Ustalenie genotypugenotypgenotypu osobników wykazujących cechy recesywne nie jest skomplikowane, ponieważ wiadomo, że są one homozygotamihomozygotahomozygotami recesywnymi (aa).  Trudno natomiast jednoznacznie określić genotypy osobników przejawiających cechy dominujące, gdy wykazują one dominację zupełnądominacja zupełnadominację zupełną. Nie wiadomo, czy osobnik o dominującej cesze fenotypu jest homozygotą dominującą (AA) czy heterozygotąheterozygotaheterozygotą (Aa).

Ustalenie genotypugenotypgenotypu osobników wykazujących cechy recesywne nie jest skomplikowane, ponieważ wiadomo, że są one homozygotamihomozygotahomozygotami recesywnymi (małe a małe a).  Trudno natomiast jednoznacznie określić genotypy osobników przejawiających cechy dominujące, gdy wykazują one dominację zupełnądominacja zupełnadominację zupełną. Nie wiadomo, czy osobnik o dominującej cesze fenotypu jest homozygotą dominującą (duże A duże A) czy heterozygotąheterozygotaheterozygotą (duże A małe a).

Do ustalenia genotypu osobnika wykazującego cechę dominującą można wykorzystać krzyżówkę testowąkrzyżówka testowakrzyżówkę testową, czyli należy skrzyżować go z osobnikiem będącym homozygotą recesywną. Jeśli wśród potomstwa pojawią się homozygoty recesywne, oznaczać to będzie, że badany osobnik musi być heterozygotą pod względem danej cechy. Jeśli byłby on natomiast homozygotą dominującą, całe potomstwo będzie wykazywać dominującą cechę fenotypową.

bg‑cyan

Krzyżówka testowa jednogenowa

RCB2cAe32AuTj
Świnka morska (Cavia porcellus) o czarnym zabarwieniu futra, a więc mająca w genotypie przynajmniej jeden allel dominujący B.
Źródło: Pezibear, Pixabay, domena publiczna.

Ubarwienie świnek morskich jest determinowane przez gen, którego allelallelallel dominujący B warunkuje czarne zabarwienie futra, natomiast allel recesywny b – brązowe. Wszystkie osobniki o przynajmniej jednym allelu dominującym B są czarne – jest to przykład dominacji zupełnej. Czarna świnka może więc być homozygotą dominującą lub heterozygotą. Żeby określić jej genotyp, należy skrzyżować świnkę o czarnym futrze ze świnką o brązowym futrze (będącą homozygotą recesywną).

Ubarwienie świnek morskich jest determinowane przez gen, którego allelallelallel dominujący duże B warunkuje czarne zabarwienie futra, natomiast allel recesywny małe b – brązowe. Wszystkie osobniki o przynajmniej jednym allelu dominującym duże B są czarne – jest to przykład dominacji zupełnej. Czarna świnka może więc być homozygotą dominującą lub heterozygotą. Żeby określić jej genotyp, należy skrzyżować świnkę o czarnym futrze ze świnką o brązowym futrze (będącą homozygotą recesywną).

R1MCDcSHmYme5
Świnka morska (Cavia porcellus) o brązowym zabarwieniu futra, co świadczy o braku allelu B w jej genotypie.
Źródło: Pezibear, Pixabay, domena publiczna.

Jeżeli po skrzyżowaniu osobnika czarnego z brązowym urodziły się cztery młode: dwa brązowe i dwa czarne, oznacza to, że dwie świnki mają genotyp bb, a dwie Bb. Żadna z nich nie ma genotypu BB, ponieważ jedno z ich rodziców to homozygota recesywna bb. Skoro potomstwo ma genotypy Bb i bb, to badany osobnik jest heterozygotą Bb – połowa jego gamet niosła allel dominujący B, a druga – recesywny b.

Jeżeli po skrzyżowaniu osobnika czarnego z brązowym urodziły się cztery młode: dwa brązowe i dwa czarne, oznacza to, że dwie świnki mają genotyp małe b małe b, a dwie duże B małe b. Żadna z nich nie ma genotypu duże B duże B, ponieważ jedno z ich rodziców to homozygota recesywna małe b małe b. Skoro potomstwo ma genotypy duże B małe b i małe b małe b, to badany osobnik jest heterozygotą duże B małe b – połowa jego gamet niosła allel dominujący duże B, a druga – recesywny małe b.

R1BOwFmTzRkXK
Jednogenowa krzyżówka heterozygoty z homozygotą recesywną. Połowa osobników potomnych (50%) ma genotyp Bb i czarną barwę sierści, a druga połowa (50%) – genotyp bb i brązową sierść.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jeżeli natomiast po skrzyżowaniu osobnika czarnego z brązowym urodziłyby się cztery świnki morskie i wszystkie byłyby czarne, oznaczałoby to, że wszystkie mają w swoim genotypie allel dominujący B. Jedno z rodziców przekazało im wyłącznie gamety z allelem recesywnym b, a badany osobnik – gamety z allelem dominującym B. Genotypy każdego potomka to zatem Bb, a badanego rodzica, który jest homozygotą dominującą – BB.

Jeżeli natomiast po skrzyżowaniu osobnika czarnego z brązowym urodziłyby się cztery świnki morskie i wszystkie byłyby czarne, oznaczałoby to, że wszystkie mają w swoim genotypie allel dominujący duże B. Jedno z rodziców przekazało im wyłącznie gamety z allelem recesywnym małe b, a badany osobnik – gamety z allelem dominującym duże B. Genotypy każdego potomka to zatem duże B małe b, a badanego rodzica, który jest homozygotą dominującą – duże B duże B.

REIeAA1bwIVfS
Jednogenowa krzyżówka homozygoty dominującej z homozygotą recesywną. Wszystkie osobniki potomne (100%) powstałe z tej krzyżówki mają genotyp Bb i czarny kolor sierści.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

Ciąża u świnki morskiej trwa ok. 68 dni – oczekiwanie na wynik krzyżówki jest więc stosunkowo krótkie. Ponadto w jednym miocie rodzi się kilka młodych, co pozwala porównać ich fenotypy.

Omówiona powyżej krzyżówka testowa jest krzyżówką jednogenową. Oznacza to, że za jej pomocą można sprawdzić genotyp badanego osobnika pod względem tylko jednej pary genów. W podobny sposób określa się genotypy osobników innych gatunków wykazujących cechy dominujące, takie jak barwa nasion grochu (żółta lub zielona), a u ludzi sposób krzyżowania rąk na piersiach (z prawą lub lewą ręką na wierzchu) oraz układania kciuków podczas splatania dłoni (układanie lewego kciuka na prawym lub odwrotnie), kolor włosów (rude lub inne) czy też obecność lub brak piegów.

Cecha

Dominująca

Recesywna

Barwa nasion grochu

Zielona

Żółta

Sposób splatania dłoni przez ludzi

Układanie lewego kciuka na prawym podczas splatania dłoni

Układanie prawego kciuka na lewym podczas splatania dłoni

Obecność piegów

Obecne

Nieobecne

Kolor włosów

Włosy ciemne

Włosy rude, włosy jasne

Struktura włosów

Włosy kręcone

Włosy proste

bg‑cyan

Krzyżówka testowa dwugenowa

Oprócz krzyżówek jednogenowych wykonuje się także krzyżówki dwugenowe. Pozwalają one sprawdzić genotyp jednego z osobników rodzicielskich pod względem dwóch par genów. Aby wykonać taką krzyżówkę, należy skrzyżować osobnika o dominującym fenotypie z homozygotą recesywną. Na przykład nasiona grochu mogą być żółte lub zielone oraz gładkie lub pomarszczone. Za żółty kolor odpowiada allel dominujący A, z kolei za gładką powierzchnię nasion – allel dominujący B. Jeżeli w pokoleniu FIndeks dolny 1 pojawią się wyłącznie osobniki o nasionach żółtych i gładkich, będzie to oznaczać, że badany osobnik był podwójną homozygotą dominującą i wytworzył wyłącznie gamety o genotypie AB.

Oprócz krzyżówek jednogenowych wykonuje się także krzyżówki dwugenowe. Pozwalają one sprawdzić genotyp jednego z osobników rodzicielskich pod względem dwóch par genów. Aby wykonać taką krzyżówkę, należy skrzyżować osobnika o dominującym fenotypie z homozygotą recesywną. Na przykład nasiona grochu mogą być żółte lub zielone oraz gładkie lub pomarszczone. Za żółty kolor odpowiada allel dominujący duże A, z kolei za gładką powierzchnię nasion – allel dominujący duże B. Jeżeli w pokoleniu FIndeks dolny 1  Indeks dolny koniecpojawią się wyłącznie osobniki o nasionach żółtych i gładkich, będzie to oznaczać, że badany osobnik był podwójną homozygotą dominującą i wytworzył wyłącznie gamety o genotypie duże A duże B.

R4T2UAfY0xA5D
Dwugenowa krzyżówka homozygoty dominującej i homozygoty recesywnej. W jej wyniku powstają tylko osobniki o genotypie AaBb.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jeśli z kolei w pokoleniu FIndeks dolny 1 pojawią się osobniki o nasionach żółtych i gładkich, żółtych i pomarszczonych, zielonych i gładkich oraz zielonych i pomarszczonych w stosunku 1 : 1 : 1 : 1, będzie to oznaczać, że testowany osobnik jest podwójną heterozygotą o genotypie AaBb.

Jeśli z kolei w pokoleniu FIndeks dolny 1  Indeks dolny koniecpojawią się osobniki o nasionach żółtych i gładkich, żółtych i pomarszczonych, zielonych i gładkich oraz zielonych i pomarszczonych w stosunku 1 : 1 : 1 : 1, będzie to oznaczać, że testowany osobnik jest podwójną heterozygotą o genotypie duże A małe a duże B małe b.

Krzyżówka testowa dwugenowa pozwala także sprawdzić, czy określone dwa geny są ze sobą sprzężone, czy leżą na różnych chromosomach. Aby się o tym przekonać, należy skrzyżować podwójną heterozygotę z podwójną homozygotą recesywną. W pokoleniu FIndeks dolny 1 mogą wystąpić dwa przypadki.

Jeśli pojawią się wszystkie możliwe genotypy w stosunku 1 : 1 : 1 : 1, będzie to oznaczać, że geny te znajdują się na różnych chromosomach, zatem nie są ze sobą sprzężone.

R1K9xvsAAJWWk
Dwugenowa krzyżówka heterozygoty z homozygotą recesywną. W jej wyniku powstają cztery klasy osobników o różnych genotypach, w stosunku 1 : 1 : 1 : 1.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jeśli zaś w pokoleniu F1 pojawią się osobniki potomne o dwóch z czterech możliwych genotypów w stosunku 1 : 1, będzie to dowodem na sprzężenie dwóch badanych genów. Genotypy zależą od ułożenia genów w poszczególnych locilocus, loci (l.m.)loci.

Istnieje także możliwość, że dwa genotypy będą znacząco przeważać, ale pojawi się również niewielki procent osobników o odmiennych genotypach. Taki stosunek genotypowy wynika z zajścia procesu rekombinacji pomiędzy genami leżącymi w obrębie jednego chromosomu i jest podstawą do określenia stopnia sprzężenia genów oraz ułożenia ich loci.

Więcej na ten temat w e‑materiale Obliczanie prawdopodobieństwa dziedziczenia cech sprzężonychP1HjtyopZObliczanie prawdopodobieństwa dziedziczenia cech sprzężonych.

Słownik

allel
allel

jedna z dwóch (lub większej liczby) wykluczających się wzajemnie form genu zajmująca określoną pozycję (locus) w chromosomie

dominacja zupełna
dominacja zupełna

zjawisko polegające na tym, że tylko jeden z alleli (allel dominujący) ujawnia się w fenotypie homozygot dominujących i heterozygot

genotyp
genotyp

ogół genów danego organizmu warunkujących jego właściwości dziedziczne

heterozygota
heterozygota

diploidalny organizm mający dwa odmienne allele genu w danym locus chromosomów homologicznych (przykładowy genotyp: Aa), a więc powstały w wyniku połączenia gamet, z których każda zawierała inny allel

locus chromosomów homologicznych (przykładowy genotyp: duże A małe a), a więc powstały w wyniku połączenia gamet, z których każda zawierała inny alleldiploidalny organizm mający dwa odmienne allele genu w danym

homozygota
homozygota

diploidalny organizm zawierający dwa identyczne allele danego genu (przykładowy genotyp: AA, aa), a więc powstały w wyniku połączenia gamet, z których każda zawierała taki sam allel

diploidalny organizm zawierający dwa identyczne allele danego genu (przykładowy genotyp: duże A duże A, małe a małe a), a więc powstały w wyniku połączenia gamet, z których każda zawierała taki sam allel

krzyżówka testowa
krzyżówka testowa

krzyżówka genetyczna osobnika o fenotypie dominującym i nieznanym genotypie z homozygotą recesywną; pozwala ustalić, czy testowany osobnik jest homozygotą dominującą czy heterozygotą

locus, loci (l.m.)
locus, loci (l.m.)

pozycja zajmowana w chromosomie przez alternatywne formy danego genu; loci genów allelicznych zlokalizowanych na chromosomach homologicznych również są homologiczne