مواضيع المحاضرة:
background image

 

 

111

 

 

 

Mendel's Laws

 

* The simple genetic characters are those which presences or absence depends on the                 
    genotype 
at a single locus.                                                                                                                      
* Expression of any human character is required a large number of genes and environmental      

       

, one from each 

trait

ual has two alleles for each 

Mendel stated that each individ

factors. 

    
    parent.                                                                                                                                                            
The two alleles may or may not contain the same genetic information.                                          

                         

for the trait.

homozygous 

 

If the two alleles are identical, the individual is called

 

  

-

heterozygous

 

o alleles have different information, the individual is called

If the tw

  

 

-

 

* In heterozygous individuals the only allele that is expressed is the dominant. The recessive      
   allele is present but its expression is hidden.                                                                                        

                          

that dominance and recessiveness are properties of characters not genes.

Note 


* Most human dominant syndromes are known only in heterozygous.
 

 

The central principles of Mendel's work are two laws:

 

1. Law of Segregation (The "First Law")                                                                                                           
It states that sexually reproducing organisms posses genes that occur in pairs (diploid)

 

      

of only one of 

(allele) 

 

a randomly selected copy

for any particular trait each parent passes 


    these to its offspring (segregates).                                                                                                          

       

the copies of a 

 ,

gametes

More precisely the law states that when any individual produces 

  

-

  

one 

separate so that each gamete receives only one copy (allele). A gamete will receive 

 

ene

g

   

                                                      

                                                                                                     

 

allele

   

-  The principle of segregation state is that genes are not blended in the offspring, in contrast      
    genes remain intact and distinct. (e.g. the color of a person's eyes).                                                
-  An allele can be transmitted to an offspring in the next generation. So it would be impossible  
    to trace genetic inheritance from one generation to the next.

 

2. Law of Independent Assortment (The "Second Law")

 

* Genes at different loci are transmitted independently of one another during gamete                  
   formation from parents to offspring.                                                                                                       
* The principle of independent assortment is that the allele transmitted at one locus to the         
    offspring has no effect on the selection of other allele at the other locus.                                    
* Mendel concluded that different traits are inherited independently of each other, so that         
   there is no relation, for example, between a cat's color and tail length. This is actually true        

to each other.

 

not linked

only for genes that are 

   

 


background image

 

 

112

 

 * In independent assortment the chromosomes that result are randomly sorted from all              
    possible combinations of maternal and paternal chromosomes, and the gametes end up with 

defined "set" from either parent

-

instead of a pre

random mix 

    

 

homozygote parents

 

hh

and 

 

HH

Punnet square illustrating a cross between 

 

* Mendel’s experiment also showed that the effects of one allele may mask those of another. He   
   performed crosses (mating) between plants homozygous for the red tall gene (two identical           
   copies of an allele label H), and plants homozygous for the short gene (having two copies of an      
   allele h). This cross can only reproduce heterozygous (Hh) offspring. This reflect the fact that H      
   allele is dominant
, while h alelle is recessive.                                                                                              
* For example, 
unattached (free) earlobes (picture on the left) are dominant over attached               
   earlobes (picture  on the right), so a suitable key would be EE or Ee  for unattached earlobes and   
   ee for attached earlobe

 

 

  

 

 

 

between dominant 

Mendel's experiments with mixing one trait always resulted in a 3:1 ratio 
and recessive phenotypes in the second generation.

 

This figure  show the  Dominant and recessive phenotypes.

 

 

(1) Parental generation.                                                                                    
(2) F

1

 generation.                                                                                                

(3) F

2

 generation. 

 

* Dominant (red) and  recessive (white) phenotype look alike in the     
   F

1

 (first) generation and show a 3:1 ratio in the F

2

 (second)                   

  generation. (ww) homozygous recessive

     

 

* Any of the possible combinations of gametes formed from maternal and paternal                       
   chromosomes will occur with equal frequency. For human gametes, with 23 pairs of                  
   chromosomes
, the number of possibilities is 2

23

 or 8,388,608 possible combinations.

 

* The gametes will normally end up with 23 chromosomes, but the origin of any particular one   
    will be randomly selected from paternal or maternal chromosomes. This contributes to the     
    genetic variability of progeny.

 

                      Parent

 

              

 

    

 

 

Parent

 

 

h

 

 

h

 

 

 

Hh

 

 

Hh

 

 

H

 

 

Hh

 

 

Hh

 

 

H

 

 


background image

 

 

113

 

                                                  

Dominance and recessiveness are properties of character, not genes:
A character is dominant if it is manifest in the heterozygote and recessive if not. Thus sickle cell 
anemia is recessive
 because only HbS homozygous manifest it. Heterozygous for the same gene 
show sickling trait, which is therefore a dominant character. Most human dominant syndromes are 
known only in heterozygotes. Sometimes homozygotes are born from mating two heterozygous 
affected people, and much more severely affected.

 

There are five basic mendelian pedigree patterns:

 

* Mendilian characters may be determined by loci on an autosome or on the X or Y sex                 
   chromosomes.                                                                                                                                              
* Autosomal character in both sexes and X- linked character in females can be dominant or         
   recessive.                                                                                                                                                       
Nobody has two genetically different Y chromosome (in the rare XYY males, the two Y               
   chromosomes are duplicated). 

 

Thus there are five mendelian pedigree patterns.

 

1. Autosomal Dominant inheritance:

 

* An affected offspring usually has at least one affected parent.                                                                
Affects either sex                                                                                                                                               
Transmitted by either sex                                                                                                                                

       

has 50% chance of being affected (this assumes the

A child of an affected X unaffected mating 


   affected parent is heterozygous). So half of the children will be heterozygotes and will express       
   the disease, while half will be normal homozygotes. 

 

the presence of an extra digit next to the fifth digit. 

 

Postaxial polydactyly,

 

Example:

 

There is no skipping of generations: if an individual has polydactyly, one parent must also             
have it.                                                                                                                                                                    
*
 This leads to a vertical transmission pattern, in which the disease phenotype is usually seen        
in one generation after another.                                                                                                                       
If neither parent has the trait, none of the children will have it.                                                             

             

Each birth is an 

Recurrence Risk: 

 

Roughly equal numbers of affected males and females.

 

*
independent event, thus even the parent have already had a child with disease, their                    
recurrence risk remain and the probability that their next child will have the disease is still ½       
(50%).

 

The Punnett square illustrates that the affected parent 
can pass either a disease gene or a normal gene to his or 
her children, each event has the probability of 0.5%.

 

 

Unaffected parent 

 

 

 

Affected 
parent

 

 

a

 

 

a

 

 

 

Aa

 

 

Aa

 

 

A

 

 

aa

 

 

aa

 

 

a

 

 


background image

 

 

114

 

2. Autosomal recessive inheritance:

 

* Affected people are usually born to unaffected parents (heterozygous).                                         
* Parents of affected people are usually asymptomatic carriers.                                                          
* There is an increased incidence of parental consanguinity (Latin, with blood) refers to the         
   mating of related individuals.                                                                                                                     
* Affect either sex                                                                                                                                           

               

that results from mutation in the gene that encodes tryrosinase, a 

 

Albinism

 

Example:


   tyrosine- metabolizing enzyme. The resulting tyrosinase deficiency creates a block in the           
   metabolic pathway that normally leads to the synthesis of melanin pigment. The affected         
   individual has very little pigment in the skin, hair and eyes.                                                              
* Because melanin is also required for the normal development of the optic fibers, albinos may  
   also display nystagmus (rapid uncontrolled eye movement) and reduced visual acuity.                

 

horizontaly transmitted 

Unlike autosomal dominant disease, autosomal recessive disease are 

 

*
   usually observed multiple siblings but not in earlier generation.                                                      

 

affected child, each subsequent child has a 25% chance 

After the birth of an 

Recurrence Risk


   of being affected

 

The Punnett square demonstrate one fourth (1/4)of the 
offspring of two heterozygotes will be normal 
homozygotes, half  (1/2)will be phenotypically normal 
heterozygous carriers, and one fourth  (1/4)will be 
homozygotes affected with the disease

 

linked recessive inheritance:

 

-

3. X

 

* Affect mainly males                                                                                                                                     
* Affected males are usually born to unaffected parents, the mother is normally an                        
   asymptomatic carrier and may have affected male relatives                                                               
* Females may be affected if the father is affected and the mother is a carrier, or occasionally     
   as a result of non- random X- inactivation                                                                                             
* There is no male- to- male transmission in the pedigree (but mating of an affected male and   
    carrier female can give the appearance of male transmission)
 

 

linked dominant inheritance:

 

-

4. X

 

* Affects either sex, but more females than males                                                                                 
Females are often more mildly and more variably affected than males                                          
* The child of an affected female, regardless of its sex, has 50% chance of being affected          
* For an affected male, all his daughters but none of his sons are affected

 

                

                                                                                                                       

linked inheritance:

 

-

5. Y
*
 Affect only males                                                                                                                                                
*
 Affected males always have an affected father (unless there is a new mutation)                               
All sons of affected man are affected

 

 

         Carrier Parent

 

 

 

 

Carrier 
Parent

 

 

a

 

 

A

 

 

 

Aa

 

 

AA

 

 

A

 

 

aa

 

 

Aa

 

 

a

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 152 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل