Zákon segregace
n.
Definice: dva členové páru alel se při tvorbě gamet oddělují

Mendelovy zákony dědičnosti

Otec genetiky Gregor Mendel oznámil v roce 1860 své poznatky, které byly v jeho době zpočátku nepopulární, ale nakonec se prosadily a staly se natolik všeobecně uznávanými, že jeho zjištění připravila půdu pro založení vědy genetiky. Na základě jeho pokusů s rozmnožováním rostlin hrachu byly formulovány tři různé zákony dědičnosti. Jeho pokusy vysvětlovaly přenos genetických znaků z jedné generace na druhou. Tyto zákony významně rozšířily chápání genetické dědičnosti a vedly k rozvoji nových experimentálních metod.

Tři různé Mendelovy zákony dědičnosti jsou následující:

• Zákon segregace
• Zákon nezávislé asortáže
• Zákon dominance

Definice zákona segregace

Otázka: Co je to zákon segregace?

Odpověď: Říká se mu také první zákon dědičnosti. Zákon segregace říká, že:

”Dvě kopie každého genetického faktoru se během vývoje gamet segregují, aby potomek každého rodiče získal jeden faktor.”

OR

”Během vývoje gamet dochází k segregaci každého genu tak, že gameta obsahuje pouze jednu alelu pro daný gen.”

Kopie genu se segregují, když každý jedinec produkuje gamety, takže každá gameta přijímá pouze jednu kopii. Jedna gameta přijímá jednu alelu.

Přesný důkaz této skutečnosti byl objeven později, když byl pochopen proces meiózy. Při meióze jsou geny matky a otce odděleny, a tak se znakové alely rozdělí do dvou různých gamet.

Rozdíl mezi alelou a genem:

Gen je základní část DNA, která definuje určitý znak; alela je specifická forma genu. Vyjadřování znaků je klíčovou úlohou genů. Alely jsou důležité pro varianty, v nichž se znak může projevit.

Co je to segregace?

Segregace je oddělení párů alel (různých znaků téhož genu) během meiózy, aby se mohly specificky přenést do samostatných gamet.

Proč je Mendelův zákon segregace definován jako zákon čistoty gamet?

V genetice zákon segregace ukazuje, že protože gameta nese buď recesivní, nebo dominantní alelu, ale ne obě alely současně. Proto je tento zákon známý také jako zákon čistoty gamet.

Segregační zákon je prvním Mendelovým zákonem. Uvádí, že během meiózy dochází k segregaci alel. Základní principy tohoto zákona jsou stanoveny takto:

• Pro jeden gen může existovat více než jeden typ alely.
• Při procesu meiózy, kdy vznikají gamety, dochází k segregaci alelových párů, tj. k segregaci alel. že se oddělí.
• Při určování mendelovského znaku se podílejí dvě alely – jedna je recesivní a druhá dominantní.

I když se navzájem neovlivňují, zůstávají spolu v čisté podobě. Nemíchají se ani neprolínají. Proto je segregační zákon z tohoto důvodu znám také jako zákon čistoty gamet. Při vzniku gamet obvykle dochází k segregaci dvou alel jednoho genu, protože během meiózy dochází k segregaci homologních chromozomů. Tetrády (přičemž každá tetráda se skládá ze čtyř chromatid homologního páru, které vznikají synapsí) se oddělují během anafáze I a poté se sesterské chromatidy homologních chromozomů oddělují během anafáze II.

Gameta je buňka, která se účastní oplození. Vajíčko a spermie jsou u člověka samičí, respektive samčí gamety. Lidská vajíčka obsahují pouze jeden typ pohlavního chromozomu, tj. chromozom X. Lidské spermie obsahují buď chromozom X, nebo Y. To určuje pohlaví potomka. Podle segregačního zákona získá gameta pro jakoukoli vlastnost, včetně dominantního nebo recesivního znaku, jednu ze dvou alel.

Příklad

Alely pro mendelovský znak mohou být buď dominantní, nebo recesivní a mohou být předávány z rodiče na dítě (zvíře nebo rostlinu). Například u rostlin bude barevný znak květu záviset na typu alely, kterou zdědí potomek. Každý rodič rostliny přenáší jednu z alel na své potomky. A tyto sady alel u potomků budou záviset na chromozomech dvou gamet, které se spojí při oplození. Tyto dvě sady chromozomů se náhodně segregují během tvorby gamet (přičemž součástí procesu je meióza).

Princip segregace a jeho význam

Princip segregace definoval, že jedinec má pro každou konkrétní vlastnost dvě alely a během vývoje gamet se tyto alely segregují. Jinými slovy, v každé gametě je jedna alela. Princip segregace je zásadní, protože popisuje, jak vznikají genotypové poměry v haploidních gametách.

Kde se v meióze vyskytuje zákon segregace?

Mendelův zákon segregace se vyskytuje v anafázi (I a II) meiózy. Je to fáze prvního meiotického dělení, při níž se homologní chromozomy segregují do dvou dceřiných jader s jejich různými verzemi jednotlivých genů. Během meiózy může chování homologních chromozomů přispět k rozdělení alel do odlišných gamet pro každý genetický lokus. Když se chromozomy během meiózy rozdělí na různé gamety, dvě odlišné alely pro jeden gen se často segregují tak, že každá gameta získá jednu ze dvou alel.

Proč je zákon segregace všeobecně uznáván?

Zákon segregace je všeobecně uznávaným zákonem dědičnosti, protože je to jediný zákon dědičnosti, který nemá žádné výjimky, zatímco ostatní dva zákony nějaké výjimky mají. Říká, že každý gen složený ze dvou alel, které se během vývoje gamet liší, se při oplození spojí po jedné alele od matky i otce.

Zákon nezávislé asortáže

Také se nazývá druhý zákon dědičnosti a říká, že:

”Oddělené páry s alelami se přenášejí odděleně od sebe do další generace. Výsledkem je, že dědičnost genů na jedné pozici v genomu neovlivňuje dědičnost genů na jiném místě.”

OR

”Tento zákon popisuje, že alely různých genů, které jsou distribuovány během vývoje gamet, se asortovaly nezávisle na sobě.”

Tento zákon platí pro ty znaky, které spolu nesouvisejí, například barva a tvar semen. Pokud jedinec zdědí dva nebo více znaků, tyto znaky se při tvorbě gamet asortovaly nezávisle na sobě. Díky tomu mají různé znaky stejnou pravděpodobnost společného výskytu. To znamená, že dědičnost jednoho znaku neovlivní dědičnost druhého.

Vysvětlení

Když se dvě sady mendelovských znaků spojí do hybridu, jeden pár znaků se liší od druhého páru znaků. Znamená to tedy, že alely jsou nezávislé a neovlivňují druhé alely. Například rostlina hrachu s kulatými a žlutými tvarovými semeny byla zkřížená s rostlinou se zvrásněnými zelenými tvarovými semeny.

Kdy k tomuto procesu dochází?

Přestože ke křížení dochází v profázi I, nezávislý zákon sortimentu lze pozorovat během metafáze I a anafáze I meiózy. Například v metafázi se chromozomy řadí podél metafázové destičky v náhodné orientaci.

Při meióze jsou konečným produktem gametární buňky. Gametární buňky se označují jako haploidní buňky a mají také polovinu DNA běžné diploidní buňky. Je to důležitý aspekt rozmnožování, který umožňuje, aby buňky gamet splynuly a vytvořily diploidní zygotu, která nese informaci DNA potřebnou pro vývoj potomků a počet chromozomů, který se udržuje napříč generacemi.

Princip nezávislého třídění

Principy nezávislého třídění popisují, že během vývoje gamet dochází k segregaci alelových párů, což znamená, že znaky jsou předávány potomkům nezávisle na sobě.

Důležitost zákona nezávislého třídění

Je důležitý pro různé genetické variace organismů. Například gen nebo alely kódující určitý znak se během vývoje gamet segregují nezávisle na genu nebo alelách kódujících jiný znak. Je také nezbytná pro vznik nových genetických variací, které zvyšují genetickou rozmanitost v populaci.

Zákon nezávislé asortáže a zákon segregace: Podobnosti

• Oba hrají roli v mendelovském modelu dědičnosti.
• Dědičnost alel osvětluje první i druhý Mendelův zákon.
• Oba zákony jsou užitečné pro zvyšování variability mezi různými jedinci uvnitř populací.

Zákon segregace a zákon nezávislé asortáže:

Zákon segregace a nezávislé degradace: Mendel popsal, že při vzniku gamet se od sebe liší dvě kopie každého genetického faktoru. Nehomologní chromozomální aktivita je definována zákonem segregace.

Zákon nezávislé asortáže: Zákon definuje, že při tvorbě gamet se genetické faktory jedince sestavují autonomně, pokud se dědí dva nebo více faktorů. Aktivita alel je definována tímto zákonem.

Mendelův zákon dominance

Mendelův zákon dominance říká, že:

”Při křížení rodičů, kteří jsou čistí pro různé znaky, se v další generaci projeví pouze jeden druh znaku. U alel se u dětí, které jsou křížené pro určitý znak, projeví pouze dominantní znak a u dětí, které nejsou křížené pro určitý znak, se projeví recesivní znaky.”

OR

”Uvádí se, že jeden faktor v páru znaků dominuje, zatímco druhý zůstává v dědičnosti potlačen, pokud nejsou oba faktory v páru recesivní. V další generaci rodičů, kteří jsou čistí pro kontrastní znaky, bude pouze jeden typ znaku.”

Vysvětlení

Recesivní alela, která je potlačena, zůstane “spící”. Přesto se bude přenášet do další generace stejným způsobem, jako se přenáší dominantní alela. Potlačený znak se projeví pouze u potomků, kteří mají dvě kopie této alely. Také tato potomstva se mohou při samostatném křížení věrně rozmnožovat.

Když Mendel několikrát zkřížil své rostliny hrachu, zjistil, že všechny nové rostliny hrachu (F1) byly vysoké, když zkřížil jak čisté vysoké, tak krátké rostliny. Podobně vznikly i rostliny hrachu se žlutými semeny (F1) křížením čistě žlutosemenných i zelených rostlin hrachu.

Když je alela dominantní, co to znamená?

Dominantní alela označuje alelu, která se díky své dominanci projevuje fyzicky (viditelně) na lidském těle. Svůj účinek projevuje i v případě, že u daného jedince existuje pouze jedna kopie alely. Například mezi znakem žlutého květu a znakem bílého květu je znak, který se projeví u hybridního potomka, chápán jako dominantní a alela kódující tento znak je dominantní alelou. Absence dominantní alely bude mít za následek projev recesivní alely. Potomci s dominantní alelou tedy projeví dominantní znak, např. žluté květy, zatímco potomci, kterým dominantní alela chybí, projeví recesivní znak, např. bílé květy.

Znaky u člověka

Existuje více než 200 znaků, které se na člověka přenášejí z generace na generaci. Tyto fascinující vlastnosti lidské genetiky jsou uznávány jako dědičné znaky. Mezi tyto genetické znaky patří dominantní a recesivní znaky.

Rozdíl mezi dominantními a recesivními znaky

Dominantní znak

• Dominantní znak je definován jako znak, který se u jedince projeví jako první nebo je viditelně vyjádřen.
• Příkladem je trpasličí vzrůst, vysoký krevní tlak, plešatost (u mužů), nadměrné ochlupení a šest prstů.
• Dominantní znak se označuje velkými písmeny, např. AA nebo BB.

Recesivní znak

• Znak, který je přítomen na úrovni genomu, ale je skrytý a v organismu se neprojevuje, je recesivní znak.
• Příklad: normální růst, normální krevní tlak, není plešatý, málo ochlupený a pět prstů normálních
• Recesivní znak je reprezentován malými písmeny jako aa nebo bb.

Každý fyzický, emocionální, psychologický a zdravotní znak, který člověk vykazuje, je částečně způsoben projevem genů. Geny se přenášejí z rodičů na potomky.

Proč tyto Mendelovy zákony neplatí univerzálně?

Zákon nezávislé plemenitby a zákon dominance upravující dědičnost neplatí vždy, protože existují znaky, které neodpovídají Mendelovu vzoru dědičnosti. Tyto znaky se označují jako nemendelovské. Příkladem takových znaků jsou znaky, které se podílejí na polygenní dědičnosti nebo dědičnosti více alel, kodominanci a neúplné dominanci.

Zákon nezávislého třídění není univerzálně použitelný zejména proto, že některé alely mají tendenci dědit se společně. Příkladem jsou znaky vázané na pohlaví. Vysvětlují, proč se některé znaky běžně vyskytují buď u mužů, nebo u žen.

Biologický význam Mendelových zákonů

Mendelovy zákony mají praktický význam při šlechtění různých rostlin a živočichů, protože pomocí hybridizace lze získat požadované typy rostlin a živočichů. V jediné individuální odrůdě lze spojit a udržet žádoucí vlastnosti nesené v různých kombinacích.

Křížová hybridizace vedla k vývoji několika nových odrůd rostlinné produkce a okrasných rostlin odolných vůči chorobám a s vysokými výnosy, což je možné díky Mendelovu zákonu segregace a zákonu nezávislého sortimentu.

Následující přednáška vysvětluje zákon segregace Gregora Mendela a zákon nezávislého sortimentu. Jedná se o dvě pravidla genetiky, která vysvětlují segregaci mateřských a otcovských genů během gametogeneze. Kredit: Shomu’s Biology

1. Kapitola 3 a 4 Flashcards | Quizlet. (2014). Quizlet. https://quizlet.com/35583931/chapter-3-and-4-flash-cards/#:~:text=In%20other%20words%2C%20one%20allele,the%20haploid%20gametes%20are%20produced.&text=How%20are%20Mendel’s%20principles%20different,inheritance%20discussed%20in%20Chapter%201%3F

2. Zákon nezávislé asortáže (Mendel): Definice, vysvětlení, příklad. (2019). Sciencing. https://sciencing.com/law-of-independent-assortment-mendel-definition-explanation-example-13718436.html

3. Sokrates, Co je to Mendelův zákon nezávislého třídění? (2018, 17. února). Co je to Mendelův zákon nezávislého sortimentu? | Sokrates. Socratic.org. https://socratic.org/questions/5a1dd296b72cff1817af3290#553051

4. Genetika generací. (2012). Generace genetiky. https://knowgenetics.org/mendelian-genetics/

5. Beck, K. (2019). Law of Independent Assortment (Mendel): Definice, vysvětlení, příklad. Sciencing. https://sciencing.com/law-of-independent-assortment-mendel-definition-explanation-example-13718436.html

6. O’Neil, D. (2012). “Základní principy genetiky: Mendelova genetika.” Základní principy genetiky: Mendelova genetika. http://anthro.palomar.edu/mendel/mendel_1.htm

7. Hartwell, L. H., Goldberg, M. L., Fischer, J. A., & Hood, L. (2017). Genetika: Od genů ke genomu. Columbus: McGraw-Hill Higher Education.

8. Pierce, B. A. (2017). Genetika: A conceptual approach. New York: W.H. Freeman. Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). 9. Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). Principy genetiky. New Jersey: Wiley.

9. Watson, J. D., Baker, T. A., Stephen, P. B., Alexander, G., Michael, L., & Richard, L. (2013). Molekulární biologie genu. London: Pearson

10. Bailey, Regina. “Čtyři pojmy související s Mendelovým zákonem segregace”. ThoughtCo. N.p., b.d. Web. Dostupné zde. 10. 8. 2017. “Mendelův zákon nezávislého třídění – otevřená učebnice bez hranic”. Boundless. N.p., 26. května 2016. Web. Dostupné zde. 10. 8. 2017.

11. Přehled o zákonu segregace a zákonu dominance. (2020). Získáno 13. listopadu 2020, z https://byjus.com/biology/law-of-segregation-law-of-dominance/

ZÁKLADY DĚDICTVÍ GREGORA MENDELA – KVÍZ (pdf)

ZÁKLADY DĚDICTVÍ GREGORA MENDELA – KVÍZ Vytiskněte si tento kvíz, na který budou vaši studenti odpovídat. V první části si připomenete principy dědičnosti Gregora Mendela. Druhou část tvoří test s výběrem odpovědí na otázky týkající se alel a pohlavních chromozomů. Témata: Podrobnosti: Učivo: Mendelova dědičnost Třída: 9., 10., 11., 12. ročník Typ: Genetika &Evoluce Učivo: Mendelova dědičnost Třída: 9., 10., 11., 12. roč: Typ: Kvíz