Biologi 2 – Genetikk

Lastet opp i kategorien Biologi 2 den 07.02.2012

Gen er et avgrenset område av et kromsom som inneholder oppskriften på et funksjonelt produkt, ofte protein men også mRNA, tRNA.  Genet har et bestemt plass på kromosomet som kalles genets lokus. Hos to homologe kromosomer (kromosomer fra hver av foreldre som inneholder de samme genparene) har ett genpar ( genvarianter, allel, fra hvert sitt homologe kromosom) samme lokus.

Områdets bæreevne bestemmer individtetthten over tid (tenk graf)

Antall individer varierer over tid: immigrasjon, emigrasjon, dødelighet, reproduksjon, ressursgrunnlag, predasjon, parasitter, sykdommer og konkurranse (inter/intra).

Samvirkende gener: To forskjellige genpar på to forskjellige kromosomer påvirker en og samme egenskap. I et kromosompar finner vi gener som koder for eksempel pelsfarge. Men et annet gen som ligger på et annet kromosom påvirker om det i det hele tatt blir en fargeproduksjon. Ikke et bestemt fenotype forhold.

Ensvirkende gener: To genpar på to forskjellige kromosomer påvirker en og samme egenskap med samme virking. Hvis det er gitt fullstendig dominans, vil kun ett dominant gen bestemme at det lages genprodukt.

Letale og pleitrope gener

Noen genkombinasjoner er letale og indivdet med en slik genkombinasjon vil aborteres før fødselen. Denne genkombinasjonen påvirker både en egenskap, men også levedyktigheten til individet, og består derfor av pleitrope gener.

Kvantitative egenskaper

Flere (over tre) gener påvirker samme egenskap. For eksempel hudfarge. Antall dominante gener bestemmer fenotypen, fargestyrken til individet.  I tillegg spiller miljøet inn, mer soleksponering fører til en mørkere farge.

Imprinting

Koblede gener er gener som sitter på samme kromosom. Disse genene arves sammen gitt at det ikke skjer en overkrysning.

Overkrysning: Under profase I i meiosen ligger homologe kromosomer (for eksempel XX) tett inntil hverandre. Her kan kromosombiter mellom homologe kromosomer utveksles, ofte er det mellom gener som sitter langt fra hverandre på kromosomet. Ved hjelp av en rekke enzymer kan kromatidene kuttes tilfeldig, men identisk fra hver av de homologe kromosomene. Deretter kobles kromatidbitene sammen igjen på kryss og tvers.  Kromosomparet XY vil ikke kunne krysses fordi de ikke er homologe.

Overkrysning kan føre til en rekombinasjon av arveanlegget hvis det homologe kromosomparet har heterozygot genpar. Dvs at begge kromosomene som danner par inneholder ulik genvariant. Vanligvis vil meisosen føre til at det dannes fire haploide celler hvor to og to er identiske. Men etter overkrysning (hvor det er koblete gener og begge genvariantene er heterozygote) vil ingen være identiske. To av de haploide cellene vil være sammensatt av deler fra begge foreldre, og disse kalles rekombinanter. Hvert kromosom i rekombinantens kjønnscelle vil være en blanding av de to opprinnelige kromosomene i opphavscellen.

Eksempel på endring:

(to kromosomer, to ”stang”)

K         k

V         v

DNA-replikasjon (to kromsomer, fire kromatider)

K K     kk

V V      vv

Meiose, profase I

KK      kk

Vv       Vv

Mitose, fire haploide celler, derav to rekombinanter

k          K         k          K

V         v          v          V

 

Uten overkryssning:

  KV kv
kv    
kv    

 

Med overkryssning:

  kV Kv kv KV
kv        
kv        
kv        
kv        

 

Nye fenotyper. Dersom gene sitter langt fra hverandre på kromosomet, vil vi få relativt mange av de nye fenotypene. Hvis genene sitter nær hverandre, vil det være få av disse fenotypene.

 

Kromosomavvik

Imprinting

Genotype: sier noe om hvilke disposisjoner vi har for å utvikle en fenotype.

Fenotype: blir avgjort av miljøet.

For flere gener på autosomene er fenotypet avhengig om genet ble arvet fra mor eller far.

Det skjer en DNA-metylering under dannelsen av sæd- eller eggceller slik at gener som ikke passer seg for det kjønnet blir inaktivt. Imprintingen skjer ulik hos menn og kvinner slik at begge genvariantene ikke blir inaktive.

Koblete gener og overkrysning

Under profase 1 i meiosen kan det skje en overkrysning slik at genevariantene kan bytte plass.

Avl og stamtavler

Testkryssning. Hvis målet er å avle fram en dominant gen gjelder det å velge ut homozygote dominant genpar. Da kan man testkrysse med en recessiv fenotype. Hvis fenotypen i den nye generasjonen er 2:2, er det en heterozygot dominant genpar, men hvis fenotypen er kun 1, er det en homozygot dominant genpar.

Stamtavler: Antar monohybrid dominant.

31. a

Det er naturlig at det oftere skjer overkrysning (homologe kromosomer bytter sine søsterkromatider på kryss) mellom koblede gener (gener som sitter på samme kromosom, de arves sammen) som ligger langt fra hverandre på kromosomet, enn mellom gener som ligger svært nær hverandre. Dette er fordi i overkrysningen en

Under overkrysningen er det en rekke enzymer som kutter de homologe kromosomene akkurat samme DNA-sekvens. Disse bytter plass. Hvis de koblede genene ligger langt fra hverandre i kromosomet, vil de havne på hver sin kromosom i kromosomparret. Men hvis de koblede genene ligger nær hverandre, er det større sjanse for at begge er en del sv DNA-sekvensen som blir kuttet, og når DNA-sekvensene bytter plass, vil de fortsatt være en del av samme kromosom.

b. I oppgaven i boken er det antatt at det ikke har skjedd en overkrysning. Ved å se på der det skjer en overkrysning kan vi finne ut hvilke gener som ligger nærmes hverandre. Hvis det skjer en overkrysning er genene langt fra hverandre, men det motsatte hvis det ikke skjer en overkrysning.

Rekombinante gener er resultatet av overkrysning mellom to homologe kromosomer.

32.

Genotype: F, f

Fenotype: fri øreflipp, fast øreflipp

Er arveformen monohybrid dominant (én egenskap bestemt av ett genpar) ? – ta utgangspunkt i de individene som viser fenotypen til homozygot recessiv genotype (eks. ff)

Autosomer – 22 homologe kromosom par (lik størrelse på hvert par, på samme lokus i begge kromosomene er det ett allel i hver kromosom som koder for samme egenskap), 44 kromosomer

Kjønnskromosomer – 1 par (XX/XY), 2 kromosomer

To alleler danner et genotype. Hvis et allel finnes på begge kromosomene i kromosomparet, er det er homozygot individ (RR/rr)

Hvis det er to forskjellige alleler i det homologe kromosomparet, er individet heterozygot (Rr)

Krysningsskjema

Det homologe kromosomparet skiller lag i meiosen.

Dominant og recessivt arv

Monohybridarv: Arv med kun et genpar i homologe kromosompar.

Man kan avgjøre utfra avkommet om et allel er dominant eller recessiv. Forholdet mellom fenotypene kalles utspaltningforholdet.

F1-generasjonen: utspaltningsforhold på 3:1 er typisk for heterozygote individer og 1:1 for homozygote.

Testkrysning: For å finne genotype til dominant fenotype (Ff/FF?), må man krysse dette individet med homozygot recessiv individ. Utspaltningsforholdet vil avsløre genotypen. Lik fenotype på avkom avslører genotypen FF, mens ulike fenotyper = genotype Ff.

For mennesker, stamtavler.

Dihybridarv: Arv av to genpar (fire gener til sammen), hvor hvert par er plassert på hvert sitt homologe kromosompar. Et genpar er i et homolog kromosompar, og det andre genparet er i det andre homologe kromosomparet. Disse to genparene arves uavhengig av hverandre, dvs. de ikke er koplet.

P-generasjon: homozygote individer

FFSS x ffss

F1-generasjon: heterozygote individer (FfSs)

FfSs x FfSs

F2-generasjon: utspaltningforhold på 9 : 3 : 3 :1 er typisk for heterozygote individer når to genpar arves uavhengige. Et annet utspaltningsforhold kan tyde på letale gener hvor en genotype gir ikke levedyktige avkom.

 

Arv av to genpar (fire gener til sammen), hvor begge genpar er plassert på ett homologt kromosompar. Disse to genparene arves avhengige av hverandre, koplete gener. Arves som i monohybrid arv.

P-generasjon: homozygote individer

FFSS x ffss

F1-generasjon: heterozygote individer (FfSs)

FfSs x FfSs

F2-generasjonen: utspaltningsforhold på 3:1 er typisk for heterozygote invidivider (F1-generasjonen) når to genpar arves avhengig. Samme som i monohybridarv.

 

F1

Ufullstendig dominans, intermediær arv. Avkommets fenotype er en blanding av foreldrenes genotype, rosa av hvit og rødt. (FF, RR, FR)

Kodominans, begge egenskapene kommer til uttrykk, både store og små prikker.

Kjønnsbundet arv er nedarving av gener som sitter på X-kromosomet. Kjønnskromosomene kalles X og Y. Disse kromosomene bestemmer ikke kun kjønnet ved befruktning, men inneholder også gener som bestemmer andre egenskaper. Menn har heterozygot kromosomparet XY (ikke mulig med overkryssning), mens kvinner har homolog kromosompar XX (mulighet for overkryssning). X-kromosomet inneholder mange ulike gener, mens Y-kromosomet er lite og inneholder svært få gener. Genene som ligger på X-kromosomet hos mannen vil gi utslag hos mannen, uavhengig av dominans. Hos kvinner vil det skje en rasjonalisering (inakrivering ved DNA-metylering) av genene på X-kromosomene.

Egenskapene vil lettere komme til syne hos menn fordi de bare har ett X-kromosom. Recessive egenskaper vil komme til syne i fenotypen hos menn selv om personene bare har ett eksemplar av det genet. Det vil være flere menn med den egenskapen en kvinner.

 

no