Monohybride kruisingen

Leerdoelen

•Je kunt een monohybride kruising opstellen.

•Je kunt kansen berekenen met monohybride kruisingen.

•Je kunt stambomen interpreteren.

Wat zijn monohybride kruisingen?

Een monohybride kruising bestudeert de overerving van één enkele eigenschap, ofwel één genenpaar. Dit proces werd wereldwijd bekend door de onderzoeken van Gregor Mendel, de grondlegger van de genetica, die zijn experimenten uitvoerde met het kruisen van erwtenplanten. Monohybride kruisingen worden daarom ook wel Mendeliaanse overerving genoemd.

Basisterminologie

•P (Parentes): De oorspronkelijke ouders.

•F₁: De eerste generatie nakomelingen.

•F₂: De tweede generatie nakomelingen, verkregen door het kruisen van F1-individuen.

•Autosomaal: Een eigenschap die op een autosomaal chromosoom ligt, niet op de geslachtschromosomen.

•X-chromosomaal: erfelijke eigenschap op het X-chromosoom.

Het kruisingsschema

Bij het opstellen van een kruisingsschema moet je de genotypes van de ouders weergeven en hun geslachtscellen identificeren. Elke ouder levert geslachtcellen die de helft van de genetische informatie bevatten. Bij een basiskruising, waarbij beide ouders homozygoot zijn voor verschillende allelen, zal het genotype van de nakomelingen heterozygoot zijn.

Voorbeeld van een basiskruising

Stel, we hebben twee ouders:

•Ouder 1: BB (zwart)

•Ouder 2: bb (bruin)

Bij het kruisen zullen alle kinderen het genotype Bb hebben, wat betekent dat ze allemaal zwart zijn. Dit komt omdat de grote B, die voor zwart staat, dominant is over kleine b.

F₂-generatie en verhoudingen

Wanneer je de F1-generatie onderling laat kruisen (F₁ x F₁), krijg je de F2-generatie. De geslachtscellen van de F1-generatie bevatten ofwel het allel B, ofwel het allel b. Hierdoor ontstaan verschillende genotypes in de F2-generatie:

•BB: 25%

•Bb: 50%

•bb: 25%

Dit betekent dat 75% van de nakomelingen zwart is (het fenotype van de dominante eigenschap).

Testkruisingen

Een testkruising gebruik je om te bepalen of een individu (met in ieder geval één dominant allel) homozygoot of heterozygoot is. Dit doe je door het individu te kruisen met een homozygoot recessief individu. Als je bij alle nakomelingen het dominante fenotype ziet, is het individu homozygoot. Als je een mengeling met het recessieve fenotype ziet, dan is het individu heterozygoot.

Voorbeeld van een testkruising

Een paarse bloem (dominante kleur) wordt gekruist met een rode bloem.

•Als de paarse bloem homozygoot is (AA), zullen alle nakomelingen paars zijn.

•Als de paarse bloem heterozygoot is (Aa), zullen de nakomelingen in een verhouding van 50% paars en 50% rood zijn.

Stambomen in genetica

Stambomen worden gebruikt om erfelijke eigenschappen en genotypen van families in kaart te brengen. In een stamboom zijn rondjes vrouwen en vierkantjes mannen.

Wet van Mendel

Als twee ouders met hetzelfde fenotype een nakomeling krijgen met een afwijkend fenotype (bijvoorbeeld twee zwartharige ouders krijgen een blonde zoon), dan zijn beide ouders heterozygoot voor die eigenschap. Bovendien is het allel voor de afwijkende eigenschap recessief.

Je kunt nu ook andere genotypen in de stamboom invullen. Alle blondharige individuen (recessief fenotype) moeten het genotype zz hebben. Bij de zwartharige individuen moet je voorzichtig zijn: zij hebben minstens één dominant Z-allel, maar kunnen ZZ of Zz zijn, tenzij de wet van Mendel anders aantoont (zoals bij ouders 1 en 2).

In dit voorbeeld krijgen twee personen met een haarlijn in een punt (rood) een kind met een rechte haarlijn (blauw). De wet van Mendel vertelt ons dan direct dat:

•Haarlijn in een punt is dominant.

•Rechte haarlijn is recessief.

•De ouders met de haarlijn in een punt die een kind met een rechte haarlijn krijgen, zijn beide heterozygoot. Alle personen met een rechte haarlijn zijn homozygoot recessief (bijv. rr).

Kansberekening

Bij kansberekeningen moet je rekening houden met gegeven informatie en wat er precies wordt gevraagd.

Gezond of ziek?

Stel dat je weet dat een dochter niet ziek is (waarbij ziek het recessieve genotype is). Als de ouders beide heterozygoot zijn, wat is dan de kans dat de dochter ook heterozygoot is?

Gezond: A (dominant) | Ziek: a (recessief)

•Ouders: Aa x Aa.

Dit betekent dat de kans op:

•AA (gezond): 25%

•Aa (gezond): 50%

•aa (ziek): 25%

Aangezien de dochter niet ziek is, kijk je alleen naar de genotypes met gezonde fenotypes. Dit betekent dat er 66,7% kans is dat de dochter heterozygoot is (twee van de drie gezonde genotypes zijn heterozygoot).

PTC proeven

Door familiefenotypen in stambomen te bestuderen, kan ook worden vastgesteld of de eigenschap om de smaak van PTC te proeven dominant of recessief overerft.

In dit voorbeeld krijgen twee mensen die PTC wel proeven een kind dat PTC niet proeft. Het allel voor het niet proeven van PTC is dan recessief.

Oorlellen

Met stambomen kan ook achterhaald worden of het allel voor een vast oorlel dominant of recessief is over het allel voor een los oorlel.

Twee ouders met een los oorlel krijgen een kind met een vast oorlel. Je weet nu dat het allel voor het vaste oorlel recessief is.