Back to chapter

12.13:

De onafhankelijkheidswet of reciprociteitswet

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Law of Independent Assortment

Languages

Share

– [Verteller] De eerste experimenten van Gregor Mendel bepaalde dat er eenheden zijn, genen die verantwoordelijk zijn voor het doorgeven van kenmerken van ouders aan nakomelingen. Elk organisme heeft twee kopieën van elk gen, genoemd allelen, één geërfd van elke ouder. Mendels volgende experiment gebruikte dihybride kruisingen van erwtenplanten die in twee kenmerken verschilden, bijvoorbeeld lengte en kleur van de bloem, om te onderzoeken of het erven van één kenmerk invloed heeft op het erven van een ander kenmerk. Als de allelen voor de twee onderzochte eigenschappen in een dihybride kruising worden geërfd als een eenheid van de oudergeneratie, dan zouden na voortplanting van de F1-generatie de F2-nakomelingen altijd beide dominante of beide recessieve fenotypes vertonen, nooit een combinatie van de twee. Toen Mendel de dihybride F1-erwtenplanten kruiste, ontdekte hij dat voor elke 16 F2-nakomelingen ongeveer negen beide dominante fenotypes hadden, drie één dominant en één recessief fenotype hadden, nog eens drie de omgekeerde combinatie van recessieve en dominante fenotypes hadden en één beide recessieve fenotypes had. De verhouding tussen dominante en recessieve fenotypes voor elke kenmerk afzonderlijk is nog steeds drie op één in de F2-generatie. Alle vier de fenotypecombinaties konden alleen voorkomen als de dominante en recessieve allelen voor lengte niet waren gekoppeld aan de dominante en recessieve allelen voor bloemkleur. Deze observaties vormden de basis voor Mendels wet van onafhankelijke sortering, die zegt dat de allelen voor verschillende genen onafhankelijk van elkaar in gameten worden gescheiden. De negen, drie, drie, één fenotypische verhouding geeft aan dat elke dihybride ouder even waarschijnlijk alle mogelijke combinaties van dominante en recessieve allelen doorgeeft, lang met paarse bloemen, lang met witte bloemen, kort met paarse bloemen, of kort met witte bloemen.

12.13:

De onafhankelijkheidswet of reciprociteitswet

Hoewel de Mendel's wet van segregatie stelt dat de twee allelen voor één gen zijn gescheiden in verschillende gameten, blijft een andere vraag bestaan over hoe verschillende genen worden geërfd. Is het gen voor hoge planten bijvoorbeeld geërfd met het gen voor erwten? Mendel stelde deze vraag door te experimenteren met een dihybride kruising; een kruis waarin beide ouders homozygoot zijn voor twee verschillende eigenschappen resulterend in een F 1 generatie die heterozygoot is voor beide eigenschappen.

Laten we het voorbeeld nemen van twee homozygote planten, een met ronde gele erwten (genotype YYRR ) en een met gerimpelde groene erwten ( yyrr ). In de F 1- generatie ontdekte Mendel dat alle planten beide dominante eigenschappen vertoonden (geel en rond; YyRr ). In de F 2- generatie hadden planten echter combinaties van eigenschappen die in een voorspelbare verhouding voorkwamen: van elke 16 planten waren er 9 geel en rond, 3 geel en gerimpeld, 3 groen en rond en 1 wasgroen en gerimpeld. Op basis van dit resultaat stelde Mendel voor dat de opname van een groen allel in een gameet geen invloed had het opnemen van het ronde of gerimpelde allel: elke combinatie was even waarschijnlijk. Mendel's onafhankelijkheidswet stelt dat genen geen invloed op elkaar hebben wat betreft het opslitsen in gameten.

Wetenschappers weten nu dat deze onafhankelijkheid optreedt omdat de chromosomen willekeurige paren vormen tijdens meiose I, langs de metafaseplaat. Hierdoor worden genen op verschillende chromosomen onafhankelijk geselecteerd. Dit betekent ook dat twee genen die zich op hetzelfde chromosoom bevinden, in strijd zijn met de onafhankelijkheidswet, vooral als ze heel dicht bij elkaar staan, omdat ze bijna altijd samen zullen worden overgeërfd. Dit fenomeen wordt beschreven als "koppeling". Gekoppelde genen volgen niet de 9: 3: 3: 1 verhouding in de F2 generatie van een dihybrid kruising.

Suggested Reading

Hunter, Neil. "Meiotic recombination: the essence of heredity." Cold Spring Harbor perspectives in biology 7, no. 12 (2015): a016618. [Source]