Heteroza
Heteroza ili hibridna snaga podrazumijeva poboljšanje ili povećanje funkcija biološkog kvaliteta ili kvantiteta u hibridnom potomstvu. Pridjev koji je izveden iz riječi heteroza jeste heterotičan ili heterotski. Ukrštanja korištenjem ove pojeve najčešće se poduzimaju za dobijanje hibrida koji su napredniji ili kvalitetniji od robusnijeg ili kvalitetnijeg roditelja.
Potomci ispoljavaju heterozu ako je poboljšanje osobina rezultat miješanja doprinosom genetički udaljenih roditelja. Ovi efekti mogu biti zbog mendelovskog ili nemendelovskog nasljeđivanja.
Definicije
urediTermin heteroza kao zamjenu za stariji termin heterozigoza predložio je George Harrison Shull s ciljem da se izbjegne ograničavajući termin za efekte koji se mogu objasniti heterozigotnošću u Mendelovskom nasljeđivanju, uz obrazloženje:[1]
Fiziološka snaga jednog organizma se ogleda u brzini njegovog rasta, svojom visinom i općom robusnosti, u pozitivnoj korelaciji je sa stupnjem različitosti u gameta čijom unijom je formiran organizam... Što su brojnije razlike između ujedinjenih gameta - barem u određenim granicama - to je u cjelini veći iznos stimulacije... te razlike ne moraju biti mendelovski u svoom nasljeđivanju... da bi izbjegli implikaciju da su sve genotipske razlike koje stimulišu ćelijske diobe, rast i druge fiziološke aktivnosti organizma, koje se mendelovski nasljeđuju i da postigne kratkoća izražavanja predlažem... da bude usvojena riječ 'heteroza'.
O heterozi se često raspravlja kao o suprotnosti depresije ukrštanja u srodstvu (inbreeding), iako se razlika u ova dva koncepta može očitovati u evolucijskim razmatranjima, kao što je uloga genetičke varijacije ili efekata u malim populacijama genetičkog drifta po ovim konceptima. Inbridinške depresije se javlja kad roditelji imaju djecu sa osobinama koje negativno utiču na fitnes, uglavnom zbog recesivne homozigotnosti. U takvim slučajevima autkrosing (ukrštanje genetički udaljenih jedinki) treba rezultirati heterozom. Međutim, sva takva ukrštanja ne rezultiraju heterozom. Naprimjer, kad hibrid nasljeđuje osobine od roditelja koji nisu u potpunosti kompatibilni, fitnes može biti i smanjen. To je oblik autbridinške depresije, odnosno negativne hereroze, kada potomci robusnog i manje bujnog roditelja mogu biti manje bujni od ovog drugog.
Dominantnost ili naddominantnost
urediDominacija u odnosu naddominaciju je naučna kontroverza u oblasti genetike koja je trajala više od jednog stoljeća.[2] Ove alternativne hipoteze su započete 1908.
Genetička osnova heteroze
urediKad je populacija mala ili je izložena ukrštanju u srodstvu, postepeno gubi genetičku raznolikost. Posljedica te pojave jeste smanjenje adaptivne vrijednosti (fitnesa). Inbred sojevi imaju tendenciju da budu homozigotni za recesivne alele koji su blago štetni (ili proizvode osobine koje su nepoželjne sa stanovišta oplemenjivača).
Selektivni uzgoj biljaka i životinja, uključujući i hibridizaciju, počelo davno prije što je bilo razumijevanja osnovnih naučnih principa. Početkom 20. stoljeća, nakon reotkrića Mendel ovih zakona bilo je shvaćeno i prihvaćeno, a genetičare obavezalo da objasne superiorne snage mnogih biljanih hibrida. Razvijene su dvije pomenute konkurentske hipoteze, koje se međusobno ne isključuju.[3]
*Hipoteza dominacije. Scenarij A.
Manje gena je nedovoljno izraženo u homozigotnih individua.
Ekspresija gena u potomstvu jednaka je izrazu najsposobnijih roditelja.
*Hipoteza naddominacije. Scenarij B.
Superekspresija određenih gena u heterozigot]nom potomstvu.
(Veličina kruga prikazuje stepen ispoljavanja gena A)
Reference
uredi- ^ George Harrison Shull (1948). "What Is "Heterosis"?". Genetics. 33 (5): 439–446. PMC 1209417. PMID 17247290.
- ^ Birchler J. A., Auger D. L., Riddle, N. C. (2003): In search of the molecular basis of heterosis. The Plant Cell, 15: 2236–2239.
- ^ Crow J. F. (1948): Alternative hypotheses of hybrid vigor Genetics, 33 (5): 477–487.