Monohibridno ukrštanje

Monohibridno ukrštanje ili monohibridno križanje je sparivanje između jedinki koje imaju različite alele ma posmatranom genskom lokusu. Osobina koja se pritom proučava kontrolirana je sa jednog jednostavnog lokusa, npr. A/a. Za izvođenje takvog ukrštanja, odabrani roditelji treba da budu homozigotni: jedan dominantni (AA), a drugi recesivni (aa) homozigot. Prema Mendelovom zakon uniformnosti, svi potomci prve (F₁) generacije imaju istovjetne genotipove i fenotipove (genotip Aa, fenotip A). Njihov fenotip, međutim zavisi od prirode interakcije odgovornih alela. Ako je jedan (A) kompletno dominantan nad recesivnim (a), onda sve jedinke te generacije imaju dominantni fenotip, odnosno odražavaju funkciju dominantnog alela. Nekompletna dominantnost među odgovornim alelima, rezultira pojavom (uniformnih) intermedijarnih fenotipova, koji se ispoljavaju kao jedna od međuvarijanti funkcija oba alela.^[1]^[2]

Alelogen za crvenu boju cvijeta sabahčića (*Convolvulus tricolor*) nije kompletno dominantan u odnosu na (recesivni) alel za bijeli cvijet.
Potomstvo
F₁ generacije je uniformno − intermedijarno: ružičastog cvijeta (internedijarno nasljeđivanje ili nepotpuna dominantnost).
P = Parentalna (roditeljska generacija)
F₁ i F₂ = Prva i druga filijalna generacija

Primjena

Općenito, monohibridno ukrštanje se koristi za testiranje odnosa dominantnost –[recesivnost između dva alela. Ukrštanje počinje sa roditeljske (P₁ ili P) generacije. Jedan roditelj je homozigot za određeni alel, a drugi je homozigotan za drugi alel. Potomci čine prvu filijalnu (F₁) generaciju. Svaki član te generacije je heterozigtan. Križanjem dva člana F₁ generacije proizvodi drugu filijalnu (F₂) generaciju. Teorija vjerovatnoće predviđa da će tri četvrtine (75%) F₁ generacije imati dominantan alel, a istovremeno i takav fenotip. Preostala četvrtina (25%) F₁ potomaka će imati recesivni fenotip. Kada je F₂ generacija velika nekoliko stotina ili više, posmatranei rezultati su vrlo blizu predviđenih.

Ovo ukršatanje je prvobitno koristio biolog Gregor Mendel, koji je ukrštao dvije sorte graška za analizu hibridne raznolikosti i otkrio dominaciju odnosa između alela nekoliko gena.

Mendelov eksperiment

Gregor Mendel (1822.–1884.) je bio je bio je austrijski biolog-monah koji postavio osnove teorije pravila nasljeđivanja. Od 1858.- 1866., on uzgajaju baštenski grašak i samostalno analizirao potomke njihovog ukrštanja. Grašak je bio dobar izbor eksperimentalnog organizma jer: bilo je na raspolaganju mnogo varijanti koje su se jasno razlikovale po više kvalitativnih osobina kao što su:

tekstura sjemanki (okrugla - naborana)
boja sjemenki (zelena - žuta)
boja cvijeta (bijele - ljubičasta)
visina stabljike (visoka – patuljasta)

i tri druge koje su također varirale prije kao kvalitativne nego kvantitativne. Grašak je obično samooplodan jer su karpele prašnika zatvorene u laticama. Uklanjanjem prašnika iz nezreleih cvjetova, Mendel je otklanjao prašnike i tučkove oplođavao zrelim polenenom druge sorte.

Prvo ukrštanje

Svi grašci su u drugoj hibridnoj generaciji imali okrugle sjemenke. Svi grašak ovog F₁ generacije imaju Rr genotip. Svi haploid ni spermatozoidi i jaja tokom mejoze dobili su, kako se kasnije ispostavilo, po jednan hromosom 7. Svi zigoti dobili su po R alel (od okruglog sjemena roditelja) i po jedan alel r (od roditelja naboranog sjemena). Budući da je R alel dominantan nad r alelom, fenotipski su sve sjemenke bile okrugle. Odnos fenotipova, u ovom slučaju monohibridnog ukrštanja, bio je 1: 1: 1: 1.

		P gameti (Okruglo zrno)
		R	R
P gameti (Naborano zrno)	r	Rr	Rr
P gameti (Naborano zrno)	r	Rr	Rr

Drugo ukrštanje

Mendel je onda je dozvolio da mu se hibridni grašak samooprašuje. Naborano zrno, koje se nije pojavilo u svojoj generaciji ponovo se pojavilo u 25% novih usjeva graška. Slučajno spajanje jednakog broja R i r gameta u proizašloj F₂ generaciji sa 25% RR i 50% Rr sa okruglim i 25% rr sa naboranim zrnima.

		F1 gameti
		R	r
F1 gameti	R	RR	Rr
F1 gameti	r	Rr	rr

Treće ukrštanje

Mendel je zatim dozvolio nekima od svakog fenotipa u F₂ generacije da se samooprašuju. Njegovi rezultati:

Sve naborane sjemenke generaciji F₂ su u F₃ proizvodile samo naborana zrna.
Jedna trećina (193/565) okruglog F₁ sjemena u F₃ generaciji je dala je samo okrugla zrna , ali dvije trećine (372/565) od njih u F₃ je proizvela obje vrste sjemena i još jednom u omjeru 3 : 1.

Jedna trećina okruglog sjemena i sve naborane sjemenke F₂ generaciji bili su homozigotni i proizvodi li su samo seme istog fenotipa. Ali dvije trećine okruglog sjemena F₂ generacije su heterozigoti i njihov samooprašivanje proizvodi fenotipove u omjeru tipskog F₁ ujrštanja.

Fenotipski omjeri su približni.

Spajanje sperme i jaja je slučajno. Što je veličina uzorka veća, šanse za odstupnje od teorijskog omjera se minimiziraju i pokazatelji mu se približavaju Tabela pokazuje stvarnu proizvodnju sjemena od deset Mendelovih F₁ biljaka. Dok individualne biljke široko odstupio od očekivanog odnos 3: 1, grupa kao cjelina mu je je prišla sasvim blizu.

Okruglo	Naborano
45	12
27	8
24	7
19	16
32	11
26	6
88	24
22	10
28	6
25	7
Ukupno: 336	Ukupno: 107

Reference

^ Hadžiselimović R. (2005). Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 9958-9344-2-6.
^ Berberović Lj., Hadžiselimović R. (1986). Rječnik genetike. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 86-01-00723-6.

Također pogledajte

Mendelova pravila

[“Hadži-selimović“-1] Hadžiselimović R. (2005). Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 9958-9344-2-6.

[“RjeGen“-2] Berberović Lj., Hadžiselimović R. (1986). Rječnik genetike. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 86-01-00723-6.

[1]

[2]