helpdesk

zondag, februari 05, 2006

Onvruchtbare genen

Vraag:
Kan een dier onvruchtbaar zijn als gevolg van een heterozygoot aanwezig gen?

Reactie (niveau = eind VWO):
We hebben onze genetische eigenschappen vastliggen in onze genen. Deze liggen op de chromosomen in ons DNA. Van elk chromosoom hebben we een paar (behalve het geslachts chromosoom: vrouw heeft X-chromosomen, man heeft een X en een Y-chromosoom). Kenmerken van een gen heten allelen.

Heterozygoot betekent dat er van een gen (of een locus: locatie op het chromosoom) op elk van de 2 chromosomen een verschillend allel aanwezig is. Bijvoorbeeld: het gen voor oogkleur kan op het ene chromosoom een allel hebben voor blauwe ogen en op het andere chromosoom een allel voor bruine ogen. Per gen kunnen sommige allelen dominant zijn over andere allelen. Het dominantie allel bepaald hoe het gen tot uiting komt. Bijvoorbeeld:
Als een plant voor het gen voor bloemkleur 2 verschillende allelen heeft en dus heterozygoot is, waarbij het allel voor blauwe bloemen dominant is over het allel voor rode bloemen, dan heeft deze plant enkel blauwe bloemen. Heeft de plant echter 2 dezelfde allelen en is deze dus homozygoot, dan heeft de plant die kleur bloemen die gelijk is aan het allel. Rode bloemen komen dan dus enkel voor als in de plant het niet dominante (= recessieve) allel homozygoot aanwezig is.

Bepaalde combinaties van allelen blijken neveneffecten te hebben op de ontwikkeling van andere organen of functies, dan die waarvoor het gen zelf codeert. Zo kan het zijn dat de eigenschap rode vachtkleur bijvoorbeeld tot gevolg heeft het individu niet vruchtbaar is.

Onvruchtbaarheid als gevolg van genen kan echter enkel voorkomen als het allel van het bewuste gen recessief is en komt daardoor dus enkel tot uiting wanneer een dier homozygoot is voor dat allel. Een dier kan dus nooit onvruchtbaar zijn ten gevolge van een heterozygoot aanwezig gen.

Waarom is dat zo? Waarom kan het allel enkel recessief zijn?
Aanname = Rode vacht veroorzaakt onvruchtbaarheid.
In genetica geven we dominante allelen een hoofdletter en resessieve allelen een kleine letter.
Stel het gen voor vachtkleur wordt aangeduid met de letter "vee". En stel dat het dominant allel (V) een rode vacht betekent en dus onvruchtbaarheid geeft. Het resessieve allel (v) betekent bijvoorbeeld een bruine vacht.
Gevolgen van deze aanname:
  • VV en Vv hebben beide een rode vacht en zijn zijn beide onvruchtbaar.
    Wanneer tenminste één van de ouders VV of Vv is, kunnen zij dus samen nooit nakomelingen maken.
  • vv heeft een bruine vacht en is wel vruchtbaar.
    Alleen ouders met allebei vv kunnen dus nakomelingen maken. Maar die nakomelingen zijn dus ook altijd in alle gevallen vv. Er kunnen geen nakomelingen onstaan met Vv of VV.
Dus er kunnen in dit geval nooit nakomelingen zijn met het dominante onvruchtbare allel. En dus is de aanname dat er een dominante allel is wat tevens onvruchtbaarheid veroorzaakt onmogelijk.

Indien we aannemen dat het bewuste allel voor rode vacht en onvruchtbaarheid recessief is, dan blijkt dit wel tot een mogelijke werkelijke situatie te leiden.
De volgende allel combinaties zijn dan mogelijk:
  • VV: geeft een bruine vacht en is vruchtbaar (= homozygoot)
  • Vv: geeft een bruine vacht en is vruchtbaar (= heterozygoot)
  • vv: geeft als enige een rode vacht en is dus als enige onvruchtbaar (= homozygoot)
Met deze combinaties kun je de volgende 6 kruisingen maken:
  • Ouders die allebei VV zijn, kunnen alleen nakomelingen krijgen die ook VV zijn.
  • Ouders die allebei Vv zijn, kunnen nakomelingen krijgen met VV (25%), Vv (50%) en vv (25%).
  • Ouders die allebei vv zijn, kunnen samen nooit nakomelingen maken want vv is onvruchtbaar.
  • Een ouder met VV en een ouder met Vv kunnen samen nakomelingen krijgen met VV (50%) en Vv (50%)
  • Een ouder met VV en een ouder met vv, kunnen samen nooit nakomelingen maken want vv is onvruchtbaar.
  • Een ouder met Vv en een ouder met vv, kunnen samen nooit nakomelingen maken want vv is onvruchtbaar.
Er kunnen dus nakomelingen worden gemaakt door bruine dieren die het allel voor rode vacht bij zich dragen of die zelfs een rode vacht hebben. In deze situatie blijft het allel voor rode vacht dus in de genenpool aanwezig, hoewel het wel zeldzaam wordt. Het is een werkelijk mogelijke situatie.

Geen opmerkingen: