Dziedziczenie jednogenowe: dominacja, kodominacja

Dziedziczenie jednogenowe dotyczy cechy warunkowanej przez jeden gen, który może występować w różnych wersjach, czyli jako allele. Organizm diploidalny ma zwykle dwa allele danego genu: po jednym od każdego z rodziców. To, jakie allele posiada, tworzy genotyp, a to, jak cecha ujawnia się na zewnątrz, to fenotyp.

W zadaniach szkolnych analizuje się najczęściej jedną cechę naraz, dlatego zapis genotypu ma postać dwóch liter, np. $AA$, $Aa$, $aa$. Jednak sam zapis liter nie wystarcza do przewidzenia wyglądu cechy. Trzeba jeszcze wiedzieć, jaka relacja zachodzi między allelami: dominacja pełna, dominacja niepełna czy kodominacja.

Osobnik mający dwa jednakowe allele to homozygota. Jeśli są to allele dominujące, zapisuje się ją jako $AA$; jeśli recesywne, jako $aa$. Osobnik z dwoma różnymi allelami to heterozygota, czyli $Aa$. W zadaniach przyjmuje się zwykle, że wielka litera oznacza allel dominujący, a mała recesywny, ale przy dominacji niepełnej i kodominacji stosuje się też inne, bardziej precyzyjne sposoby oznaczania alleli.

Bardzo ważne jest prawo czystości gamet. Oznacza ono, że podczas powstawania gamet allele danej pary rozdzielają się, więc każda gameta zawiera tylko jeden allel. Dlatego osobnik $AA$ tworzy tylko gamety z allelem $A$, osobnik $aa$ tylko z allelem $a$, a osobnik $Aa$ dwa typy gamet: $A$ i $a$.

W praktyce szkolnej z tej zasady wynika metoda rozwiązywania zadań: ustala się genotypy rodziców, zapisuje możliwe gamety, a następnie wykonuje krzyżówkę genetyczną i odczytuje prawdopodobieństwo genotypów oraz fenotypów potomstwa.

Przy dominacji pełnej jeden allel całkowicie maskuje działanie drugiego w heterozygocie. Oznacza to, że osobniki $AA$ i $Aa$ mają taki sam fenotyp dominujący, natomiast inny fenotyp ujawnia się dopiero u homozygoty recesywnej $aa$.

Klasyczny wynik krzyżówki dwóch heterozygot $Aa \times Aa$ daje genotypy w stosunku $1:2:1$, ale fenotypy w stosunku $3:1$. Dzieje się tak dlatego, że dwa różne genotypy, $AA$ i $Aa$, wyglądają tak samo. To właśnie najważniejsza cecha odróżniająca dominację pełną od pozostałych typów relacji alleli.

W zadaniach trzeba uważać, by nie mylić stosunku genotypów ze stosunkiem fenotypów. Ten pierwszy przy krzyżowaniu dwóch heterozygot wynosi zawsze $1:2:1$, natomiast stosunek fenotypów zależy od sposobu ujawniania się alleli.

Przy dominacji niepełnej żaden allel nie dominuje całkowicie nad drugim. W efekcie heterozygota ma fenotyp pośredni między obiema homozygotami. Jeśli jedna homozygota warunkuje kwiaty czerwone, a druga białe, to heterozygota może mieć kwiaty różowe.

To ważna różnica: fenotyp heterozygoty nie jest taki sam jak u żadnej z homozygot. Dlatego w krzyżówce dwóch heterozygot nie tylko genotypy, ale też fenotypy występują w stosunku $1:2:1$. Każdy z trzech genotypów odpowiada innemu wariantowi cechy.

W zadaniach maturalnych dominację niepełną rozpoznaje się najczęściej po opisie „cecha pośrednia” albo po tym, że w potomstwie pojawiają się trzy fenotypy, a nie dwa. Nie oznacza to mieszania się alleli, lecz specyficzny sposób ich ujawniania się w fenotypie.

Kodominacja polega na tym, że w heterozygocie oba allele ujawniają się jednocześnie i w pełni. Fenotyp nie jest więc pośredni, lecz zawiera cechy obu alleli naraz. To odróżnia kodominację od dominacji niepełnej, gdzie heterozygota ma wygląd pośredni.

Podobnie jak przy dominacji niepełnej, w krzyżówce dwóch heterozygot także często obserwuje się trzy fenotypy w stosunku $1:2:1$, ponieważ heterozygota ma własny, odrębny fenotyp. Trzeba jednak dobrze interpretować opis cechy: „pośredni” wskazuje na dominację niepełną, a „jednoczesne występowanie obu cech” na kodominację.

W szkolnych zadaniach ważne jest czytanie treści bardzo precyzyjnie. Jeśli podano, że u heterozygoty widoczne są oba warianty cechy, nie należy wybierać dominacji niepełnej tylko dlatego, że heterozygota różni się od obu homozygot. Kluczowe jest to, czy cecha jest pośrednia, czy podwójnie ujawniona.

Rozwiązywanie zadań z dziedziczenia jednogenowego najlepiej prowadzić etapami.

• Ustal, jaka cecha jest analizowana i jaki typ zależności między allelami opisano.
• Zapisz genotypy rodziców.
• Wyznacz możliwe gamety każdego rodzica.
• Wykonaj krzyżówkę genetyczną.
• Odczytaj genotypy potomstwa, a dopiero potem przypisz im fenotypy.
• Na końcu podaj wynik jako prawdopodobieństwo lub stosunek.

Najczęstszy błąd polega na automatycznym przyjmowaniu, że heterozygota zawsze ma fenotyp dominujący. To prawda tylko przy dominacji pełnej. W dominacji niepełnej i kodominacji heterozygota ma własny, odrębny fenotyp. Drugim częstym błędem jest mylenie stosunku $1:2:1$ dla genotypów ze stosunkiem fenotypów, który zależy od typu dominacji.

W zadaniach maturalnych warto zwracać uwagę na słowa-klucze: maskuje sugeruje dominację pełną, pośredni wskazuje na dominację niepełną, a oba jednocześnie na kodominację. Dzięki temu łatwiej poprawnie zinterpretować wynik krzyżówki.