte Pflanze, wenn der Genotyp cc und dd, und das charakteristische Verhältnis ist 15:1 zwischen pigmentierten und unpigmentierten Pflanzen. [fünfzehn]

      Die klassische Genetik betrachtet epistatische Interaktionen zwischen zwei Genen gleichzeitig. Aus der Molekulargenetik ist nun ersichtlich, dass alle Genloci an komplexen Interaktionen mit vielen anderen Genen beteiligt sind (z .

      Hardy-Weinberg-Prinzip (Abschätzung der Trägerfrequenz) Bearbeiten

      Die Häufigkeit des heterozygoten Zustands (der Trägerzustand für ein rezessives Merkmal ist) kann mit der Hardy-Weinberg-Formel abgeschätzt werden: p 2 + 2 pq + q 2 = 1 +2pq+q^ <2>=1>

      Diese Formel gilt für ein Gen mit genau zwei Allelen und setzt die Häufigkeiten dieser Allele in einer großen Population mit den Häufigkeiten ihrer drei Genotypen in dieser Population in Beziehung.

      Zum Beispiel, wenn P ist die Häufigkeit des Allels EIN, und Q ist die Häufigkeit des Allels ein dann die bedingungen P 2 , 2pq, und Q 2 sind die Häufigkeiten der Genotypen AA, Aa und aa bzw. Da das Gen nur zwei Allele hat, müssen alle Allele entweder EIN oder ein und P + Q = 1 . Nun, wenn EIN ist völlig dominant zu ein dann die Häufigkeit des Trägergenotyps Aa kann nicht direkt beobachtet werden (da es die gleichen Merkmale wie der homozygote Genotyp hat) AA), kann jedoch aus der Häufigkeit des rezessiven Merkmals in der Population abgeschätzt werden, da diese mit der des homozygoten Genotyps identisch ist aa. d.h. die einzelnen Allelfrequenzen können abgeschätzt werden: Q = √ f (aa) , P = 1 − Q , und daraus lässt sich die Häufigkeit des Trägergenotyps ableiten: f (Aa) = 2pq .

      Diese Formel beruht auf einer Reihe von Annahmen und einer genauen Schätzung der Häufigkeit des rezessiven Merkmals.Im Allgemeinen wird jede reale Situation bis zu einem gewissen Grad von diesen Annahmen abweichen und entsprechende Ungenauigkeiten in die Schätzung einbringen. Wenn das rezessive Merkmal selten ist, wird es schwierig sein, seine Häufigkeit genau abzuschätzen, da eine sehr große Stichprobengröße erforderlich ist.

      Dominant versus vorteilhaft Bearbeiten

      Die Eigenschaft „dominant“ wird manchmal mit dem Begriff „vorteilhaft“ und die Eigenschaft „rezessiv“ manchmal mit dem Begriff „schädlich“ verwechselt, aber die Phänomene sind unterschiedlich. Dominanz beschreibt den Phänotyp von Heterozygoten im Hinblick auf die Phänotypen der Homozygoten und ohne Rücksicht darauf, inwieweit verschiedene Phänotypen vorteilhaft oder schädlich sein können. Da viele genetische Krankheitsallele rezessiv sind und das Wort Dominanz eine positive Konnotation hat, wird oft davon ausgegangen, dass der dominante Phänotyp hinsichtlich Fitness überlegen ist. Dies ist jedoch, wie unten erörtert, nicht gewährleistet, während die meisten genetischen Krankheitsallele schädlich und rezessiv sind, aber nicht alle genetischen Krankheiten sind rezessiv.

      Dennoch war diese Verwirrung in der gesamten Geschichte der Genetik allgegenwärtig und besteht bis heute. Diese Verwirrung anzugehen war einer der Hauptgründe für die Veröffentlichung des Hardy-Weinberg-Prinzips.

      Die molekulare Grundlage der Dominanz war Mendel unbekannt. Es wird nun verstanden, dass ein Genort eine lange Reihe (Hunderte bis Tausende) von Basen oder Nukleotiden von Desoxyribonukleinsäure (DNA) an einem bestimmten Punkt auf einem Chromosom umfasst. Das zentrale Dogma der Molekularbiologie besagt, dass „DNA macht RNA macht Protein", das heißt, DNA wird transkribiert, um eine RNA-Kopie zu erstellen, und RNA wird translatiert, um ein Protein herzustellen. Bei diesem Prozess können verschiedene Allele an einem Locus transkribiert werden oder nicht, und wenn sie transkribiert werden, können sie in leicht unterschiedliche Versionen übersetzt werden des gleichen Proteins (sogenannte Isoformen). Proteine ​​fungieren oft als Enzyme, die chemische Reaktionen in der Zelle katalysieren, die direkt oder indirekt Phänotypen erzeugen. In jedem diploiden Organismus können die DNA-Sequenzen der beiden Allele, die an jedem Genort vorhanden sind, identisch sein ( homozygot) oder verschieden (heterozygot). Selbst wenn der Genlocus auf der Ebene der DNA-Sequenz heterozygot ist, können die von jedem Allel hergestellten Proteine ​​identisch sein. Wenn kein Unterschied zwischen den Proteinprodukten besteht, kann von keinem Allel gesagt werden dominant sein (siehe Co-Dominanz, Oben). Auch wenn die beiden Proteinprodukte leicht unterschiedlich sind (Allozyme), ist es wahrscheinlich, dass sie den gleichen Phänotyp in Bezug auf die Enzymwirkung erzeugen, und auch hier kann keines der Allel als dominant bezeichnet werden.

      Funktionsverlust und Haplosuffizienz Bearbeiten

      Dominanz tritt typischerweise auf, wenn eines der beiden Allele auf molekularer Ebene nicht funktionsfähig ist, dh nicht transkribiert wird oder sonst kein funktionelles Proteinprodukt produziert. Dies kann das Ergebnis einer Mutation sein, die die DNA-Sequenz des Allels verändert. [ Zitat benötigt ] Ein Organismus, der für das nicht-funktionelle Allel homozygot ist, zeigt im Allgemeinen aufgrund des Fehlens des Proteinprodukts einen charakteristischen Phänotyp. Bei Menschen und anderen Organismen entsteht beispielsweise die unpigmentierte Haut des Albino-Phänotyps [16], wenn ein Individuum homozygot für ein Allel ist, das eine nicht funktionelle Version eines Enzyms kodiert, das zur Produktion des Hautpigments Melanin benötigt wird. Es ist wichtig zu verstehen, dass es nicht die fehlende Funktion ist, die es erlaubt, das Allel als rezessiv zu bezeichnen, sondern die Interaktion mit dem alternativen Allel in der Heterozygoten. Drei allgemeine Arten der Interaktion sind möglich:

      1. Im typischen Fall produziert das einzelne funktionelle Allel ausreichend Protein, um einen Phänotyp zu erzeugen, der mit dem des Homozygoten identisch ist: Dies wird als . bezeichnet Haplosuffizienz. Angenommen, die Standardmenge an Enzym, die in einem funktionellen Homozygoten produziert wird, beträgt 100 %, wobei die beiden funktionellen Allele jeweils 50 % beitragen. Das einzelne funktionelle Allel im Heterozygoten produziert 50 % der Standardmenge an Enzym, die ausreicht, um den Standardphänotyp zu erzeugen. Wenn der Heterozygote und der Homozygote mit funktionellem Allel identische Phänotypen aufweisen, ist das funktionelle Allel gegenüber dem nichtfunktionellen Allel dominant. Dies geschieht am Albino-Genlocus: Der Heterozygote produziert genügend Enzym, um den Pigmentvorläufer in Melanin umzuwandeln, und das Individuum hat eine Standardpigmentierung.
      2. Seltener ergibt das Vorhandensein eines einzelnen funktionellen Allels einen Phänotyp, der nicht normal, aber weniger schwerwiegend ist als der des nicht-funktionellen Homozygoten. Dies tritt auf, wenn das funktionelle Allel nicht haplo-ausreichend ist. In diesen Fällen werden typischerweise die Begriffe Haplo-Insuffizienz und unvollständige Dominanz verwendet. Die intermediäre Wechselwirkung tritt auf, wenn der heterozygote Genotyp ein Phänotyp-Intermediat zwischen den beiden Homozygoten erzeugt. Je nachdem, welchem ​​der beiden Homozygoten der Heterozygote am ähnlichsten ist, soll ein Allel zeigen unvollständige Dominanz über dem anderen. Zum Beispiel beim Menschen die Hb Genlocus ist für das Beta-Kettenprotein (HBB) verantwortlich, das eines der beiden Globinproteine ​​ist, aus denen der Blutfarbstoff Hämoglobin besteht. [16] Viele Menschen sind homozygot für ein Allel namens Hb A manche Personen tragen ein alternatives Allel namens Hb S , entweder als Homozygote oder Heterozygote. Die Hämoglobinmoleküle von Hb S /Hb S Homozygote unterliegen einer Formveränderung, die die Morphologie der roten Blutkörperchen verzerrt und eine schwere, lebensbedrohliche Form der Anämie namens Sichelzellenanämie verursacht. Personen heterozygot Hb A /Hb S für dieses Allel haben eine viel weniger schwere Form der Anämie, die als Sichelzellenmerkmal bezeichnet wird. Da der Krankheitsphänotyp von Hb A /Hb S heterozygoten ist ähnlicher, aber nicht identisch mit dem Hb A /Hb A homozygot, der Hb A Allel soll sein unvollständig dominant zum Hb S Allel.
      3. Selten kann ein einzelnes funktionelles Allel im Heterozygoten unzureichendes Genprodukt für irgendeine Funktion des Gens produzieren, und der Phänotyp ähnelt dem des Homozygoten für das nicht-funktionelle Allel. Dies komplett Haploinsuffizienz ist sehr ungewöhnlich. In diesen Fällen würde man sagen, dass das nicht-funktionelle Allel gegenüber dem funktionellen Allel dominant ist. Diese Situation kann auftreten, wenn das nicht-funktionelle Allel ein defektes Protein produziert, das die richtige Funktion des vom Standardallel produzierten Proteins stört. Die Anwesenheit des defekten Proteins "dominiert" das Standardprotein, und der Krankheitsphänotyp des Heterozygoten ähnelt stärker dem des Homozygoten für zwei defekte Allele. Der Begriff "dominant" wird oft fälschlicherweise auf defekte Allele angewendet, deren homozygoter Phänotyp nicht untersucht wurde, die aber einen deutlichen Phänotyp verursachen, wenn sie heterozygot mit dem normalen Allel sind. Dieses Phänomen tritt bei einer Reihe von Trinukleotid-Repeat-Erkrankungen auf, ein Beispiel ist die Huntington-Krankheit. [17]

      Dominant-negative Mutationen Bearbeiten

      Viele Proteine ​​sind normalerweise in Form eines Multimers aktiv, eines Aggregats mehrerer Kopien desselben Proteins, das auch als homomultimeres Protein oder homooligomeres Protein bekannt ist. Tatsächlich handelt es sich bei einem Großteil der 83.000 verschiedenen Enzyme aus 9800 verschiedenen Organismen in der BRENDA Enzyme Database [18] um Homooligomere. [19] Wenn die Wildtyp-Version des Proteins zusammen mit einer mutierten Version vorhanden ist, kann ein gemischtes Multimer gebildet werden. Eine Mutation, die zu einem mutierten Protein führt, das die Aktivität des Wildtyp-Proteins im Multimer stört, ist eine dominant-negative Mutation.

      Eine dominant-negative Mutation kann in einer menschlichen Körperzelle entstehen und der mutierten Zelle einen proliferativen Vorteil verschaffen, was zu ihrer klonalen Expansion führt. Beispielsweise kann eine dominant-negative Mutation in einem Gen, die für den normalen Prozess des programmierten Zelltods (Apoptose) als Reaktion auf DNA-Schäden notwendig ist, die Zelle resistent gegen Apoptose machen. Dies ermöglicht die Proliferation des Klons, selbst wenn ein übermäßiger DNA-Schaden vorhanden ist. Solche dominant-negativen Mutationen treten im Tumorsuppressorgen auf p53. [20] [21] Das P53-Wildtyp-Protein liegt normalerweise als Vier-Protein-Multimer (Oligotetramer) vor. Dominant-negativ p53 Mutationen treten bei einer Reihe verschiedener Krebsarten und Krebsvorstufen auf (z. B. Hirntumoren, Brustkrebs, orale Krebsvorstufen und Mundkrebs). [20]

      Dominant-negative Mutationen treten auch in anderen Tumorsuppressorgenen auf. Beispielsweise wurden im mutierten (ATM) Gen der Ataxia teleangiectasia zwei dominant-negative Keimbahnmutationen identifiziert, die die Anfälligkeit für Brustkrebs erhöhen. [22] Dominant negative Mutationen des Transkriptionsfaktors C/EBPα können eine akute myeloische Leukämie verursachen. [23] Vererbte dominant negative Mutationen können auch das Risiko für andere Krankheiten als Krebs erhöhen. Dominant-negative Mutationen im Peroxisom-Proliferator-aktivierten Gamma-Rezeptor (PPARγ) werden mit schwerer Insulinresistenz, Diabetes mellitus und Bluthochdruck in Verbindung gebracht. [24]

      Dominant-negative Mutationen wurden auch in anderen Organismen als dem Menschen beschrieben. Tatsächlich berichtet die erste Studie über mutiertes Protein die Hemmung der normalen Funktion eines Wildtyp-Proteins in einem gemischten Multimer erfolgte mit dem Bakteriophagen-T4-Schwanzfaserprotein GP37. [25] Mutationen, die ein verkürztes Protein anstelle eines mutierten Proteins voller Länge produzieren, scheinen in den Studien von P53, ATM, C/EBPα und dem Bakteriophagen T4 GP37 den stärksten dominant-negativen Effekt zu haben.

      Beim Menschen werden viele genetische Merkmale oder Krankheiten einfach als "dominant" oder "rezessiv" klassifiziert. Vor allem bei sogenannten rezessiven Erkrankungen, die zwar ein Faktor rezessiver Gene sind, aber die zugrunde liegenden molekularen Grundlagen stark vereinfachen und zu Missverständnissen über das Wesen der Dominanz führen können. Die rezessive Erbkrankheit Phenylketonurie (PKU) [26] beispielsweise resultiert aus einer Vielzahl (>60) von Allelen am Genort für das Enzym Phenylalanin-Hydroxylase (PAH). [27] Viele dieser Allele produzieren wenig oder keine PAH, wodurch sich das Substrat Phenylalanin (Phe) und seine Stoffwechselnebenprodukte im Zentralnervensystem anreichern und unbehandelt zu schweren geistigen Behinderungen führen können.

      Um diese Nuancen zu veranschaulichen, sind die Genotypen und phänotypischen Konsequenzen von Interaktionen zwischen drei hypothetischen PAH-Allelen in der folgenden Tabelle dargestellt: [28]

      Bei nicht betroffenen Personen homozygot für ein funktionelles Standardallel (AA), PAH Aktivität ist Standard (100%) und die Konzentration von Phenylalanin im Blut [Phe] beträgt etwa 60 μM (= μmol/L). Bei unbehandelten Personen homozygot für eines der PKU-Allele (BB), PAH Aktivität ist nahe Null, [Phe] zehn- bis vierzigfacher Standard, und das Individuum manifestiert PKU.

      In dem AB heterozygot, PAH Aktivität beträgt nur 30 % (nicht 50 %) der Standard-, Blut-[Phe] ist zweifach erhöht und die Person zeigt keine PKU. Und so kam es dass der EIN Allel ist dominant für die B Allel in Bezug auf PKU, aber die B Allel ist unvollständig dominant gegenüber dem EIN Allel hinsichtlich seiner molekularen Wirkung, Bestimmung von PAH Aktivitätsgrad (0,3% < 30% << 100%). Endlich, das EIN Allel ist eine unvollständige dominante zu B bezüglich [Phe], als 60 &mgr;M < 120 &mgr;M < < < 600 &mgr;M. Beachten Sie noch einmal, dass es für die Dominanzfrage irrelevant ist, dass das rezessive Allel einen extremeren [Phe]-Phänotyp hervorbringt.

      Für ein drittes Allel C, ein CC homozygot produziert eine sehr kleine Menge an PAH Enzym, das zu einem etwas erhöhten Gehalt an [Phe] im Blut, eine als Hyperphenylalaninämie bezeichnete Erkrankung, die nicht zu einer geistigen Behinderung führt.

      Das heißt, die Dominanzbeziehungen von zwei beliebigen Allelen können je nachdem, welcher Aspekt des Phänotyps betrachtet wird, variieren. Es ist in der Regel sinnvoller, über die phänotypischen Konsequenzen der allelischen Interaktionen zu sprechen, die an jedem Genotyp beteiligt sind, anstatt zu versuchen, sie in dominante und rezessive Kategorien zu zwingen.


      Nachdem wir nun über unvollständige Dominanz gesprochen haben, schauen wir uns die Co-Dominanz an. Wenn die Elternblumen aus Abbildung 1 eine kodominante Vererbung hätten, wie würden die Nachkommen Ihrer Meinung nach wie die Blüte in Abbildung 2 aussehen.

      Abbildung 2. Diese Blume zeigt Co-Dominanz

      Ein weiteres Beispiel für Co-Dominanz ist die Blutgruppenbestimmung beim Menschen. Wenn man positive und negative Blutgruppen ignoriert, gibt es vier Blutgruppen:

      • Typ A (I A I A , I A i)
      • Typ B (I B I B , I B i)
      • Typ AB (I A I B )
      • Typ O (ii)

      Übungen

      Ist es angesichts dieser Allele möglich, dass ein Kind mit AB-Blut einen Elternteil mit O-Blut hat?


      Eigenschaften von X-verknüpfter und autosomal dominanter Vererbung

      Laden Sie das Video von iTunes U oder dem Internetarchiv herunter.

      Ich möchte eine Sekunde zurück zum Ende des letzten Mals gehen, weil wir, oder zumindest ich, uns in den letzten Momenten dort ein wenig verloren haben und wo die Plus- und Minuspunkte an einem bestimmten Tisch waren.

      Und ich möchte zurückgehen und sicherstellen, dass wir das klar haben.

      Wir sprachen über eine Situation, in der wir versuchten, die Genetik und die Phänotypen, die in Mutanten beobachtet werden könnten, zu verwenden, um den biochemischen Weg zu verstehen, weil wir versuchen, die Sichtweise des Genetikers zu vereinen, der nur Mutanten betrachtet. und die Sicht des Biochemikers, der Wege und Proteine ​​betrachtet.

      Und ich hatte die Hypothese aufgestellt, dass es einige Biochemiker gab, die einen möglichen Syntheseweg für Arginin ausgedacht hatten, der eine Vorstufe, Alpha, Beta, Gamma beinhaltete, wobei Alpha in Beta umgewandelt wird Beta wird in Gamma umgewandelt und Gamma wird verwendet, um sich umzuwandeln in Arginin. Und hypothetisch gäbe es einige Enzyme: Enzym A, das Alpha umwandelt, Enzym B, das Beta umwandelt, und Enzym C, das Gamma umwandelt.

      Und wir dachten gerade darüber nach, wie die Phänotypen von verschiedenen Arginin-Auxotrophen aussehen würden, die in verschiedenen Stadien des Stoffwechselweges blockiert waren. Wenn ich ein Arginin-Auxotroph hätte, das hier eine Blockade hätte, weil, sagen wir, eine Mutation in einem Gen, das dieses Enzym beeinflusst, oder hier bei einer Mutation, die beispielsweise das Gen beeinflusst, das Enzym C codiert, wie könnte ich das genau sagen? einfach, dass sie in verschiedenen Genen waren? Beim letzten Mal fanden wir heraus, dass wir feststellen konnten, dass sie sich in verschiedenen Genen befanden, indem wir eine Mutante mit der ersten Mutation und eine Mutante mit der zweiten Mutation kreuzten und uns den Doppelheterozygoten ansahen, richtig? Und wenn Sie bei der Doppelheterozygote einen Wildtyp oder einen normalen Phänotyp hatten, dann mussten sie in verschiedenen Genen liegen, OK? Erinnere dich daran?

      Das wurde als Komplementationstest bezeichnet.

      So konnten wir aussortieren, welche Mutationen im gleichen Gen und welche Mutationen in unterschiedlichen Genen lagen.

      Jetzt können wir noch einen Schritt weiter gehen. Wenn wir festgestellt haben, dass sie in verschiedenen Genen enthalten sind, können wir versuchen, darüber nachzudenken, wie diese Gene mit einem biochemischen Stoffwechselweg zusammenhängen.

      Ich wollte damit beginnen, diesen Begriff einzuführen, weil er für heute relevant sein wird: Angenommen, ich hätte eine Mutation, die das Enzym A beeinflusst, so dass dieser enzymatische Schritt nicht ausgeführt werden kann.

      So eine Mutante kann nicht wachsen, wenn ich nur versuche, sie auf Minimalmedium zu züchten. Wenn ich ihm das Substrat Alpha gebe, nützt es ihm nichts, weil es nicht das Enzym hat, um Alpha umzuwandeln. Bei gegebenem Alpha wird es also nicht wachsen. Aber wenn ich es Beta gebe, was passiert dann? Es kann wachsen, weil ich den Defekt umgangen habe. Was ist, wenn ich ihm Gamma gebe? Arginin?

      Wenn die Mutation hier stattdessen den enzymatischen Schritt beeinflusst, dann wenn ich sie auf Minimal oder Medium gebe, aber sie kann auf Gamma wachsen. Was ist mit dieser letzten Zeile?

      Wenn ich eine Mutation und den letzten enzymatischen Schritt habe, kann Minimalmedium nicht mit Alpha wachsen, kann nicht mit Beta wachsen, kann nicht einmal mit Gamma wachsen. Aber es kann mit Arginin wachsen, weil ich diesen Schritt umgangen habe. Ich bekomme also einen anderen Phänotyp, die Unfähigkeit, selbst auf Gamma zu wachsen, aber ich kann mit Arginin wachsen. Nun, wenn ich diese Mutanten zusammenfüge und eine Doppelmutante erstelle, eine Doppelhomozygote, sagen wir, die ist sowohl in A als auch in B defekt, wie wird sie dann aussehen? Wird es auf Minimalmedium wachsen können? Wird es in der Lage sein, auf Alpha zu wachsen?

      Wird es in der Beta-Phase wachsen können?

      Wird es mit Gamma und Arginin wachsen können? Was ist, wenn ich eine Doppelmutante in B und C habe, minus, minus, minus, minus, plus? Das sieht also genauso aus. Das sieht genauso aus.

      Wenn ich mir also verschiedene Mutantenkombinationen ansehe, kann ich sehen, dass der Phänotyp von B hier das ist, was in der Doppelmutante vorkommt. Dieser Phänotyp ist also epistatisch für diesen Phänotyp.

      Epistatische Mittel stehen auf, OK? So wie Phänotypen rezessiv oder dominant sein können, kann man auch von epistatischen Phänotypen sprechen. Und epistatisch bedeutet, dass, wenn Sie beide von zwei Mutationen zusammen beim Epistatischen haben, eine von ihnen vielleicht zur anderen epistatisch ist.

      Es wird tatsächlich diejenige sein, die anwesend ist.

      Das ist in vielen Fällen nicht so einfach, denn wenn ich verschiedene Arten von Mutationen nehme, die die Flügelentwicklung beeinflussen, und ich sie in derselben Fliege zusammenfüge, bekomme ich möglicherweise nur einen sehr verkorksten Flügel, und es ist sehr schwer zu sagen dass die Doppelmutante einen Phänotyp hat, der wie eine der beiden Einzelmutanten aussieht.

      Aber manchmal, wenn sie sehr gut in einen Pfad fallen, bei dem dies den ersten Schritt beeinflusst, dies den zweiten Schritt beeinflusst, den dritten Schritt beeinflusst, dies den vierten Schritt beeinflusst, dann wird die Doppelmutante wie eine von diesen aussehen, OK? Und auf diese Weise können Sie die Dinge irgendwie auf einem biochemischen Weg ordnen. Beachten Sie, dass dies alles indirekt ist, oder? So haben Genetiker Mitte des 20. Jahrhunderts versucht herauszufinden, wie man Mutanten mit der Biochemie in Verbindung bringen kann.

      Eigentlich stimmt das nicht. Es ist das, was Genetiker heute noch tun, weil Sie vielleicht denken: Nun, wir müssen das nicht mehr tun, aber tatsächlich schauen Genetiker ständig nach Mutanten und stellen Verbindungen her, um zu sagen, wie diese Doppelkombination aussieht? Wie sieht diese Doppelkombination aus und was sagt uns das über den Entwicklungsweg, welche Zelle signalisiert welcher Zelle? Dies stellt sich als eine der mächtigsten Methoden heraus, um herauszufinden, was Mutationen bewirken, indem man sagt, dass die Kombination zweier Mutationen genauso aussieht wie eine von ihnen, sodass Sie die Mutationen in einem Pfad ordnen können.

      Und es gibt keine allgemeine Möglichkeit, eine Zelle zu zermalmen und Dinge in einem Pfad zu ordnen. Genetik ist ein sehr mächtiges Werkzeug dafür.

      Nun, es gibt einige Möglichkeiten, Zellen zu zermahlen und Dinge zu ordnen, aber Sie brauchen diese beiden Techniken, um Dinge zu glauben.

      Wie auch immer, ich wollte das noch einmal durchgehen, weil es ein wichtiges Konzept ist, das Konzept der Epistase, das Konzept, Mutationen auf Schritte und Wege zu beziehen, aber was ich heute hauptsächlich tun möchte, ist, jetzt über Genetik zu sprechen, nicht in Organismen wie Hefe oder Fruchtfliegen oder sogar Erbsen, sondern genetische Veranlagung beim Menschen.

      Was ist also an der Genetik beim Menschen anders als an der Genetik bei Hefe?

      Sie können nicht wählen, wer sich mit wem paart. Ja, du kannst.

      Ich meine, in Zeiten arrangierter Ehen konnte man das vielleicht nicht, aber man kann wählen, wer sich mit wem paart, aber nur für sich selbst, oder? Was Sie nicht tun können, ist als Experimentator andere Kreuzungen in der menschlichen Bevölkerung zu arrangieren. Nun, Ihre eigene Wahl der Verpaarung bringt leider oder zum Glück vielleicht zu wenige Nachkommen hervor, um statistisch signifikant zu sein. Als Elternteil von drei Kindern denke ich darüber nach, was es braucht, um eine statistisch signifikante Anzahl von Nachkommen großzuziehen, um irgendwelche Schlussfolgerungen zu ziehen, und ich glaube nicht, dass ich das tun könnte.

      Du hast also vollkommen recht. Wir können nicht die Paarungen arrangieren, die wir in der menschlichen Bevölkerung haben wollen. Das ist also der große Unterschied.

      Können wir überhaupt Genetik betreiben? Wie machen wir Genetik, obwohl wir die Paarungen nicht so anordnen können, wie wir es gerne hätten? Es tut uns leid?

      Nun, Stammbäume. Wir müssen die Paarungen so nehmen, wie wir sie in der menschlichen Bevölkerung vorfinden. Sie können mit jemandem sprechen, der einen interessanten Phänotyp hat, weiß ich nicht, anhängende Ohrläppchen oder eine sehr frühe Herzerkrankung oder eine ungewöhnliche Augenfarbe, und beginnen, eine Familienanamnese über diese Person zu sammeln.

      Es ist ein bisschen fragwürdig, weil Sie sich vielleicht nur auf die Erinnerung dieser Person verlassen. Wenn Sie also wirklich fleißig wären, würden Sie jedes ihrer Familienmitglieder überprüfen und selbst testen, ob sie den Phänotyp haben. Menschen, die ernsthafte humangenetische Studien durchführen, gehen oft und tun das. Sie müssen dies bestätigen, entweder indem sie Krankenhausunterlagen einholen oder die anderen Mitglieder der Familie befragen usw. Das ist also nicht so einfach, wie viele Hefen auf einer Petrischale auszubringen.

      Und dann erhalten Sie Stammbäume. Und so sehen die Ahnentafeln aus.

      Hier ist ein Stammbaum. Sag mir, was du daraus machst.

      Nun zu den Symbolen: Quadrate sind männlich, Kreise sind per Konvention weiblich, ein farbiges Symbol bedeutet den Phänotyp, den wir derzeit untersuchen möchten. Bei jedem gegebenen Problem wird Ihnen also jemand sagen, wir untersuchen einen interessanten Phänotyp. Sie haben oft einen Indexfall oder einen Probanden, also die Person, die klinisch auffällt, und jagen dann im Stammbaum zurück und versuchen zu rekonstruieren.

      Angenommen, ich habe einen solchen Stammbaum gesehen.

      Welche Schlüsse könnte ich ziehen? Es tut uns leid? Rezessives, Sex-Link-Merkmal, warum Sex-Link-Merkmal? Mal sehen, ob wir Ihr Modell hier heraufbeschwören können. Sie denken, dass dies eine geschlechtsgebundene Vererbung darstellt. Also, was wäre der Genotyp dieses Männchens hier? Mutant: Ich verwende M, um eine Mutante auf dem X-Chromosom und ein Y auf dem gegenüberliegenden Chromosom zu bezeichnen.

      Welchen Genotyp hat das Weibchen hier?

      Also, es ist plus über plus, wobei ich plus verwende, um das Gen zu bezeichnen, das auf dem normalen X-Chromosom getragen wird. OK, und was denkst du ist dann hier passiert? Also, Mutant über Plus, paaren Sie sich mit diesem Männchen, das Plus über Plus ist. Warum ist das männliche Plus über Plus? Oh, richtig, guter Punkt.

      Es ist kein Plus über Plus. Es ist ein Plus über Y. Warum ist das männliche Plus über Y im Gegensatz zu einer Mutante über Y?

      Er hätte den mutierten Phänotyp. Er hat also nicht den mutierten Phänotyp, so dass er folgern kann, dass er plus über Y ist. OK, und was passiert dann hier? Mutant über Y das ist Plus über Y. Wie hat diese Person Plus über Y bekommen? Sie sind nur das Plus für Mama und die Töchter, Y von Papa und ein Plus von Mama. Das ist cool. Und was ist mit den Töchtern dort? Sind sie Plus über Plus oder M über Plus? Ist eins, eins und eins das andere? Nun, in Lehrbüchern ist es immer Plus über Plus und M über Plus, aber im wirklichen Leben? Wir wissen es nicht, oder? Das könnte also Plus über Plus oder M über Plus sein, wir wissen es nicht, OK? Nun, was ist auf dieser Seite des Stammbaums hier?

      Was ist hier der Genotyp? Plus über Y, OK.

      Warum nicht über Y mutieren? Denn wenn sie die Mutante bekommen, müsste sie aus dem kommen, OK, also hier, plus über plus, und dann ist hier jeder normal, weil es kein getrenntes Mutanten-Allel gibt.

      Jawohl? Ja, könnte es nicht einfach rezessiv sein? Ich meine, es ist eine schöne Geschichte über die Sexverbindung, aber könnte sie nicht rezessiv sein? Also, führen Sie mich durch, dass es rezessiv ist. M über plus, plus über plus. Warte, warte, warte, warte. Könnte dies M über plus sein und diese Person betroffen sein?

      Es muss M über M sein, also Mutanten über Mutanten, aber das ist möglich. Ja ok. Also, was wäre diese Person? Plus über Plus, sagen wir, komm her. Was wäre diese Person nun? M plus. Es muss M plus sein, denn, OK, und was ist mit dieser Person hier? M plus, was ist nun mit dem Nachwuchs? Eine davon ist also M über M, plus über plus und zwei M plus. Funktioniert das immer so?

      [LACHEN] Nein, das funktioniert nicht immer so.

      Also, ich schreibe hier einfach Plus über Plus, nur um zu sagen, hart, oder? Im wirklichen Leben kommt es nicht immer so heraus.

      Was ist mit hier? Es müsste Plus über Plus sein.

      Warum nicht? Es ist nicht so, weil es M über plus sein könnte und zufällig keine Auswirkungen auf die Nachkommen haben, oder? Aber du wolltest sagen, es ist plus über plus, weil es in den Lehrbüchern immer plus über plus in solchen Bildern ist, oder? Und dann entpuppt sich alles als Pluspunkte und Mutanten und Pluspunkte und Mutanten und all das, richtig? Nun, welches Bild ist richtig?

      Es tut uns leid? Sie wissen es nicht. Das ist also nicht gut. Auf diese Dinge soll es Antworten geben. Könnte entweder wahr sein? Was ist wahrscheinlicher? Der linke? Wieso den? Statistisch wahrscheinlicher, wie kommt es? Denn es ist. Als vollständig vollständige wissenschaftliche Antwort reicht es jedoch möglicherweise nicht aus.

      Jawohl? Ja. Nun, aber ich habe hier jemanden, der betroffen ist. Angesichts der Tatsache, dass ich eine betroffene Person in der Familie habe – ja, Sie haben also tatsächlich Recht, statistisch gesehen etwas weniger wahrscheinlich, dass Sie zwei unabhängige M haben, die in denselben Stammbaum eintreten, insbesondere wenn M relativ selten ist.

      Wenn M jedoch recht häufig vorkommt, nehmen wir an, dass M eine Häufigkeit von 20 % in der Bevölkerung aufweist, dann könnte es tatsächlich ziemlich vernünftig sein, dass dies passieren könnte. Also, was würden Sie wirklich tun wollen, um das zu testen? Es tut uns leid? Nun, wenn Sie hier Weibchen finden, könnten Sie vielleicht daraus schließen, dass es autosomal-rezessiv war, weil Weibchen nie ein geschlechtsgebundenes Merkmal zeigen. Ist das wahr?

      Nein, das ist nicht wahr. Warum nicht? Du hast recht. Sie müssen also auf dem X homozygot sein. Also, eine einzelne Frau zu haben, wird nicht, ich meine, sie wird das nicht als Beweis nehmen. Holen Sie sich ein betroffenes Weibchen und zeigen Sie, dass alle ihre männlichen Nachkommen das Merkmal aufweisen. Überquere sie mit, warte, warte.

      Das ist ein menschlicher Stammbaum, Jungs [LACHEN]. Wütend! Hier gibt es Probleme, oder? Du könntest sie einem normalen Kerl vorstellen, [LACHEN] aber ob du sie mit einem normalen Kerl verwechseln kannst, ist eigentlich nicht erlaubt. Sie sehen, genau dies sind die Punkte, um aus solchen Stammbäumen einen Sinn zu machen.

      Sie müssen also viele Daten sammeln und die Arten von Merkmalen, nach denen Sie in einem Stammbaum suchen, aber es sind statistische Merkmale, und ungeachtet -- Das könnte also Farbenblindheit oder so sein, aber ungeachtet der bilder im lehrbuch der farbenblindheit und all dem muss man sich wirklich einige eigenschaften ansehen. Was sind einige Eigenschaften?

      Eine, auf die Sie bereits Bezug genommen haben, ist, dass bei Männern eine Vorherrschaft besteht, wenn es X-chromosomal ist. Warum gibt es eine Dominanz bei Männern? Nun, es gibt eine Dominanz bei Männern, denn wenn ich ein X über Y habe und eine Mutation auf diesem X-Chromosom gepaart habe, müssen Männer es nur auf einem bekommen.

      Weibchen müssen beides bekommen, und daher ist es statistisch wahrscheinlicher, dass Männer es bekommen. Was ist also zum Beispiel die Häufigkeit von Farbenblindheit bei Männern? Ja, es sind 8-10%, so ähnlich. Ich denke, es sind ungefähr 8% oder so.

      Und bei den Frauen, nun, wenn es 8% sind, eine zu bekommen, wie hoch ist die Chance, dass Sie zwei bekommen?

      Es ist 8% mal 8% ist etwas weniger als 1% richtig?

      Bei Frauen sind es 0,64%, OK. Also gehen wir nur 8% zum Quadrat. Also bei Männern 8%, bei Frauen weniger als ein Prozent.

      Bei Männern überwiegen also diese geschlechtsgebundenen Merkmale. Anderes: Betroffene Männchen geben das Merkmal nicht an die Kinder weiter, insbesondere nicht an ihre Söhne, richtig, denn sie senden immer die Y-Chromosomen in ihre Lieder. Trägerweibchen übertragen auf die Hälfte ihrer Söhne und betroffene Frauen übertragen auf alle ihre Söhne. Und das Merkmal scheint Generationen zu überspringen, obwohl ich diese Terminologie nicht mag.

      Es überspringt Generationen. Dies sind die Arten von Eigenschaften, die Sie haben. Hämophilie, ein gutes Beispiel dafür, wenn ich ein Kind mit Hämophilie habe, einen Mann mit Hämophilie, wären Sie überrascht, wenn sein Onkel Hämophilie hätte? Welcher Onkel wäre es, mütterlicherseits oder väterlicherseits?

      Der Onkel mütterlicherseits würde höchstwahrscheinlich Hämophilie haben.

      Es ist immer möglich, dass es väterlicherseits sein könnte. Das ist das Problem mit der Humangenetik, dass man genug Familien haben muss, damit das Muster überwältigend klar wird.

      Dies sind also Eigenschaften von X-verknüpften Merkmalen.

      Wie wäre es mit Kahlheit? Ist Kahlheit ein geschlechtsgebundenes Merkmal? Woher? Sie sehen nicht viele kahlköpfige Frauen.

      Beweist das, dass es geschlechtsgebunden ist? Es tut uns leid? Jungs sind mehr gestresst.

      [LACHEN] Gibt es Beweise dafür, dass es etwas mit Stress zu tun hat?

      Tatsächlich hat es mit überschüssigem Testosteron zu tun, es stellt sich heraus, dass ein hoher Testosteronspiegel mit männlicher Kahlheit korreliert, aber deutet die Tatsache, dass Männer kahl werden, darauf hin, dass dies ein geschlechtsspezifisches Merkmal ist? Nein. Nur weil es bei Männern vorherrscht, müssen wir diese anderen Eigenschaften überprüfen.

      Ist es so, dass kahlköpfige Väter dazu neigen, kahle Söhne zu haben?

      Irgendwelche Beweise zu diesem Punkt? Gesunder Menschenverstand durch Beobachtung? Es ist ziemlich klar. Es ist ganz eindeutig kein geschlechtsgebundenes Merkmal. Es ist eine geschlechtsbeschränkte Eigenschaft, denn um dies zu zeigen, müssen Sie männlich sein, da die hohen Testosteronspiegel bei Frauen nicht gefunden werden, selbst wenn sie den Genotyp haben, der sie für eine Glatze prädisponieren könnte, wenn sie männlich wären. Es ist also überhaupt kein geschlechtsgebundenes Merkmal, und es ist sehr klar, dass die männliche Kahlheit in Familien eher vertikal verläuft. Sie müssen also vorsichtig mit dem Unterschied zwischen geschlechtsgebunden und geschlechtsbegrenzt sein, und geschlechtsgebunden können Sie wirklich aus der Übertragung und den Familien herauslesen.

      Okay, hier ist noch einer. Neuer Stammbaum.

      Sie hat hier zweimal geheiratet. Okay, was haben wir?

      Ja? Sie hat wieder geheiratet. Sie hat zweimal geheiratet. Beim zweiten Mal hatte sie keine Nachkommen. Aber das passiert, und man muss es in den Stammbaum einzeichnen können.

      Sie hat ein Recht, in Ordnung. OK, sie hat also wieder geheiratet, keine Nachkommen aus dieser Ehe. Das ist ihr Rechtssymbol. Ihr findet das lustig. Es ist echt, weißt du?

      Okay, das heißt nicht, dass sie gleichzeitig mit zwei Leuten verheiratet ist.

      Dies ist kein zeitliches Bild. Also, was haben wir hier? Ja?

      Entschuldigung, dieser Person? Nun, ich zeichne sie hier als leeres Symbol, was darauf hinweist, dass wir nicht glauben, dass sie diese Eigenschaft haben.

      Sie sind keine Träger. Wie wollen Sie das herausfinden?

      Schau dir die Kinder an. Nun, die Kinder sind betroffen. Sie könnten Träger sein. Die Daten sind, was sie sind.

      Du musst es interpretieren. Muss diese Person ein Träger sein? Was denkst du ist das für eine Eigenschaft?

      Dominant? Sieht das für Sie autosomal dominant aus?

      Ja? Oh, nicht alle Kinder haben das Merkmal der ersten Generation, und wenn es dominant wäre, hätten sie es alle? Was ist ein möglicher Genotyp für diese Person?

      Mutant über Plus. Und diese Kinder könnten über Plus mutiert sein.

      Dies könnte Plus über Plus sein, und dies könnte Plus über Plus sein, Mutante über Plus, Plus über Plus, Mutante über Plus und Plus über Plus wäre eine Möglichkeit. Welcher Anteil der Kinder sollte im Durchschnitt das Merkmal bekommen? Ungefähr die Hälfte der Kinder, oder? Sehen wir uns also an, welche Eigenschaften wir hier haben. Wir sehen die Eigenschaft in jeder Generation.

      Im Durchschnitt bekommt die Hälfte der Kinder das Merkmal.

      Die Hälfte der Nachkommen eines Betroffenen ist betroffen.

      Was sonst? Männer und Frauen? Bei Männchen und Weibchen ungefähr gleich?

      Es tut uns leid? Eins, zwei, drei, vier, fünf vor zwei. Also ein Verhältnis von 5:2?

      Oh, bei den Nachkommen ist es ein Verhältnis von 2:1. Das ist also wie bei Mendel.

      Sie sehen diese Zahl und sagen, OK, 2:1. Will mir das nicht etwas sagen? Nicht mit sechs Nachkommen. Das ist das Problem mit sechs Nachkommen, 2:1 könnte versuchen, Ihnen 1:1 zu sagen.

      Und es ist. Wenn ich ein dominant vererbtes Merkmal hätte, bei dem eine 50/50-Chance besteht, dass jedes Nachkommen die Krankheit bekommt und es autosomal und nicht geschlechtsgebunden wäre, wären die Chancen sehr gut, zwei Männchen und ein Weibchen zu bekommen, weil es passiert: Münzen werfen und so das passiert. Das müssen Sie also berücksichtigen, und hier sehen Sie, was wir sonst noch haben. Ungefähr gleich viele Männchen und Weibchen übertragen sie gleichermaßen und nicht betroffene Menschen übertragen nie.

      Dies wäre das klassische autosomal-dominante Merkmal.

      Hier würde diese Mutante mutant über plus, mutant über plus, plus über plus, mutant über plus, plus über plus, plus über plus, und Sie würden hier sehen, dass drei von fünf hier und eins, zwei, drei von sechs dort: das ist etwas mehr als die Hälfte, aber es sind hier nur kleine Zahlen, oder? Dies ist eine klassische autosomal dominante wie in den Lehrbüchern. Jawohl? Es stellt sich heraus, dass es keinen allzu großen Unterschied macht. Es stellt sich heraus, dass es auch viele Genome gibt. Es stimmt also, dass Männer anfälliger für bestimmte genetische Krankheiten sind.

      Es wird also ein Übermaß sein, aber dafür spielt es keine Rolle.

      Nun, im wirklichen Leben funktioniert es nicht immer so schön.

      Nehmen wir ein Beispiel: Darmkrebs. Hier gibt es insbesondere autosomal-dominante Mutationen, die ein hohes Risiko für Dickdarmkrebs verursachen.

      Menschen mit Mutationen in einem bestimmten Gen, MLH-1, haben ein Risiko von etwa 70 %, in ihrem Leben an Darmkrebs zu erkranken.

      Aber beachte, es ist nicht 100%. Möglicherweise haben Sie eine unvollständige Penetranz.

      Unvollständige Penetranz bedeutet, dass nicht jeder, der den Genotyp erhält, den Phänotyp erhält. Nicht alle Menschen mit dem Genotyp M over plus zeigen den Phänotyp. Sobald Sie das tun, bringt es unser Bild kolossal durcheinander, denn, sagen Sie mir, woher wissen wir, dass diese Person hier nicht wirklich M über Plus ist.

      Vielleicht sind sie kryptisch. Sie haben den Phänotyp nicht gezeigt.

      Und vielleicht erscheint es in der nächsten Generation. Das wird alles vermasseln. Es vermasselt unsere Regel, nicht durch Unbeeinflusste zu übertragen, es vermasselt die Regel, nicht in jeder Generation gezeigt zu werden, und es wird sogar unser 50/50-Verhältnis vermasseln, denn wenn die Hälfte der Nachkommen M über plus bekommt, aber nur 70% von die Hälfte zeigt den Phänotyp, dann zeigen nur 35% der Nachkommen den Phänotyp. Das ist leider das wahre Leben.

      Wenn Humangenetiker sich wirklich mit Merkmalen befassen, sind viele Mutationen, die meisten außer den schwersten, nur unvollständig penetrant.

      Sie müssen also wirklich beginnen, viele Daten zu sammeln, um zu zeigen, dass Sie es mit einem autosomal-dominanten Merkmal zu tun haben, das unvollständig penetrant ist. Und dann gibt es noch andere Probleme.

      Es gibt ein Gen auf Chromosom Nummer 17 namens BRCA-1, Mutationen, bei denen ein sehr hohes Brustkrebsrisiko besteht, aber nur bei Frauen. Männer tragen die Mutation und haben keinen Brustkrebs. Es gibt andere Mutationen, die bei Männern Brustkrebs verursachen. Männer haben Brustgewebe und können Brustkrebs haben, aber das auf Chromosom 17 nicht. Und dort würden Sie dies nur durch Frauen übertragen sehen.

      Es würde zu Männern überspringen, ohne einen Phänotyp usw. zu zeigen. Im wirklichen Leben ist das Leben also etwas komplizierter.

      In Ordnung, also autosomale Dominanz. Nehmen wir jetzt noch einen Stammbaum.

      Es tut uns leid? Sex begrenzt, aber nicht geschlechtsgebunden.

      Also, auf Chromosom 17, das ein echtes Autosom ist, aber es ist geschlechtslimitiert, da der Phänotyp sich nur bei einer Person zeigen kann, die zufällig weiblich ist. Jawohl? Es tut uns leid? Wie kommt es zu autosomal-rezessiv? Also, wenn der linke Typ da oben tatsächlich heterozygot ist, und da oben dieses Individuum, also wenn wir einen homozygoten, homozygoten, heterozygoten, homozygoten, ooh hätten, kannst du diesen Stammbaum, wenn du willst, als autosomal-rezessiv interpretieren, vorausgesetzt, dass M ist in der Bevölkerung ziemlich häufig. Korrekt. Um wirklich zu beweisen, dass sie das richtige Modell haben, sammeln Humangenetiker viele Stammbäume und führen ein Computermodell durch.

      Das Computermodell probiert zuerst autosomal-rezessiv aus, probiert autosomal-dominant aus, probiert dominant mit unvollständiger Penetranz aus und berechnet für jedes mögliche Modell die statistische Wahrscheinlichkeit, dass Sie solche Daten unter diesem Modell sehen würden.

      Und wenn die Daten überwältigend werden und Sie sagen, ja, mit einem Stammbaum, jedem Stammbaum, den ich auf die Tafel zeichne, könnte es tatsächlich zu fast jedem für die Modelle passen. Es steht nicht in den Lehrbüchern, aber es ist wahr. Ich bekomme genug Stammbäume und schließlich sage ich, dass die Wahrscheinlichkeit, dass diese Sammlung von Stammbäumen aus autosomaler Dominanz hervorgeht, 105-mal wahrscheinlicher ist, Vererbung mit unvollständiger Penetranz von etwa 80%.

      Dann, aus autosomal-rezessiver Vererbung, dann darf ich eine Arbeit darüber schreiben. Das ist wirklich das, was Humangenetiker tun, ist, dass sie genug sammeln müssen, jeden anderen Organismus, man würde nur ein Kreuz aufstellen, aber das geht nicht. Und solange wir nichttriviale Modelle haben, müssen wir wirklich viele Daten sammeln. Nehmen wir den nächsten Stammbaum, toll, dass du denkst wie ein Humangenetiker.

      Es ist sehr gut. Hier ist der nächste Stammbaum. Eigentlich werde ich es rückgängig machen. Na, bitte.

      Was ist das? Wer weiß? Sie können es nicht sagen. Gut, ich habe Sie so weit trainiert, dass dies in Lehrbüchern autosomal-rezessiv wäre. Oder es könnte alles sein.

      Du weißt das, oder? Aber die Lehrbücher würden Ihnen dieses Bild als autosomal-rezessiv zeigen. Aber natürlich, was könnte es sonst sein? Es könnte autosomal dominant mit unvollständiger Penetranz sein.

      Es könnte geschlechtsspezifisch sein. Es kann vieles sein.

      Es könnte auch sein, ich habe Ihnen den Phänotyp nicht genannt.

      Was wäre, wenn der Phänotyp hier von einem Lastwagen angefahren würde?

      [LACHEN] Würden Sie das eher beobachten? Ja, wenn Sie zum Beispiel von einem Lastwagen angefahren werden, wenn jemand von einem Lastwagen angefahren wird, ist es unwahrscheinlich, dass entweder ihre Eltern von einem Lastwagen angefahren wurden oder dass ihre Großeltern mehrere Generationen zurückgegangen sind.Also, woran erkennt man, dass man von einem Lastwagen angefahren wird, das heißt, woher weiß man, dass etwas überhaupt genetisch bedingt ist? Wenn es relativ selten ist und in einem Stammbaum auftaucht, woher weißt du dann, dass es genetisch bedingt ist?

      Wegen der DNA. Aber ich meine, es braucht viel Arbeit, um das Gen zu finden und all das, wenn wir zum Kurs kommen. Sie möchten vielleicht ein wenig Gewissheit haben, bevor Sie das Stipendium an das NIH schreiben und sagen, ich werde das Gen dafür finden, weil Sie es schreiben und sagen, ich werde das Gen finden, um von einem Lastwagen angefahren zu werden, und sie werden zurückschreiben und sagen, zeig mir, dass es sich lohnt, Geld auszugeben, um dieses Gen zu finden. Zeigen Sie mir, dass es wahr ist. Also, nach was für Dingen würden wir suchen? Wenn wir zeigen wollten, dass etwas in einer Population autosomal-rezessiv ist, was würden wir tun?

      Mehr Daten. Wir sammeln also viele Familien und was würden wir sehen? Als wir immer mehr Familien gesammelt haben, beginnen wir zu sehen, welche Dinge? Manchmal sehen wir solche Familien, oder wir sehen solche Familien. [LACHEN] Wenn beide Elternteile Mutanten wären, wären alle Kinder Mutanten, oder? Wir würden sie in Mutant färben. Ist das wahr? Nun, zunächst einmal, es kommt darauf an. Einige der Dinge, die wir untersuchen wollen, sind extrem schwere medizinisch-genetische Phänotypen, und sie werden keine Kinder haben. Das ist also ein Problem, mit dem Sie umgehen müssen. Es stimmt jedoch, dass, wenn es autosomal-rezessiv wäre, eine Paarung zwischen zwei Homozygoten für dieses Gen übertragen würde. [LACHEN] Was wäre, wenn sie alle im selben Auto wären? Das ist ein sehr wichtiger Teil, denn wir machen Witze über das Auto, aber Ernährung und solche Dinge sind familiär korrelierte Umweltfaktoren. Es gibt Umweltfaktoren, die innerhalb einer Familie korrelieren.

      Es ist also nicht trivial, diesen Punkt zu betonen. Also, in Ordnung, werden wir hier den wahren Beweis für das mendelsche Erbe demonstrieren können? Denn sie könnten alle im selben Auto sitzen, oder sie essen alle das gleiche Essen oder ähnliches, was sie auf eine bestimmte Weise prädisponiert. Also, wir wollen einige bessere Beweise für diese Dinge. Wie wäre es mit Mendelschen Verhältnissen?

      Mendelsche Verhältnisse jemand? Nein, da es sich um eine unvollständige autosomale Dominanz handeln könnte. Ich will dich nicht vermasseln.

      Bei den Prüfungen könnt ihr einfach über einfache Dinge klar nachdenken.

      Aber das könnte bei unvollständiger Penetranz dominant sein, obwohl die TAs mich hassen werden, weil ich dir das sowieso sage, was ist mit den Mendelschen Verhältnissen? Wie wäre es mit etwas, das eine ziemlich gute Vorhersage ist? Welcher Anteil der Nachkommen ist betroffen? Wir bekommen viele Familien, reihen sie alle aneinander. Welcher Anteil der Nachkommen?

      Ein Viertel. Nun, das ist eine harte und schnelle Vorhersage.

      Ein Viertel der Nachkommen sind wirksam. Wenn ich eine Paarung zwischen zwei Homozygoten habe, was mache ich dann?

      Ich gehe raus. Ich werde viele Familien sammeln.

      Vielleicht sammle ich 100 Familien, weil es sich um eine bestimmte Krankheit handelt, eine diastrophische Dysplasie oder ähnliches, Xeroderma pygmentosa, Ataxia Teleangiektasie, und ich gehe zur Krankheitsstiftung und bekomme alle Stammbäume für alle Familien, und ich werde sehen, wie oft es einmal betroffen war, zweimal betroffen, dreimal betroffen usw. Und im Durchschnitt wird der Anteil der Betroffenen ein Viertel sein, außer dass es nicht stimmt.

      Wenn ich das tatsächlich tue, stelle ich fest, dass die Quote der Betroffenen typischerweise eher bei einem Drittel liegt. Es ist kein Viertel.

      Das sollte Sie nun sehr beunruhigen, denn Sie wissen genau, dass M über Plus mal M über Plus Ihnen ein Viertel der Betroffenen geben sollte.

      Aber wenn man sich menschliche Familien anschaut, ist es das nicht.

      Wieso den? Mit anderen Worten, wenn wir alle Paarungen zwischen Heterozygoten zählen, sammeln wir alle Paarungen, die ein betroffenes Kind hervorbringen. Wir sammeln alle Paarungen, die zwei betroffene Kinder hervorbringen. Wir sammeln alle Paarungen, die drei betroffene Kinder hervorbringen. Aber wir werden es versäumen, die Paarungen zwischen Homozygoten zu sammeln, die keine betroffenen Kinder hervorbringen.

      Und so werden wir den Anteil systematisch überschätzen.

      Was wir natürlich wirklich tun müssen, ist, all diese Paare zu holen, die beide Träger waren, aber weil sie eine kleine Anzahl von Kindern hatten, hatten sie zufällig kein betroffenes Kind.

      Das ist nicht ganz einfach, besonders wenn man das Gen nicht im Voraus kennt. Wenn Humangenetiker also versuchen, das Mendelsche Verhältnis von einem Viertel zu messen, können Sie es nicht. Was Sie jedoch tun können, ist Folgendes, vorausgesetzt, dass die erste Studie betroffen ist, wie hoch ist nun der Anteil der nachfolgenden Kinder, die betroffen sind?

      Ein Viertel. Wenn ich es bedingt mache, konditioniere ich ein erstes betroffenes Kind, das erste betroffene Kind, dann weiß ich, dass ich eine Paarung zwischen Heterozygoten habe.

      Nachfolgende Nachkommen haben diese Voreingenommenheit nicht mehr.

      Und tatsächlich denkst du diesen ziemlich coolen Gedanken, oder? Sie haben eine Bedingung für eine. Es stellt sich heraus, dass es eine sehr berühmte Veröffentlichung über Mukoviszidose gibt, in der jemand diesen Punkt vergessen hat und in der Literatur eine große Sache darüber gemacht hat, dass ein Drittel der Kinder in diesen Familien im Durchschnitt Mukoviszidose hatte, und alle möglichen Modelle dazu vorgeschlagen hat wie vorteilhaft Mukoviszidose sein könnte und zu einer Steigerung der Fruchtbarkeit führen würde und so weiter.

      Tatsächlich war es nur ein Versäumnis, diese kleine statistische Verzerrung zu korrigieren. OK, das ist es, was Humangenetiker tun, sie müssen sich mit dem populären befassen, jetzt gibt es einen anderen Trick, mit dem Sie wissen können, dass etwas autosomal-rezessiv ist.

      Dieser Trick ist dieser. Um diesen Trick zu finden, muss ich zu einer Person namens Archibald Garrett zurückkehren.

      Archibald Garrett war um 1900 Arzt in London.

      Garrett untersuchte Kinder mit dem Merkmal Alkoptonurie.

      Alkoptonurie war das, was Alkopton schwarz bedeutet. Uria bedeutet Urin.

      Sie hatten schwarzen Urin. Dies war offensichtlich, weil ihr Urin bei der Behandlung mit Alkali schwarz wurde. Wie würden Sie Urin mit Alkali behandeln? Woher sollen die Leute das wissen? Es tut uns leid? Plumpsklos mit Kalk, ja, und wer schaut sich den Urin der Kinder an oder so? Aber du bist auf dem richtigen Weg.

      Wie wäre es mit Windeln? Sie waschen Windeln, Stoffwindeln, alkalisch. Sie werden schwarz. Dies zeigte sich an schwarzen Windeln.

      Der Urin der Kinder würde schwarz werden. Also, er hat dies beobachtet, und Sie wissen, was Garrett bemerkt hat, ist, als er Alkoptonurie bei Kindern untersuchte.

      Blutsverwandte Paarungen: Jetzt lachen Sie, aber in der Tat war Blutsverwandtschaft etwas, das in vielen Gesellschaften bevorzugt wurde, und in Großbritannien, insbesondere in der britischen Oberschicht im Jahr 1900, waren Ehen oder Cousins ​​ersten Grades recht verbreitet, aber nicht so häufig wie er beobachtet. Er fand heraus, dass acht von 17 Alkoptonurie-Patienten das Produkt einer Cousine ersten Grades waren.

      Das ist weit von den Charts entfernt, weil es fast die Hälfte ist, obwohl die typische Rate in Großbritannien tatsächlich etwa 5 % betragen hätte.

      Auf dieser Grundlage konnte Garrett Anfang des 20. Jahrhunderts nur wenige Jahre nach der Wiederentdeckung von Mendels Werk zeigen, dass diese Eigenschaft rezessiver Merkmale, die Anreicherung der Nachkommen blutsverwandter Ehen, ein klarer Beweis für die Mendelsche Vererbung war. Er hat nicht nur das getan, Garrett wusste auch aufgrund der Arbeit einiger Biochemiker, und das ist ziemlich cool, dass das Problem mit dem Urin darin bestand, dass diese Patienten viel Homogentisinsäure, HGA, in ihren Urin ausscheiden ist im Grunde ein Phenolring. Was Garrett getan hat, war er, und dieses Zeug wird schwarz, wenn es Luft ausgesetzt wird. Was könnte aus den Dingen, die Sie bereits gelernt haben, eine Art Ring wie diesen hervorbringen?

      Welche Bausteine ​​haben Ihrer Meinung nach Ringe wie die von Dingen, die Sie bereits studiert haben? Phenylalanin, Tyrosin haben beide Ringe. Angenommen, jemand hätte Probleme, Homogentisinsäure abzubauen. Angenommen, es gibt einen Weg, bei dem Proteine ​​in Aminosäuren einschließlich Phenylalanin und Tyrosin zerlegt werden. Und sie wurden in Homogentisinsäure abgebaut. Und sie wurden zerlegt in ich weiß nicht was. Und angenommen, wie wir dort oben hatten, hatten die Patienten eine Mutation in diesem Enzym. Was würde passieren, wenn ich den Patienten viel Protein füttere? In ihrem Urin würden Sie viel Homogentisinsäure wiederfinden. Angenommen, ich fütterte sie mit viel Tyrosin.

      Ich bekam viel Homogentisinsäure, weil der Körper sie nicht abbauen konnte. Angenommen, ich fütterte sie mit viel Phenylalanin.

      Sie würden viel Homogentisinsäure ausscheiden.

      Angenommen, ich fütterte sie mit Homogentisinsäure. Ich würde quantitative Mengen Homogentisinsäure bekommen. Garrett hat dies getan. Dies sind die Tage, bevor institutionelle Gutachtergremien, wissen Sie, informierte Zustimmung erhalten. Es stellte sich heraus, dass es harmlos ist, ihnen Proteine ​​​​und dergleichen zu füttern. Tatsächlich stellte Garrett 1911 jedoch fest, dass dieses Merkmal aufgrund seiner Populationsgenetik rezessiv sein musste, und schloss einen biochemischen Weg, indem er verschiedene Dinge auf dem Weg fütterte, und war in der Lage, eine Mutation in einem Gen mit einem Problem mit einen bestimmten biochemischen Weg.

      Entschuldigung, 1908: Das war seine Croonian Lecture im Jahr 1908.

      Acht Jahre nach der Wiederentdeckung von Mendel ist er in der Lage, einen genetischen Defekt, der durch Übertragung genetisch bedingt ist, mit einem biochemischen Defekt zu verbinden, der zeigt, dass er einen Weg hat, in den er Dinge einspeisen kann. Und all dies blockiert die Unfähigkeit, Homogentisinsäure zu metabolisieren. Er hat bis 1908 ein Gen mit einem Enzym verbunden. Was denkst du, war die Reaktion darauf? Höfliche Verwirrung, und es sank wie ein Stein. Niemand war bereit, dies zu hören. Das ist meiner Meinung nach Mendel sehr ähnlich. Jetzt war er ein angesehener Professor.

      Es war die Croonian Lecture. Er bekam viele Auszeichnungen und so, und die Leute sagten, was für ein schöner Vortrag das war, und vergaßen diesen Zusammenhang zwischen Genen und Enzymen, Genen und Proteinen völlig. Erst 40 Jahre später zeigten Beadle und Tatum, die mit einem Pilz, eigentlich Rosper, nicht mit Hefe, arbeiteten, dass all diese Mutanten die Fähigkeit, bestimmte Aminosäuren zu verdauen oder herzustellen, störten, und schrieben dies als das eine Gen auf , eine Enzymhypothese darüber, wie Gene Enzyme kodieren, und gewann den Nobelpreis für diese Arbeit, aber tatsächlich stellten Beetle und Tatum in ihrer Nobelansprache fest, dass Garrett das alles wusste. Aber die Leute waren noch nicht bereit, es zu verdauen. Die Genetik war gerade erst aufgekommen, die Biochemie war erst in den letzten zehn Jahren wirklich erfunden worden, und die Idee, Genetik und Biochemie zu vereinen, war einfach etwas, auf das die Leute noch nicht vorbereitet waren. Beim nächsten Mal mehr.


      6.13 Geschlechtsgebundene Vererbung

      Abbildung 6.18 Beispiel für Farbenblindheit. Können Sie die Zahl bei diesem Farbenblindheitstest lesen?

      Ein Beispiel für ein geschlechtsgebundenes Merkmal ist die Rot-Grün-Farbenblindheit. Auf dem X-Chromosom befindet sich das OPN1LW-Gen, das für ein Protein kodiert, das es dem Menschen ermöglicht, zwischen Rot und Grün zu unterscheiden. Ohne funktionelles OPN1LW-Protein ist eine Person rot-grün farbenblind. Bei Frauen ist Farbenblindheit ein rezessives Merkmal, da der Besitz einer einzigen funktionsfähigen Kopie von OPN1LW für normale

      Vision. Männer haben jedoch nur eine Kopie des X-Chromosoms und damit nur ein OPN1LW-Gen. Wenn es also eine funktionelle Mutation im OPN1LW-Gen des einzigen X-Chromosoms eines Mannes gibt, ist er farbenblind. Es gibt kein entsprechendes Gen auf dem Y-Chromosom, um diesen Funktionsverlust auszugleichen. Dieser Unterschied in den Geschlechtschromosomen erklärt, warum Rot-Grün-Blindheit bei Frauen selten ist, da Frauen zwei mutierte Kopien erben müssen, wenn sie rot-grün-blind sein sollen. Allerdings müssen Frauen sein Transportunternehmen von Farbenblindheit, um das Merkmal an einen ihrer Söhne weiterzugeben.


      Schau das Video: Arv (August 2022).