ลักษณะทางพันธุกรรมที่เป็นส่วนขยายของพันธุศาสตร์เมนเดล

การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพันธกุ รรม

\"การถา่ ยทอดลักษณะทางพันธุกรรมเป็นไป ตามกฎของเมนเดลทุกลกั ษณะหรือไม่\"

ระบบของการแสดงลักษณะเดน่ โยฮัน เกรเกอร์ เมนเดล (Johann Gregor Mendel) พ.ศ. 2365-2427 การถ่ายทอดลกั ษณะเดน่ อยา่ งสมบูรณ์ (Complete Dominance) คือ แอลลีลเดน่ สามารถข่มแอลลีลด้อยได้อยา่ งสมบรู ณ์ เช่น ในทกุ ลักษณะที่ เมนเดลศึกษา

5.2 ลกั ษณะทางพันธุกรรมที่เปน็ ส่วนขยาย ของพนั ธุศาสตร์เมนเดล สีดอกลิ้นมงั กร ความสงู ของมนษุ ย์ หมเู่ ลือด

5.2 ลักษณะทางพนั ธกุ รรมทีเ่ ปน็ ส่วนขยาย ของพนั ธศุ าสตร์เมนเดล จากการศึกษาลักษณะทางพันธุกรรมต่าง ๆ เช่น สีดอกลิ้นมังกร ความสูงของ มนุษย์ และหมู่เลือด พบว่ามีอัตราส่วนฟีโนไทป์แตกต่างจากการทดลองของเมนเดล เรียกว่าลักษณะทางพันธุกรรมที่เป็นส่วนขยายของพันธุศาสตร์เมนเดล (Extensions of Mendelian genetics) เช่น ความเด่นไม่สมบรู ณ์ ความเด่นร่วม มลั ติเปิลแอลลีล ลักษณะทีค่ วบคมุ ด้วย ยีนหลายคู่ และการถา่ ยทอดยีนบนโครโมโซมเพศ **การอธบิ ายการถ่ายทอดลกั ษณะทางพันธกุ รรมยงั คงใชก้ ฎทงั้ 2 ขอ้ ของเมนเดลได้**

5.2 ลกั ษณะทางพันธกุ รรมที่เปน็ สว่ นขยาย ของพนั ธศุ าสตรเ์ มนเดล คารล์ คอรเ์ รนส์ (Carl Correns) นักพฤกษศาสตรช์ าวเยอรมนั เปน็ คนแรกท่ที ดลองผสมต้นบานเยน็ ดอกสีแดงกบั ดอกสีขาว พบว่า รนุ่ F1 จะมดี อกสีชมพู 5.2.1. ความเด่นแบบไมส่ มบูรณ์ (Incomplete Dominance) คือ แอลลีลเดน่ ข่มแอลลีลดอ้ ยไดแ้ ตไ่ ม่สมบรู ณ์ ทาให้ฟีโนไทป์ ใน Heterozygous ทีแ่ สดงออกมาอยู่ในระหว่างลกั ษณะของทั้งแอลลีลเด่นและแอลลีลด้อยผสมกัน

5.2.1 ความเดน่ แบบไม่สมบูรณ์ (Incomplete Dominance) ผสมต้นบานเย็นดอกสีแดงกับดอกสีขาว พบวา่ รุ่น F1 จะมดี อกสีชมพู กาหนดให้ แอลลีล สังเคราะห์โปรตีนที่เก่ยี วกบั การสรา้ งสารสีแดงในดอกบานเยน็ แอลลีล ไม่สามารถสงั เคราะห์โปรตีนทีเ่ กย่ี วกับการสรา้ งสารสีแดงในดอก บานเยน็

5.2.1. ความเดน่ แบบไม่สมบรู ณ์ (Incomplete Dominance) โฮโมไซกัสโดมแิ นนท์ เฮเทอโรไซกัส โฮโมไซกสั รีเซสสีฟ จโี นไทป์ สรา้ งสารสีแดงในปรมิ าณมาก สร้างสารสีแดงในปริมาณนอ้ ย ไม่มีการสรา้ งสารสีแดง ฟีโนไทป์

5.2.1. ความเด่นแบบไม่สมบูรณ์ (Incomplete Dominance) RR RR RW WW RW WW รุ่น P รนุ่ F1 รนุ่ F2 จีโนไทป์ รุน่ F2 : ¼RR , ½RW , ¼WW ฟโี นไทป์ ร่นุ F2 : ¼ สีแดง , ½ สีชมพู , ¼ สีขาว

ตน้ ลิ้นมงั กร

5.2.1. ความเดน่ แบบไม่สมบรู ณ์ (Incomplete Dominance) เป็นผลมาจากการท่ลี ักษณะเดน่ ไม่มีอทิ ธิพลในการข่มลกั ษณะด้อยได้ 100 % เช่น ดอกลิน้ มงั กรเปน็ ดอกไมท้ ่มี ี 3 สี คือ สีแดง สีชมพู และสีขาว  โดยสีแดงเปน็ ลักษณะเด่น RR สีขาวเปน็ ลกั ษณะด้อย rr เนือ่ งจากลกั ษณะเด่นไม่สามารถข่มลกั ษณะด้อยได้ทง้ั หมด  เมือ่ แอลลีล RR และ rr รวมกันจะไดล้ ักษณะใหม่ทีเ่ กดิ ขึ้นคือ สีชมพู Rr  อตั ราส่วนที่ได้ จงึ ไมใ่ ช่ เดน่ : ด้อย = 3 : 1  แตเ่ ป็น เดน่ -เดน่ : เดน่ -ดอ้ ย : ดอ้ ย-ดอ้ ย หรือ แดง : สีชมพู : ขาว = 1 : 2 : 1

5.2.2 ความเด่นร่วม / ขม่ ร่วมกัน(Codominance) คือ การท่ีแอลลีลแต่ละแอลลีลไม่สามารถข่มกันและกันได้ ทาให้ฟีโนไทป์ใน เฮเทอโรไซกัสเป็นของท้ังแอลลีลเด่นและแอลลีลด้อย (ไม่ได้อยู่ก่ึงกลาง) สามารถ แสดงออกได้เทา่ ๆ กัน เชน่ ระบบหมู่เลือด ABO สีของขนวัวสีน้าตาลปนแดง

5.2.2 ความเดน่ ร่วม / ข่มรว่ มกัน(Codominance)



























สีของขนววั สีน้าตาลปนแดง

5.2.3 มลั ติเพิลแอลลีล (Multiple alleles)



5.2.4 ลักษณะทีค่ วบคมุ ดว้ ยยีนหลายคู่ (Polygenicn trait) คือ ลักษณะท่ีถูกควบคุมด้วยยีนหลายคู่ท่ีมีตาแหน่งบนโครโมโซมแตกต่างกัน ซึ่งอาจอยู่บนคู่โฮโมโลกัสโครโมโซมเดียวกันหรือต่างกันก็ได้ เช่น ความสูงของ มนุษย์ สีตา ขนาดของเมล็ด R1 r1 R3 r3 R4 r4 R2 r2

5.2.4 ลกั ษณะทีค่ วบคมุ ดว้ ยยีนหลายคู่ (Polygenicn trait) เปน็ ลกั ษณะที่ยนี หลาย ๆ ยีน อยบู่ นตาแหน่งต่าง ๆ ของโครโมโซม และชว่ ยกันแสดง ลกั ษณะตา่ ง ๆ ออกมา โดยมลี ักษณะดงั นี้  ลักษณะเชงิ ปริมาณ (Quantitative Trait) ถกู ควบคมุ โดยยีนตง้ั แต่ 2-40 คู่ แต่จะอยู่บนโครโมโซมเดียวกนั หรือไม่กไ็ ด้ เช่น สีผิว ความสงู และสีตา  ลกั ษณะเชงิ บวกสะสม (Additive Effect) เช่น - ยีนทค่ี วบคมุ สีของเมลด็ ข้าวมี 3 ตาแหน่งคือ A B และ C - เมลด็ ที่มสี ีแดงเข้มเป็นลกั ษณะเด่นแท้จะมีจโี นไทป์ AABBCC - เมลด็ ที่มสี ีขาวเป็นด้อยแท้ จะเขียนจีโนไทปไ์ ด้ aabbcc - ถา้ นามาผสมกัน รนุ่ F1 ที่ได้จะมีลกั ษณะเปน็ เฮเทอโรไซกัสมีจีโนไทป์ AaBbCc - ส่วนรนุ่ F2 จะแดงเข้มมากหรือน้อยกข็ ้ึนอยกู่ บั ปรมิ าณแอลลีลท่เี ป็น ลักษณะเด่นหรือด้อยมากนอ้ ย เชน่ ถา้ มีแอลลีลเด่นมาก ๆ สีก็จะเข้มขนึ้ แต่ถา้ มแี อลลีลด้อยมากกวา่ สีก็จะจางลง

5.2.5 การถา่ ยทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ลกั ษณะพันธกุ รรมบางลักษณะควบคมุ ด้วยยีนทีอ่ ยู่บนโครโมโซมเพศ เรียกว่า ยีนที่เกี่ยวเนื่องกับเพศ (Sex-linked gene) - ยีนที่มตี าแหน่งอยู่บนโครโมโซม X เรียกว่า ยีนที่เกี่ยวเนือ่ งกับ X (X-linked gene) - ถ้ายีนอยู่บนตาแหน่งโครโมโซม Y เรียกว่า ยีนที่เกี่ยวเนือ่ งกับ Y (Y-linked gene) บางยีนกอ่ ให้เกิดโรคหรือลักษณะผิดปกติ เช่น โรคตาบอดสี ฮีโมฟิเลีย เป็นต้น

ประเภทของโรคตาบอดสี 1. Deuteranomalia หรือตาบอดสีเขียว เป็นประเภททีพ่ บได้มากทีส่ ดุ โดยคิดเปน็ 4.63% ในเพศชาย และมีหลายคนที่เป็นแตไ่ มร่ ู้ตัว ในภาพจะเหน็ ได้วา่ ผู้มีมีตาบอดสีประเภทนจี้ ะเหน็ สไี ดส้ ว่างน้อยกว่าปกติ โดยเฉพาะสีเขียว และแดง 2. Protanopia หรือตาบอดสีแดง เป็นประเภทที่พบได้นอ้ ย โดยคิดเป็น 1% ของเพศชาย ไมส่ ามารถ เหน็ เฉดสีเขียวและแดง แต่ยงั มองเหน็ โทนสีฟ้าและสีเหลืองได้ 3. Tritanopia เปน็ ประเภททีค่ ่อนข้างพบไดย้ าก พบในเพศหญิงและเพศชายเท่ากนั จะมองเหน็ สีเป็นโทนชมพเู ขยี วเท่าน้นั

5.2.5 การถ่ายทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ยีนที่เกี่ยวเนือ่ งกับ X (X-linked gene)  ยีนด้อยบนโครโมโซม X เพศชายมีโอกาสเกิดมากกว่า เพราะมโี ครโมโซม เพศ X ตวั เดียว  ทาให้เมือ่ ได้รบั ยนี ด้อยเพียงตวั เดียวก็จะแสดงอาการ  ส่วนเพศหญิงหากมีลกั ษณะเป็นพันธท์ุ างก็จะเป็นแคพ่ าหะทีไ่ ม่แสดงอาการ เช่น ตาบอดสี การแพ้ถั่วปากอา้ และโรคฮีโมฟิเลีย (เลือดแขง็ ตัวช้า)  ถา้ แม่เปน็ พาหะแตพ่ ่อปกติ ลกู ชายจะมโี อกาสแสดงการรอ้ ยละ 50  ผู้ชายทม่ี ีอาการแต่งงานกบั หญงิ ปกตแิ บบพนั ธแ์ุ ท้ ลกู ชายทุกคนจะปกติสว่ น ลกู สาวทุกคนจะเปน็ พาหะ  ถา้ พอ่ แสดงอาการและแม่เป็นพาหะ ลกู ชายและลูกสาวทกุ คนจะมีโอกาส แสดงการรอ้ ยละ 50  ยีนเด่นบนโครโมโซม X ผหู้ ญิงจะมีโอกาสเกิดมากกวา่ ไม่ว่าจะพันธ์ุแท้ หรือพันทางก็จะแสดงอาการออกมา เช่น อาการมนุษยห์ มาปา่

5.2.5 การถ่ายทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ยีนทีเ่ ก่ยี วเนื่องกับ Y (Y-linked gene)  เกิดเฉพาะผชู้ ายเทา่ นน้ั  เช่น ลกั ษณะการมีขนยาวท่ใี บหูของชายชาวอินเดีย

5.2.5 การถา่ ยทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ทอมสั ฮนั ต์ มอร์แกน Thomas hunt morgan ค.ศ. 1866-1945 ใชเ้ วลาเกือบ 20 ปีศึกษาคน้ คว้าอยู่ใน “ห้องแมลงหวี่” ได้ทดลองผสมพันธ์ุแมลงหวี่ (Drosophila melanogaster) และพบลกั ษณะทางพนั ธุกรรม ทค่ี วบคุมโดยยีนบน โครโมโซมเพศ โดยแมลงหวี่มโี ครโมโซม 4 คู่ XX XY

5.2.5 การถ่ายทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ทอมสั ฮันต์ มอร์แกน Thomas hunt morgan ค.ศ. 1866-1945 ตาสีแดง เป็นลักษณะปกติ ตาสีขาว เป็นลกั ษณะพนั ธกุ์ ลาย อาจจะเปน็ ลกั ษณะเด่น หรือด้อยก็ได้ มอรแ์ กนนาแมลงหวีเ่ พศผู้ตาสีขาวมาผสมกบั เพศเมียตาสีแดง ได้รนุ่ F1 ตาสีแดงทกุ ตวั เมือ่ ผสมพันธ์ุภายในรนุ่ F1 พบว่ารนุ่ F2 แมลงหวี่เพศเมียท้ังหมดตาสีแดง โดยพบแมลงหวี่ ตาสีขาวเฉพาะในเพศผู้เทา่ นน้ั ซึง่ ในเพศผู้นีพ้ บอัตราส่วนตาสแี ดงต่อตาสีขาว เปน็ 1 : 1

5.2.5 การถา่ ยทอดยีนบนโครโมโซมเพศ ทอมสั ฮันต์ มอร์แกน Thomas hunt morgan ค.ศ. 1866-1945 สรปุ ไดว้ ่า ลักษณะสีตาแมลงหวี่เกดิ จากการถา่ ยทอดยีน บนโครโมโซม X (X-linked gene) โดยตาสีแดง เป็นลกั ษณะเด่น ตาสีขาว เปน็ ลักษณะด้อย ส่วนโครโมโซม Y ไม่มียีนท่คี วบคุมลักษณะสีตา

5.2.6 ลักษณะทีข่ ึน้ อยู่กบั เพศ (Sex – Influent trait)  เป็นลกั ษณะของยีนทีต่ อบสนองต่อฮอรโ์ มนเพศ - จะถูกควบคมุ ผ่านยีนบนโครโมโซมรา่ งกาย เช่น ศีรษะล้านที่ ควบคุมโดยยนี B ผ่านแอลลีล B และ b  ในเพศชายลกั ษณะเหล่านจี้ ะเปน็ ลักษณะเด่น ทาให้ผู้ชายมีโอกาส ศีรษะล้านมากกว่าผู้หญงิ  ในเพศหญิงลกั ษณะเหล่านจี้ ะเป็นลกั ษณะด้อย

5.3 ยีนบนโครโมโซมเดียวกนั  ยีนทีอ่ ยบู่ นโครโมโซมเดียวกันไมแ่ ยกออกจากกนั อยา่ งอิสระเมือ่ แบง่ เซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) - เพราะโลคัสของยีนนั้นอยใู่ นตาแหน่งใกล้กนั - เรียกยนี ท่ไี ปด้วยกันแบบน้ีวา่ กลุ่มลิงกเ์ กจ (Linkage Group)

5.3 ยีนบนโครโมโซมเดียวกัน  ในระยะโพรเฟส (Prophase) ของไมโอซิส 1 มกี ระบวนการครอสซิงโอเวอร์ (Crossing over) - ทาให้ลิงกเ์ กจแยกออกจากกนั ได้ หากโลคัสชิดกันไม่มาก  จานวนลิงกเ์ กจมีเท่ากบั จานวนแฮพลอยด์โครโมโซม ของสิ่งมีชีวติ ชนิดนนั้ ๆ - มนุษยม์ ีโครโมโซมท้ังหมด 23 ชดุ จึงมีลงิ ก์เกจทง้ั หมด 23 ชุด  เมือ่ เขียนแผนภาพต้องเขียนใหย้ ีนทเ่ี ป็นลิงกเ์ กจอยู่ดว้ ยกันเสมอเวลาสรา้ งเซลล์ สืบพันธุ์ - AaBb x aabb สร้างเซลล์สืบพันธุ์ AB , ab ,และ ab

THE END