Un gene dominante è uno responsabile della definizione delle caratteristiche "dominanti" del fenotipo negli individui. Il termine "fenotipo" corrisponde all'insieme di tutte le caratteristiche che possono essere osservate, misurate e quantificate in un organismo vivente. La caratteristica espressa da un gene dominante sarà quella che può essere osservata più frequentemente in una data popolazione.
Ad esempio, nelle popolazioni di orsi grizzly, la pelliccia marrone scuro deriva dall'espressione di un gene dominante, mentre la pelliccia rossastra deriva dall'espressione di un gene recessivo. Pertanto, è molto più comune osservare individui con pelo marrone che di colore rossastro nelle popolazioni di orsi.
Esempio di geni dominanti: il pelo marrone scuro di un orso grizzly (Fonte: Gregory "Slobirdr" Smith tramite Wikimedia Commons)
Il termine "dominante" fu usato per la prima volta, nel contesto della classificazione dei fenotipi, dal monaco Gregor Mendel nel 1856, nella descrizione del suo lavoro con le piante di pisello. Mendel è conosciuto come il padre della genetica moderna.
Mendel ha determinato che il fenotipo viola nei fiori di pisello era dominante sul fenotipo bianco. Questo ha osservato quando ha realizzato incroci di piante di piselli a fiore viola con piante a fiore bianco.
Ciò che Mendel non riuscì a determinare era che questo fenotipo viola dominante fosse dovuto al fatto di essere derivato da un gene dominante.
Principi genetici
Mendel, nei suoi esperimenti, osservò che i fenotipi erano trasmessi da "fattori" che si trovavano a coppie in ogni individuo. Questi "fattori" sono ora noti come geni, che possono essere dominanti o recessivi.
I geni sono le unità fondamentali dell'ereditarietà. Prima dei nostri tempi, la parola "gene" era usata per riferirsi a un segmento di DNA che conteneva le informazioni necessarie per codificare una proteina. Tuttavia, oggi si sa che è molto di più.
Negli esperimenti di Mendel, una delle piante che fungeva da genitore portava due geni dominanti, mentre l'altra pianta con cui si incrociava aveva due geni recessivi; in altre parole, Mendel ha lavorato con piante omozigoti dominanti e recessive (omo = uguali).
Quando questo ricercatore ha fatto le croci dei genitori e ha ottenuto la prima generazione (F1), tutte le piante risultanti erano eterozigoti (etero = diverse), cioè ogni individuo ha ereditato un gene da ogni tipo di genitori, uno dominante e uno recessivo. .
Tuttavia, tutte le piante appartenenti alla popolazione di F1 avevano fiori viola, che oggi è noto per essere dovuto alla predominanza del viola sul bianco.
Questo fenomeno di "dominanza" fu interpretato da Gregor Mendel come che l'espressione di uno dei "fattori" determinanti del fenotipo mascherasse l'espressione dell'altro.
Metodi di studio
Attualmente, il metodo di studio dei geni dominanti consiste nell'effettuare incroci tra individui della stessa specie, poiché, seguendo le leggi dell'ereditarietà di Mendel, i geni possono presentare forme alternative che influenzano il fenotipo.
Mendel chiamava le forme alternative di un gene (per ogni carattere morfologico) " alleli ". Gli alleli possono configurare il colore dei fiori, la forma dei semi, le forme delle foglie, il colore del pelo di un orso grizzly e persino il colore degli occhi nelle persone (così come molte altre caratteristiche che non possiamo vedere ).
Nell'uomo e nella maggior parte degli animali, ogni tratto trasmesso attraverso l'eredità è controllato da due alleli, poiché sono organismi diploidi. La condizione diploide è che tutte le cellule hanno due serie di cromosomi autosomici.
I cromosomi sono strutture di proteine e acidi nucleici in cui si trova la maggior parte delle informazioni genetiche degli individui. Queste sono strutture altamente organizzate e si vedono chiaramente definite solo durante la mitosi (divisione) cellulare.
Gli individui che si riproducono in una popolazione agiscono come "veicoli" che "perpetuano" i diversi alleli (geni dominanti e recessivi) che si possono trovare sui cromosomi di quella popolazione.
Fattori che influenzano la dominanza genetica
Non tutti i tratti che dipendono dai geni dominanti seguono esattamente il modello di ereditarietà scoperto da Mendel. Molti geni presentano una dominanza incompleta, ciò significa che negli individui eterozigoti con questi geni il fenotipo derivato è intermedio.
Un esempio di questo sono i garofani. I garofani che hanno due geni per il colore bianco esprimono il colore bianco. Tuttavia, i garofani che portano i geni per il colore bianco e per il colore rosso, esprimono un colore derivato da entrambi gli alleli, cioè sono rosa.
Un esempio di dominanza incompleta (Fonte: Sciencia58 tramite Wikimedia Commons)
Un'altra variazione molto frequente è la codominanza genetica. Quando un individuo è eterozigote (in possesso di un gene recessivo e di un gene dominante) esprime i tratti derivati da entrambi i geni.
Questo è il caso dei gruppi sanguigni negli esseri umani. I geni per il gruppo sanguigno O sono recessivi, i geni per il gruppo sanguigno A e B sono codominanti. Pertanto, i geni A e B sono dominanti sul gene di tipo O.
Pertanto, una persona che eredita gli alleli di A e gli alleli di B ha un gruppo sanguigno di tipo AB.
Esempi
In genere, il prodotto fenotipico dei geni dominanti è due volte più frequente dei fenotipi dei geni recessivi, poiché, analizzando i tratti fenotipici come un singolo gene, si ottiene che:
Gene dominante + Gene dominante = Fenotipo dominante
Gene dominante + Gene recessivo = Fenotipo dominante
Gene recessivo + Gene recessivo = fenotipo recessivo
Tuttavia, i geni recessivi possono essere presenti in una popolazione con frequenze molto alte.
Il colore degli occhi è un esempio di geni dominanti e recessivi. Le persone con un fenotipo dagli occhi chiari sono il prodotto di geni recessivi, mentre le persone con un fenotipo dagli occhi scuri sono il prodotto di geni dominanti.
In Scandinavia, la maggior parte delle persone ha gli occhi chiari, quindi diciamo che i geni recessivi per gli occhi chiari sono molto più frequenti e comuni dei geni dominanti per il colore degli occhi scuri.
Gli alleli dominanti non sono migliori degli alleli recessivi, ma questi possono avere implicazioni sull'idoneità (efficacia riproduttiva) degli individui.
Riferimenti
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