Adaugat la data: 2010-08-07
de catre: danutza
Numar pagini: 3
Tip document: .doc
Nivel: Liceu
Dimensiune: 60.0 KB
Downloads: 1
Credite: 0

Din referat: Comportarea genelor

Comportarea genelor. Echilibrul  Hardy-Weinberg.

Experimentele desfasurate de W. Johannsen cu specii pure ale Phaseolus vulgaris au permis distinctia între genotipul si efectele mediului înconjurator asupra genotipului care conduc împreuna la propagarea specifica a fenotipului unui organism.

Chiar daca variatiile cauzate de mediul înconjurator pot conduce la diferente doar fenotipice ale unei “linii pure” o selectie cu astfel de linii ar trebui sa fie neafectata

Aceste experimente au fost conditii esentiale pentru evaluarea teoretica si statistica a frecventei alelelor în interiorul populatiilor.

O preconditie importanta în atingerea rezultatelor de reproductibilitate este folosirea unor surse definite de material. Linii genetice pure nu sunt întotdeauna la îndemâna de la început.

Complet independente de încercarile despre care am vorbit pâna acum sunt studiile lui danezului W. Johannsen care a studiat variabilitatea fasolei frantuzesti (o varietate de Phaseolus vulgaris).

Numeroase linii pure care difera în anumite caracteristici cum este diferenta de marime, exista obligatoriu în aceasta varietate ce se autopolenizeaza.

Aceste diferente sunt determinate genetic si devin astfel un element al genotipului. Dar pentru un numar de motive cum ar fi, de exemplu, pozitia pastaii si diferentele rezultate din aprovizionarea cu substante asimilate si cu alte nutrimente produc fiecarei plante sa creasca în proportii diferite.

Distributia aceasta este cauzata de factori externi reprezentând un element al fenotipului care este obtinut prin combinarea unor caracteristici ereditare cu factorii de mediu.

Johannsen a ales cel mai mic si cel mai mare tip de pastaie din variatia fenotipica a unei linii pure produsa prin cultivarea mai multor generatii pentru care nu a mai observat o schimbare a greutatii medii.

O selectie în interiorul liniilor pure este fara efect (vezi tabelul). Bazat pe aceste descoperiri Johannsen a legat termenii genotip si fenotip.

Variatiile cauzate de mediu trebuiesc totusi luate în considerare când intersectam valorile. Un exemplu va ilustra aceasta. E. M. East (1910) a intersectat o specie de grâu cu spice lungi cu una cu spice scurte.

Prima generatie a fost intermediara dar nu strict uniform. Cea de-a doua generatie a aratat variatii mai mari deoarece influenta factorilor de mediu si aparitia diferitelor genotipuri s-au suprapus. În aceste cazuri este imposibil sa identifici genotipurile direct.

Rezultatele sunt cele obtinute de W Johannsen în 1903, 1926.

Relatia dintre greutatea medie a generatiei “mama” si a generatiei “fiica” la o varietate de fasole.

greutatea boabelor “mama”    greutatea boabelor “fica”

categorii de greutate   

10    20    30    40    50    60    70    80    90    media

20    -    1    15    90    63    11    -    -    -    43,8

30    -    15    85    322    310    91    2    -    -    44,5

40    5    17    175    776    956    283    24    3    -    44,2

50    -    4    57    305    521    196    51    4    -    48,9

60    -    1    23    130    230    168    46    15    2    51,9

70    -    -    5    53    175    180    64    15    2    56,0

total    5    38    170    1676    2255    928    187    33    2    47,92

Echilibrul Hardy – Weinberg

Savantii Hardy (englez) si Weinberg (german) au putut demonstra ca frecventa homozigotilor si cea a heterozigotilor într-o populatie ramâne constanta timo de generatii daca anumite conditii sunt îndeplinite. Legea omonima permite calculul teoretic al frecventei pe care o are un anumit în cadrul unei populatii indiferent de numarul de alele existente.

Legile mendeliene pornesc de la doi parinti individuali împreuna cu descendentii lor. Problemele despre ereditate asa cum au fost descrise pâna acum pot fi întelese numai sub anumite conditii.

Ratii precum 3:1 pot fi cu greu descoperite în natura deoarece fiecare specie trebuie privita ca un grup de populatii în care un anumit genotip apare în cantitati greu de determinat.

Frecventa unei alele poate fi foarte mica si combinatiile genetice la care aceasta va lua parte vor fi în consecinta foarte rare.

Cei doi savanti au demonstrat independent în 1908 respectiv 1909 faptul ca frecventa homozigotilor si cea a heterozigotilor ramâne constanta timp de generatii cu conditia ca:

•    populatia sa fie foarte numeroasa

•    indivizii sa se poata împerechea fara constrângeri (în cazul în care apartin sexelor opuse si locuiesc în acelasi loc si în acelasi timp, binenteles)

•    nu exista selectia anumitor alele

•    nu apare migrare de gene

•    nu apar mutatii.

Modelul lor matematic s-a propagat în literatura sub denumirea de echilibrul Hardy-Weinberg.

Consideratii: Se dau doua perechi de alele A si a si presupunând ca frecventa lui A este p=0,9(=90%) cea a lui a fiind q=0,1(=10%) ceea ce conduce la p+q=1.

Într-o populatie vor exista genotipurile AA, Aa si aa. Celulele germinate produse vor contine atât A cât si a. Daca ele se intersecteaza probabilistic trebuie tinut cont ca celulele care îl contin pe A au frecventa p iar cele cu a frecventa q. Corespunzator cu aceste genotipuri ele apar în urmatoarele generatii cu urmatoarele frecvente:

A = 0,9 x 0,9 = 0,81

Aa = 0,9 x 0,1 = 0,09

aA = 0,1 x 0,9 = 0,09

aa = 0,1 x 0,1 = 0,01


sau, într-o exprimare matematica: AA=p2; Aa + aA = 2pq; aa=q2 sau

p2 + 2pq + q2 = (p+q)2 = constant

Sau, exprimat în cuvinte: în conditiile mentionate mai sus, rata originala a alelelor A si a va fi mentinuta cu fiecare generatie. Poate fi orice numar de alele pe gena într-o populatie. Genomul fiecarui individ este de aceea doar o selectie aleatoare din întregul “bazin” de gene.

Legea Hardy-Weinberg permite calcularea frecventei heterozigotilor individuali. În cazul existentei a doua alele ea nu poate depasi 0,5. Daca o alela are o frecventa sporita, atunci relatiile genotipice se vor deplasa în favoarea creeri acestui tip de homozigot.

Dar deoarece preconditiile lui Hardy-Weinberg nu sunt în general îndeplinite, populatiile de plante fiind în general foarte mici si autopolenizându-se, legea nu poate fi aplicata aici.

Mendel însusi a atacat problema în studiul sau clasic din 1866 si si-a pus întrebarea de ce se opresc ratiile de împartire consecutive, în cazul în care descendentii unei noi generatii se intersecteaza între ei. El a facut urmatoarea extrapolare, presupunând ca porneste de la patru plante:

generatia    A(A)    Aa    a(a)    valorile relative A(A):Aa:a(a)

1    1    2    1    1 : 2 : 1

2    6    4    6    3 : 2 : 3

3    28    8    28    7 : 2 : 7
4    120    16    120    15 : 2 : 15


5    496    32    496    31 : 2 : 31

n        2n-1 : 2 : 2n-1

În cea de-a zecea generatie 2n-1 este 1023. Sunt corespunzator 2048 de plante care deriva din aceasta generatie, 1023 cu caracter dominant, 1023 cu caracter recesiv si doar doua hibride.