Genetika
Staň se genetikem
Učebnice se stále tvoří
Vidíte vše, co je nyní zveřejněné. Nové lekce budou přibývat postupně.
Lekce v tématu
Badatelská otázka
Jak je možné, že mám geny po babičce?
Zadání
Promysli a zapiš si své úvahy
Práce s rodokmenem
V aplikaci Rodokmen si sestav rodokmen své vlastní rodiny. Pokus se zahrnout alespoň tři generace včetně sebe. Následně si vyber znak, který tě zajímá a chtěl/a by ses dozvědět, jak se dědí a u koho se vyskytuje. Musí se jednat o dědičný znak a vyskytující se minimálně ve dvou variantách. Ke svému bádání využij i toho, co si pamatují Tví příbuzní a získej co nejvíce dat.
Zjisti který znak se předával s větší pravděpodobností.
Objevil/a jsi znak, který přeskočil generaci? Čím to je?
Jaké znaky by jednou mohli získat mí potomci?
Jak probíhá křížení?
Každý jedinec má v DNA dvě alely pro každý gen. Tedy dvě varianty - jednu, kterou získal od matky a jednu, kterou získal od otce. Když pak vytváří vlastní pohlavní buňky (vajíčka. spermie), může do nich opět z každého genu dát pouze jednu variantu.
- Jaký genotyp budou mít potomci recesivního (bb) a dominantního (BB) homozygota?
- Když tyto jedince budeme křížit mezi sebou, jaký bude genotyp a fenotyp jejich potomků?
Mourovatost (pruhování) je u koček děděna jako dominantní znak, jednolitost naopak jako recesivní. Když bych měl dva heterozygotní mourovaté rodiče.
- Kolik z 8 koťátek bude pravděpodobně mourovatých a kolik jednolitých?
Základní vysvětlení
Rodokmen
Z kapitoly o Johannu Gregoru Mendelovi už víme, že se některé varianty znaků mohou být zastíněny jinou variantou. Pokud zkřížím žlutý hrášek se zeleným, tak žlutá zelenou zastíní a všichni potomci jsou žlutí. Nicméně alela (varianta genu) pro zelenou se stále skrývá v DNA a mohou ji zdědit další potomci. Tim se může znak, který vidíme (fenotyp) objevit u prarodiče a následně až u vnoučete nebo pravnoučete - dědí se skrytě v DNA. Úplně stejně to funguje i u lidí.
V rodokmenu bychom mohli pozorovat také to, že například tmavá barva očí často převládne nad světlou apod. Ale kvůli možnosti šíření skrytých genů ani toto nemusí být vždy pravda. Navíc zrovna u barvy je to ještě mnohem složitější, protože je řízena více geny. Chci vědět víc.
Z rodokmenu je tak možné vyčíst, jaké znaky, nebo třeba i nemoci se v rodině vyskytují a co mohu skrytě nosit v sobě nebo předat jednou svým potomkům. Znát výskyt geneticky dědičných onemocnění v rodině je tak velmi užitečné, protože si na něj můžeme dát pozor a upravit svůj život, abychom onemocnění nespustili nebo jej oddálili.
Genetika v praxi - křížení
Pokud křížíme jedince, kteří vždy v minulosti u svých předků měli jen jeden viditelný fenotyp, je dost pravděpodobné, že se bude jednat o homozygoty. 1. mendelův zákon dědičnosti pak říká, že potomstvo dvou homozygotů je tzv. uniformní - to znamená, že mají všichni stejný genotyp:
2. Mendelův zákon pak říká, že pokud křížíme dva heterozygoty, získáme potomstvo v určitém matematickém poměru:
V tomto případě bude 25 % potomků dominantní homozygot BB, 50 % budou heterozygoti Bb, a 25 % budou recesivní homozygoti bb. U 75 % jedinců se pak projeví dominantní znak a jen u 25 % uvidíme projev recesivního znaku.
Když máme tyto znalosti o dědičnosti a víme, že například pro mourovatost koťátek platí přesně tyto zákony, pak z 8 potomků 25 % jsou 2 koťátka, která by statisticky měla být bez mourování.
Důležité je však si uvědomit, že se jedná o statistickou pravděpodobnost, která v případě jednoho vrhu vůbec nemusí hrát roli. Statistika nejen v biologii, ale i jinde dává smysl až na úrovni stovek až tisíců potomků. Bez problémů se tak může stát, že v jednom vrhu budou všechna koťátka mourovatá, ale nemusí být mourovaté žádné. Na větším vzorku už je však tato statistika neprůstřelná.
Chci vědět víc
A) Jak je možné, že jsem vyšší než všichni mí předkové?
B) Je možné statisticky odvodit pravděpodobnost, že bude mít potomek dva konkrétní znaky? Například, že bude mít pes hnědý čenich a krátké nohy?
Zobrazit řešení
A) Výška
Většina znaků, které pozorujeme je totiž ovlivněna mnoha geny. Zrovna informace o naši výčce je rozprostřena na asi 7 000 místech naší DNA. Mutace v každém z těchto míst pak přidává nebo ubírá potenciál, jak vysocí můžeme být.
Když máme dva průměrně vysoké rodiče, pak je pravděpodobné, že přibližně polovina jejich genů dává informaci o tom, že má být rodič vysoký a polovina, že má být nízký.
Šance, že dostaneme od obou rodičů geny jen pro nízký vzrůst je proto minimální, stejně jako šance získat pouze geny pro vysoký vzrůst. Vzrůst potomků u polygenních znaků tak odpovídá spíše Gaussově křivce než běžnému štěpnému poměru. Mohu dostat alely pro vyšší vzrůst, ale šance je menší, než že dostanu kombinaci pro průměrný vzrůst.
Pokud však máme dva hodně vysoké rodiče, je velká šance, že budou mít také vysoké dítě, protože většina jejich genů je pro vysoký vzrůst a nemají mnoho genů pro malý vzrůst, který by předali dál. Obdobně je to s nízkým vzrůstem.
Navíc do výšky člověka vstupují i vnější faktory a to zejména strava během růstu.
B) Hnědý čenich a krátké nohy
V genetice běžně sledujeme souběh více znaků. Pak je důležité si stanovit přesně význam jednotlivých písmenek.
hnědý čenich (č) je recesivní alela, proto aby se projevil tedy musí mít pes genotyp čč
krátké nohy (n) je naopak dominantní alela, proto aby se projevil musí mít pes genotyp NN nebo Nn
Záleží potom, jak vypadá genotyp rodičů. Dejme tomu, že máme dva heterozygoty - tedy psi s krátkými nohami (kde předci měli i dlouhé nohy), a černými čumáky (kde předci měli i hnědé čumáky). Tedy ČčNn
Vajíčka i spermie těchto psů pak mohou vypadat následovně: ČN, Čn, čN, čn. Pak jako obvykle dosadíme pouze do tabulky, která je však o něco obsáhlejší, protože místo dvou typů gamet máme na každé straně 4 typy gamet.
Z těchto pomerů je pak už jednoduché získat procento šancí na projev u potomků.