Wet van segregatie
n.
Definitie: twee leden van een paar allelen scheiden tijdens de vorming van de geslachtscellen

De erfelijkheidswetten van Mendel

De vader van de genetica, Gregor Mendel, rapporteerde in 1860 zijn bevindingen die aanvankelijk impopulair waren in zijn tijd, maar uiteindelijk aan tractie wonnen en zo algemeen aanvaard werden dat zijn bevindingen de weg vrijmaakten voor het stichten van de wetenschap van de genetica. Drie verschillende wetten van overerving werden geformuleerd op basis van zijn experimenten met de voortplanting van erwtenplanten. Zijn experimenten verklaarden de overdracht van genetische eigenschappen van de ene generatie op de volgende. Deze wetten hebben het begrip van genetische overerving aanzienlijk uitgebreid en hebben geleid tot de ontwikkeling van nieuwe experimentele methoden.

Drie verschillende overervingswetten van Mendel zijn als volgt:

• Wet van segregatie
• Wet van onafhankelijk assortiment
• Wet van dominantie

Wet van segregatie Definitie

Vraag: Wat is de wet van segregatie?

Antwoord: Het wordt ook wel de eerste wet van de erfelijkheid genoemd. De wet van segregatie stelt dat:

”De twee kopieën van elke genetische factor segregeren tijdens de ontwikkeling van geslachtscellen, om ervoor te zorgen dat het nageslacht van elke ouder één factor verkrijgt.”

OR

”Tijdens de ontwikkeling van de gameet wordt elk gen zodanig gesegregeerd dat de gameet uit slechts één allel voor dat gen bestaat.”

De kopieën van een gen worden gesegregeerd wanneer een individu gameten produceert, zodat elke gameet slechts één kopie aanneemt. Eén allel wordt door een gameet ontvangen.

Het exacte bewijs hiervan werd later ontdekt toen men het meioseproces begreep. In de meiose worden de genen van de moeder en de vader gescheiden, en zo worden de karakterallelen gescheiden in twee verschillende geslachtscellen.

Verschil tussen allel en gen:

Een gen is een essentieel onderdeel van het DNA dat een specifieke eigenschap definieert; een allel is een specifieke vorm van een gen. De expressie van eigenschappen is de belangrijkste rol van de genen. Allelen zijn belangrijk voor de variaties waarin de eigenschap tot uitdrukking kan komen.

Wat is segregatie?

Segregatie is de scheiding van allelparen (verschillende eigenschappen van hetzelfde gen) tijdens meiose, zodat ze specifiek kunnen overgaan op afzonderlijke gameten.

Waarom wordt de segregatiewet van Mendel gedefinieerd als de zuiverheidswet van de gameten?

In de genetica toont de segregatiewet aan dat een gameet ofwel een recessief ofwel een dominant allel draagt, maar niet beide allelen tegelijk. Dit is de reden waarom deze wet ook bekend staat als de wet van de zuiverheid van gameten.

De segregatiewet is de eerste wet van Mendel. Zij stelt dat tijdens de meiose allelen segregeren. De fundamentele principes van deze wet worden als volgt gesteld:

• Er kan meer dan één type allel voor een gen zijn.
• Tijdens het meioseproces, wanneer gameten worden gevormd, segregeren de allelparen, d.w.z. ze scheiden zich.
• Voor de bepaling van een Mendeliaanse eigenschap zijn twee allelen betrokken – het ene is recessief en het andere is dominant.

Zelfs zonder elkaar te beïnvloeden, blijven ze in zuivere vorm bij elkaar. Ze vermengen zich niet. Daarom wordt de scheidingswet ook wel de wet van de zuiverheid van gameten genoemd. Bij de vorming van gameten vindt de segregatie van twee allelen van een gen gewoonlijk plaats door de segregatie van homologe chromosomen tijdens de meiose. Tetrads (waarbij elke tetrad bestaat uit vier chromatiden van een homoloog paar die zich door synapsis vormen) scheiden zich tijdens anafase I, en vervolgens scheiden zusterchromatiden van homologe chromosomen zich tijdens anafase II.

Een gameet is een cel, die betrokken is bij de bevruchting. De eicel en de zaadcel zijn bij de mens respectievelijk de vrouwelijke en de mannelijke geslachtscellen. Menselijke eicellen bevatten slechts één type geslachtschromosoom, namelijk het X-chromosoom. Menselijke zaadcellen bevatten een X- of een Y-chromosoom. Dit bepaalt het geslacht van het nageslacht. Volgens de segregatiewet zal een geslachtscel voor elke eigenschap, inclusief de dominante of recessieve eigenschap, een van de twee allelen ontvangen.

Voorbeeld

De allelen voor een Mendeliaanse eigenschap kunnen dominant of recessief zijn en kunnen van ouder op kind (dier of plant) worden doorgegeven. Bij planten bijvoorbeeld zal de kleur van de bloem afhangen van het type allel dat door de nakomelingen wordt geërfd. Elke ouderplant draagt één van de allelen over op zijn nakomelingen. En deze sets van allelen in de nakomelingen zullen afhangen van de chromosomen van de twee gameten die zich bij de bevruchting verenigen. Deze twee sets chromosomen segregeren willekeurig tijdens de vorming van de gameten (waarbij meiose een onderdeel is van het proces).

Principe van Segregatie en zijn Belang

Het principe van segregatie definieerde dat het individu twee allelen heeft voor elk bepaald kenmerk, en tijdens de ontwikkeling van gameten, worden deze allelen gescheiden. Met andere woorden, er is één allel in elke gameet. Het segregatiebeginsel is van vitaal belang omdat het beschrijft hoe genotypische verhoudingen tot stand komen in de haploïde gameten.

Waar treedt de segregatiewet op in de meiose?

Mendel’s Segregatiewet treedt op in de anafase (I en II) van de meiose. Het is een fase in de eerste meiotische deling waarin de homologe chromosomen worden gescheiden in twee dochterkernen met hun verschillende versies van elk gen. Tijdens de meiose kan het gedrag van homologe chromosomen bijdragen tot de scheiding van de allelen in verschillende gameten voor elke genetische locus. Wanneer chromosomen zich tijdens de meiose in verschillende gameten verdelen, segregeren de twee verschillende allelen voor één gen vaak zodanig dat één van de twee allelen door elke gameet wordt verkregen.

Waarom is de Wet van Segregatie universeel aanvaard?

De Wet van Segregatie is een universeel aanvaarde wet van overerving omdat het de enige overervingswet is die geen uitzonderingen kent, terwijl de andere twee wetten enkele uitzonderingen kennen. Zij stelt dat elk gen dat bestaat uit twee allelen die verschillen tijdens de ontwikkeling van geslachtscellen, één allel van zowel moeder als vader, combineert tijdens de bevruchting.

Wet van Onafhankelijke Assortiment

Ook wel de tweede overervingswet genoemd, stelt zij dat:

”Afzonderlijke paren met allelen worden afzonderlijk van elkaar overgedragen op de volgende generatie. Als gevolg daarvan beïnvloedt de overerving van genen de overerving van genen ergens anders op een bepaalde plaats in het genoom niet.”

OF

”Deze wet beschrijft dat allelen van verschillende genen die tijdens de ontwikkeling van de gameten worden verdeeld, onafhankelijk van elkaar assortimenten vormen.”

Deze wet geldt voor die eigenschappen die niet aan elkaar gerelateerd zijn, zoals zaadkleur en zaadvorm. Wanneer een individu twee of meer kenmerken erft, worden deze kenmerken onafhankelijk van elkaar gesorteerd tijdens de productie van de gameet. Hierdoor krijgen de verschillende kenmerken een gelijke kans om samen voor te komen. Dit geeft aan dat de overerving van het ene kenmerk de overerving van het andere niet beïnvloedt.

Uitleg

Wanneer twee sets van Mendeliaanse kenmerken tot een hybride worden samengesmolten, verschilt het ene paar kenmerken van het andere paar kenmerken. Dit betekent dat de allelen onafhankelijk zijn en geen invloed hebben op de andere allelen. Bijvoorbeeld, een erwtenplant met ronde en gele vormzaden werd gekruist met een plant met gerimpelde groene vormzaden.

Wanneer treedt dit proces op?

Terwijl crossing over optreedt in Prophase I, kan onafhankelijk assortimentsrecht worden waargenomen tijdens metafase I en anafase I van meiose. In de metafase bijvoorbeeld liggen de chromosomen in willekeurige oriëntatie op een rij langs de metafaseplaat.

Tijdens de meiose zijn de geslachtscellen het eindproduct. Gokcellen worden haploïde cellen genoemd en hebben ook de helft van het gewone diploïde cel-DNA. Het is een vitaal aspect van de voortplanting dat de cellen van geslachtscellen in staat stelt te fuseren om een diploïde zygote te vormen, die de informatie van DNA draagt die nodig is voor de ontwikkeling van nakomelingen en een chromosomenaantal dat over de generaties heen wordt gehandhaafd.

Beginsel van onafhankelijk assortiment

Beginsel van onafhankelijk assortiment beschrijft dat tijdens de ontwikkeling van geslachtscellen allelparen worden gesegregeerd, wat betekent dat de eigenschappen onafhankelijk van elkaar aan de nakomelingen worden doorgegeven.

Belang van wet van onafhankelijk assortiment

Het is belangrijk voor verschillende genetische variaties in organismen. Zo segregeert bijvoorbeeld het gen of de allelen die voor een eigenschap coderen onafhankelijk van het gen of de allelen die voor een andere eigenschap coderen tijdens de ontwikkeling van geslachtscellen. Het is ook essentieel voor de productie van nieuwe genetische variaties die de genetische diversiteit binnen de populatie vergroten.

Wet van Onafhankelijk Assortiment en Segregatiewet: Overeenkomsten

• Beide spelen een rol in het Mendeliaanse overervingspatroon.
• De overerving van de allelen wordt belicht door zowel de eerste als de tweede wet van Mendel.
• Beide wetten zijn nuttig voor het vergroten van de variatie tussen verschillende individuen binnen de populaties.

Wet van Segregatie en Onafhankelijke Assortimentatiewet: Verschillen

Segregatiewet: Mendel beschreef dat tijdens de productie van gameten, twee kopieën van elke genetische factor van elkaar verschillen. De niet-homologe chromosomale activiteit wordt gedefinieerd door de segregatiewet.

Onafhankelijke assortimentswet: De wet wordt gedefinieerd dat tijdens de productie van geslachtscellen de genetische factoren van een individu autonoom worden geassembleerd wanneer twee of meer factoren worden overgeërfd. De activiteit van allelen wordt door deze wet bepaald.

Mendel’s Dominantiewet

Mendel’s Dominantiewet stelt dat:

”In een kruising van ouders die zuiver zijn voor verschillende eigenschappen, zal in de volgende generatie slechts één soort van de eigenschap te zien zijn. In het allel zullen kinderen die hybride zijn voor een eigenschap alleen de dominante eigenschap vertonen, en kinderen die niet hybride zijn voor een eigenschap zullen recessieve eigenschappen vertonen.”

OF

”Er wordt gesteld dat één factor in een paar eigenschappen domineert terwijl de andere onderdrukt blijft in de overerving, tenzij de twee factoren in het paar recessief zijn. In de volgende generatie van ouders die zuiver zijn voor contrasterende eigenschappen, zal er slechts één type eigenschap zijn.”

Uitleg

Het recessieve allel dat wordt onderdrukt, zal “slapend” blijven. Niettemin zal het op dezelfde wijze als het dominante allel op de volgende generatie worden overgedragen. De onderdrukte eigenschap zal alleen tot uiting komen bij de nakomelingen die twee exemplaren van het allel hebben. Ook kunnen deze nakomelingen zich waar voortplanten wanneer ze onderling worden gekruist.

Toen Mendel zijn erwtenplanten verschillende keren kruiste, ontdekte hij dat alle nieuwe erwtenplanten (F1) lang waren wanneer hij zowel zuivere lange als korte planten kruiste. Evenzo werden erwtenplanten met gele zaden (F1) geproduceerd door kruising van zowel zuivere erwtenplanten met gele zaden als met groene zaden.

Wanneer een allel dominant is, wat betekent dat dan?

Het dominante allel verwijst naar het allel, dat door zijn dominantie de fysieke expressie (zichtbaar) op het menselijk lichaam laat zien. Zij tonen hun effect zelfs als er slechts één allel exemplaar voor het individu is. Bijvoorbeeld, tussen de gele-bloem-eigenschap en de witte-bloem-eigenschap wordt de eigenschap die zich in een hybride nageslacht zal manifesteren als dominant beschouwd en het allel dat voor die eigenschap codeert is het dominante allel. De afwezigheid van het dominante allel zal resulteren in de expressie van het recessieve allel. De nakomelingen met het dominante allel zullen dus de dominante eigenschap vertonen, b.v. gele bloemen, terwijl die zonder het dominante allel de recessieve eigenschap zullen vertonen, b.v. witte bloem.

Eigenschappen bij de mens

Er zijn meer dan 200 eigenschappen die van generatie op generatie op de mens worden overgedragen. Deze fascinerende kenmerken van de menselijke genetica worden herkend als erfelijke eigenschappen. Tot deze erfelijke eigenschappen behoren dominante en recessieve eigenschappen.

Verschil tussen dominante en recessieve eigenschappen

Dominante eigenschap

• De dominante eigenschap wordt gedefinieerd als de eigenschap die het eerst tot uiting komt of zichtbaar tot uiting komt in het individu.
• Voorbeelden zijn dwerggroei, hoge bloeddruk, kaalheid (bij de man), overbeharing, en zes vingers.
• Een dominante eigenschap wordt weergegeven met hoofdletters, bijvoorbeeld AA of BB.

Recessieve eigenschap

• De eigenschap die aanwezig is op het niveau van het genoom, maar verborgen is en niet tot expressie komt in het organisme, is een recessieve eigenschap.
• Voorbeelden zijn normale groei, normale bloeddruk, niet kaal, weinig lichaamsbeharing en vijf vingers normaal
• Een recessieve eigenschap wordt weergegeven in kleine letters zoals aa of bb.

Elke fysieke, emotionele, psychologische en gezondheidseigenschap die een mens vertoont, is voor een deel te danken aan de expressie van genen. Genen worden doorgegeven van de ouders op de nakomelingen.

Waarom zijn deze Mendeliaanse wetten niet universeel toepasbaar?

De wet van onafhankelijk assortiment en de wet van dominantie die de overerving regelen, zijn niet altijd toepasbaar omdat er eigenschappen zijn die niet voldoen aan het overervingspatroon van Mendel. Deze eigenschappen worden niet-Mendeliaans genoemd. Voorbeelden van dergelijke eigenschappen zijn polygene overerving of meervoudige allelen, codominantie en onvolledige dominantie.

De wet van onafhankelijke selectie is niet universeel toepasbaar, met name omdat sommige allelen de neiging hebben samen te worden overgeërfd. Voorbeelden hiervan zijn geslachtsgebonden eigenschappen. Zij verklaren waarom sommige eigenschappen vaak voorkomen bij zowel mannen als vrouwen.

Biologisch belang van de wetten van Mendel

De wetten van Mendel hebben praktische waarde bij het kweken van verschillende planten en dieren omdat door hybridisatie gewenste soorten planten en dieren kunnen worden geproduceerd. In één enkel individueel ras kunnen de gewenste eigenschappen die in verschillende combinaties worden gedragen, worden gekoppeld en behouden.

Kruishybridisatie heeft geleid tot de ontwikkeling van verschillende nieuwe ziektebestendige en hoogproductieve variëteiten van gewassen en decoratieve planten, wat mogelijk is dankzij de segregatiewet en de onafhankelijke assortimentswet van Mendel.

In deze onderstaande lezing worden de segregatiewet van Gregor Mendel en de wet van onafhankelijke assortimentswet uitgelegd. Dit zijn twee regels van de genetica die de segregatie van maternale en paternale genen tijdens gametogenese verklaren. Credit: Shomu’s Biology

1. Hoofdstuk 3 en 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. Wet van Onafhankelijk Assortiment (Mendel): Definitie, Uitleg, Voorbeeld. (2019). Sciencing. https://sciencing.com/law-of-independent-assortment-mendel-definition-explanation-example-13718436.html

3. Socratisch, Wat is de wet van onafhankelijk assortiment van Mendel? (2018, 17 februari). Wat is de wet van Mendel van onafhankelijk assortiment? | Socratisch. Socratic.org. https://socratic.org/questions/5a1dd296b72cff1817af3290#553051

4. Genetica Generatie. (2012). Genetica Generatie. https://knowgenetics.org/mendelian-genetics/

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

6. O’Neil, D. (2012). “Basisprincipes van Genetica: Mendel’s Genetics.” Grondbeginselen van de Genetica: Mendel’s Genetics. http://anthro.palomar.edu/mendel/mendel_1.htm

7. Hartwell, L. H., Goldberg, M. L., Fischer, J. A., & Hood, L. (2017). Genetica: Van genen tot het genoom. Columbus: McGraw-Hill Higher Education.

8. Pierce, B. A. (2017). Genetica: Een conceptuele benadering. New York: W.H. Freeman. Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). Beginselen van de genetica. New Jersey: Wiley.

9. Watson, J. D., Baker, T. A., Stephen, P. B., Alexander, G., Michael, L., & Richard, L. (2013). Moleculaire biologie van het gen. Londen: Pearson

10. Bailey, Regina. “De 4 concepten met betrekking tot Mendel’s Wet van Segregatie.” ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Hier beschikbaar. 10 aug. 2017. “Mendels Wet van Onafhankelijk Assortiment – Grenzeloos Open Leerboek.” Grenzeloos. N.p., 26 mei 2016. Web. Hier beschikbaar. 10 aug. 2017.

11. Een Overzicht over de Wet van Segregatie en de Wet van Dominantie. (2020). Op 13 november 2020 ontleend, from https://byjus.com/biology/law-of-segregation-law-of-dominance/

GREGOR MENDEL’S PRINCIPLES OF HEREDITY – QUIZ (pdf)

MENDEL’S PRINCIPLES OF HEREDITY – QUIZ Print deze quiz voor uw leerlingen om te beantwoorden. Het eerste deel is een herhaling van Gregor Mendel’s principes van erfelijkheid. Het tweede deel is een meerkeuzetoets over allelen en geslachtschromosomen. Onderwerpen: Genetica & Evolutie Lesstof: Mendeliaanse Erfelijkheid Rangen: 9e, 10e, 11e, 12e Type: Quiz