Warisan Non-Mendel: apa itu, contoh dan mekanisme genetik
Gregor Mendel menetapkan hukum tentang genetika yang ia tentukan berdasarkan eksperimennya yang terkenal dengan tanaman kacang polong.
Hukum-hukum ini bekerja dengan sangat baik untuk menjelaskan bagaimana kacang polong bisa menjadi kuning dan halus jika mereka mewarisi gen dengan alel dominan atau hijau dan kasar jika mereka hanya mewarisi alel resesif.
Masalahnya adalah bahwa di alam tidak semuanya adalah masalah dominasi. Ada sifat-sifat yang diwariskan yang bermanifestasi antara atau yang bergantung pada lebih dari satu gen. Ini disebut warisan non-Mendel , dan kita akan melihatnya selanjutnya.
- Artikel terkait: ” 3 hukum dan kacang polong Mendel: ini yang mereka ajarkan kepada kita “
Apa itu warisan non-Mendel?
Gregor Mendel memberikan kontribusi yang signifikan untuk mempelajari hereditas ketika, pada abad ke-19, ia menemukan bagaimana warna dan tekstur kacang polong diwariskan . Melalui penelitiannya, ia menemukan bahwa warna kuning dan tekstur halus merupakan karakteristik yang lebih unggul dari warna hijau dan tekstur kasar.
Berdasarkan ini, ia menetapkan hukum Mendel yang terkenal yang, pada dasarnya, menunjukkan bahwa jika individu ras dominan digabungkan dengan individu ras resesif, generasi pertama dari individu-individu ini akan menjadi hibrida genotip , tetapi secara fenotip sifat-sifatnya akan ditampilkan. .dominan. Misalnya, ketika memasangkan tanaman dengan kacang polong kuning (AA) dengan tanaman kacang hijau (aa), anak kacang polong akan berwarna kuning (Aa) tetapi akan memiliki alel yang mengkode warna hijau dan warna kuning.
Mendel hanya mempelajari sifat-sifat yang bergantung pada satu gen (walaupun pada saat itu baik dia maupun ilmuwan lain tidak mengetahui tentang gen itu sendiri). Tergantung pada apakah varian atau alel gen warna diturunkan (‘A’ dominan dan ‘a’ resesif), tanaman akan memberikan kacang polong kuning atau hijau dan, tergantung pada apakah ia mewarisi alel gen tekstur (‘R ‘ dominan dan’ r ‘resesif), kacang polong akan halus atau kasar.
Masalahnya adalah bahwa dalam aspek alam lainnya hal ini tidak sesederhana itu. Sifat tidak harus bergantung pada satu gen dengan dua alel . Misalnya, warna mata manusia, meskipun terbatas, ada tingkat keragamannya. Varietas ini tidak dapat dijelaskan secara sederhana dengan dominasi dan resesif, karena menyiratkan bahwa hanya ada dua jenis warna iris, bukan berbagai corak coklat, biru, hijau dan abu-abu yang kita kenal.
Di bawah ini kita akan melihat secara lebih rinci berbagai jenis mekanisme pewarisan non-Mendel yang ada , selain menyoroti perbedaan mereka sehubungan dengan undang-undang yang diusulkan oleh Mendel.
1. Kodominan
Mendel melihat dengan eksperimen kacangnya sebuah mekanisme pewarisan sifat yang bergantung pada apakah alel yang diturunkan itu dominan atau resesif. Dominan berarti bahwa, baik dengan mewarisi dua gen dengan alel yang sama atau dengan mewarisi gen dengan alel dominan dan yang lain dengan alel resesif, individu akan menunjukkan fenotipe yang ditentukan oleh alel dominan. Ini adalah kasus yang telah dibahas sebelumnya untuk kacang polong kuning yang, meskipun merupakan keturunan dari kacang hijau dan kacang kuning, menyerupai yang terakhir .
Ini tidak terjadi dalam kodominan. Tidak ada situasi di mana satu alel menang atas yang lain, melainkan keduanya diekspresikan secara setara dalam fenotipe individu, yang fenotipenya akan ditampilkan sebagai kombinasi dari kedua alel. Untuk mencoba lebih memahami ide ini, kita akan memberikan contoh berikut dengan ayam hitam dan ayam putih
Jenis ayam tertentu membawa gen yang alelnya menentukan warna bulunya. Mereka dapat mewarisi alel yang membuat bulu menjadi hitam (N), dan mereka dapat menerima alel yang membuat bulu menjadi putih (B) .
Kedua alel sama-sama dominan, tidak ada yang resesif terhadap yang lain, jadi pertanyaannya adalah, apa yang terjadi jika suatu individu adalah hibrida genotipikal (BN), yaitu anak ayam putih (BB) dan ayam jago hitam ( NN)? Apa yang terjadi adalah bahwa itu tidak akan sepenuhnya hitam atau putih, tetapi kombinasi dari kedua alel. Ini akan memiliki bulu putih dan bulu hitam.
Jika warna bulu ayam bergantung pada dominasi dan bukan kodominan dan, katakanlah hitam adalah alel dominan, individu hibrida akan memiliki bulu hitam, terlepas dari apakah itu anak ayam putih.
2. Dominasi tidak lengkap
Dominasi tidak lengkap akan menjadi pertengahan antara dominasi yang terlihat oleh Mendel dan kodominan yang telah kita bahas di bagian sebelumnya. Jenis mekanisme pewarisan non-Mendel ini menyiratkan bahwa fenotipe individu berada di tengah-tengah antara fenotipe orang tua. Artinya, seolah-olah merupakan perpaduan antara karakteristik yang dihadirkan oleh orang tua.
Contoh paling jelas dari jenis dominasi ini adalah kasus bunga snapdragon. Jenis bunga ini bisa datang dalam tiga warna: merah (RR), putih (BB) dan merah muda (RB). Individu ras merah, ketika dipasangkan dengan individu ras putih, generasi pertama keturunan mereka, yang akan menjadi hibrida, tidak akan berwarna merah atau putih, tetapi merah muda. Alel merah dan alel putih memiliki kekuatan yang sama ketika menentukan warna kelopak , menyebabkan mereka bercampur seolah-olah kita sedang mencampur warna-warna itu pada palet.
Pada gilirannya, jika individu hibrida disilangkan di antara mereka (RB x RB), keturunan mereka mungkin berwarna merah (RR), putih (BB) dan merah muda (RB), memenuhi hukum Mendel meskipun tidak seperti yang dicontohkan oleh biarawan Benediktin. dengan kasus kacang polongnya.
3. Beberapa alel
Mendel bekerja dengan gen yang hanya terjadi pada dua alel, satu alel dominan dan lainnya resesif. Tetapi kenyataannya adalah bahwa gen memiliki lebih dari dua alel , dan alel ini berfungsi dalam hal dominasi tidak lengkap, dominasi Mendel atau kodominan, yang membuat keragaman fenotipe lebih besar.
Contoh gen dengan lebih dari dua alel ditemukan pada bulu kelinci. Gen ini bisa datang dalam empat alel umum, dengan ‘C’ menjadi alel dominan yang memberikan rona gelap pada bulu, sementara tiga lainnya resesif: alel ‘c ^ ch’, yang dikenal sebagai chinchilla, alel ‘c ^ h’ , yang dikenal sebagai himalaya dan alel ‘c’, yang dikenal sebagai albino. Untuk memiliki kelinci hitam, cukup memiliki gen dengan alel ‘C’, dan itu bisa menjadi hibrida, tetapi untuk menjadi salah satu dari tiga varian lainnya, ia harus menjadi keturunan murni untuk salah satu alel itu.
Kita memiliki contoh lain dengan golongan darah pada manusia . Sebagian besar orang memiliki salah satu dari empat kelompok berikut: 0, A, B, atau AB. Tergantung pada golongan darah Anda, pada permukaan sel darah merah, molekul, yang disebut antigen, mungkin ada atau tidak, dan mungkin ada tipe A, tipe B, dari kedua tipe, atau tidak memilikinya.
Alel yang menentukan ada atau tidaknya antigen ini disebut ‘I ^ A’, ‘I ^ B’ dan ‘i’. Dua yang pertama dominan atas yang ketiga, dan kodominan di antara mereka. Dengan demikian, golongan darah individu, yang ditunjukkan sebagai fenotipe, akan ditentukan menurut genotipe berikut.
- Golongan darah A: ras murni A (I ^ A) atau hibrida A0 (I ^ Ai).
- Golongan darah B: ras murni B (I ^ B) atau hibrida B0 (I ^ Bi).
- Golongan darah AB: hybrid AB (I^AI^B).
- Golongan darah 0: ras 0 (ii).
4. Karakteristik poligenik
Mendel menyelidiki karakteristik yang bergantung pada satu gen. Namun, di alam, adalah normal bahwa suatu karakteristik, seperti kecerdasan, warna kulit, tinggi badan atau memiliki organ, tergantung pada pengkodean lebih dari satu gen, yaitu karakteristik poligenik.
Gen yang bertanggung jawab untuk karakteristik yang sama dapat dimiliki oleh kromosom yang sama, atau dapat ditemukan pada beberapa kromosom yang terdistribusi. Jika mereka ditemukan pada kromosom yang sama, kemungkinan besar mereka akan diwarisi bersama , meskipun mungkin terjadi selama persilangan yang terjadi selama meiosis, mereka berpisah. Inilah salah satu alasan mengapa pewarisan poligenik begitu rumit.
- Anda mungkin tertarik: ” Perbedaan antara DNA dan RNA “
5. Pleiotropi
Jika karakteristik poligenik adalah kasus di mana suatu sifat ditentukan oleh lebih dari satu gen, pleiotropi akan menjadi kasus tetapi sebaliknya. Ini adalah situasi yang terjadi ketika gen yang sama mengkode lebih dari satu karakteristik dan, oleh karena itu, karakteristik tersebut selalu diwarisi bersama.
Contohnya adalah kasus sindrom Marfan , masalah medis di mana orang yang terkena menunjukkan beberapa gejala, seperti perawakan yang luar biasa tinggi, jari tangan dan kaki panjang, masalah jantung dan dislokasi lensa. Semua karakteristik ini, yang mungkin tampak tidak berhubungan dengan cara apa pun, selalu diwarisi bersama, karena mereka berasal dari mutasi pada satu gen.
- Anda mungkin tertarik: ” Penyakit keturunan: apa itu, jenis, karakteristik, dan contohnya “
6. Alel mematikan
Mewarisi satu atau beberapa jenis gen dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kelangsungan hidup individu. Jika individu mewarisi gen yang mengkode fenotipe yang tidak adaptif dengan lingkungan di mana ia ditemukan, individu tersebut akan mengalami masalah. Contohnya adalah seekor burung dengan bulu putih di hutan dengan warna gelap. Bulu burung ini akan membuatnya menonjol di dahan dan dedaunan gelap hutan, membuatnya sangat rentan terhadap predator.
Namun, ada gen yang alelnya langsung mematikan, yaitu membuat individu sudah memiliki masalah untuk bertahan hidup . Contoh klasik adalah kasus alel kuning mematikan, mutasi spontan yang terjadi pada hewan pengerat, mutasi yang menyebabkan bulu mereka menjadi kuning dan mereka mati segera setelah lahir. Dalam kasus tertentu, alel mematikan dominan, tetapi ada kasus lain dari alel mematikan yang dapat resesif, kodominan, fungsi poligenik …
7. Pengaruh lingkungan
Gen menentukan banyak karakteristik individu dan, tanpa diragukan lagi, berada di balik banyak sifat yang dimanifestasikan dalam bentuk fenotipe mereka. Namun, mereka bukan satu-satunya faktor yang dapat membuat makhluk hidup tersebut menjadi satu atau lain cara. Faktor-faktor seperti sinar matahari, diet, akses ke air, radiasi, dan aspek lain dari lingkungan dapat secara signifikan menentukan karakteristik individu
Karena alasan inilah, terlepas dari kenyataan bahwa tinggi badan sangat ditentukan oleh genetika, pernah tinggal di tempat dengan gizi buruk dan gaya hidup yang tidak banyak bergerak dapat membuat seseorang memiliki perawakan pendek. Contoh lain adalah orang-orang keturunan Kaukasia yang tinggal di daerah tropis memiliki warna kulit cokelat karena paparan sinar matahari yang terlalu lama.
Mengambil contoh dari dunia tumbuhan, kita memiliki kasus hydrangea. Tumbuhan ini akan memiliki kelopak dengan satu atau lain warna tergantung pada pH bumi, menjadikannya biru atau merah muda tergantung pada kebasaannya.
8. Warisan terkait seks
Ada karakteristik yang bergantung pada gen yang secara eksklusif ditemukan pada kromosom seks , yaitu X dan Y, yang akan membuat jenis kelamin memiliki sedikit atau tidak ada peluang untuk memanifestasikan sifat tertentu.
Sebagian besar wanita memiliki dua kromosom X (XX) dan kebanyakan pria memiliki satu kromosom X dan satu Y (XY). Berikut adalah dua penyakit yang bergantung pada kromosom seks.
hemofilia
Hemofilia adalah penyakit genetik yang mencegah darah membeku dengan benar. Artinya, jika terjadi cedera, Anda cenderung mengalami pendarahan dan, tergantung pada seberapa besar cederanya, risiko nyawanya lebih besar. Individu dengan penyakit kekurangan gen yang menyebabkan faktor pembekuan (X’) untuk diproduksi .
Penyakit ini, secara historis, mematikan bagi wanita karena menstruasi. Dalam kasus laki-laki, mereka memiliki kelangsungan hidup yang lebih lama, meskipun jarang bagi mereka untuk hidup lebih dari 20 tahun. Hari ini banyak hal telah berubah berkat adanya transfusi darah, meskipun faktanya penyakit ini dianggap serius dan sangat terbatas.
Gen yang mengkode faktor pembekuan terletak pada kromosom X dan bersifat dominan. Jika seorang wanita (X’X) memiliki satu kromosom dengan gen dan yang lainnya tanpa gen, dia akan menghasilkan faktor pembekuan dan tidak akan memiliki penyakit, meskipun dia akan menjadi pembawa.
Pria yang mewarisi kromosom X dengan tidak adanya gen tidak memiliki nasib yang sama , karena, karena tidak ditemukan pada kromosom Y, ia tidak akan memiliki gen yang mengkoagulasi faktor dan, oleh karena itu, akan menyajikan hemofilia ( X’Y).
Karena alasan inilah ada lebih banyak pria daripada wanita yang menderita penyakit ini, karena bagi wanita yang memilikinya, mereka pasti kurang beruntung karena mewarisi dua kromosom X yang cacat.
kebutaan warna
Buta warna menyiratkan kebutaan terhadap warna dasar tertentu (merah, hijau atau biru), atau dua di antaranya. Yang paling umum dari tirai ini adalah ketidakmampuan untuk membedakan antara hijau dan merah.
Buta warna juga merupakan penyakit bawaan yang bergantung pada jenis kelamin yang terkait dengan segmen yang berbeda pada kromosom X.
Artinya, seperti halnya hemofilia, laki-laki buta warna lebih banyak daripada perempuan buta warna, karena dalam kasus laki-laki hanya ada satu kromosom X, dan jika cacat, kondisi itu akan muncul dengan sendirinya. .
Sebaliknya, pada wanita, karena ada dua X, jika hanya salah satu dari mereka yang cacat, kromosom yang sehat ‘meniadakan’ cacat yang lain.
Referensi bibliografi:
- Griffiths, AJF; SR Wessler; RC Lewontin & SB Carrol (2008). Pengantar analisis genetik. edisi ke-9. McGraw-Hill Interamericana.
- Albert, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter. Pengantar Biologi Sel. Editorial Medica Panamericana.