Test cross során heterozigótát keresztezünk homozigóta recesszív partnerrel:
Keresztezési partnerek: AB/ab♀ x ab/ab♂
Ivarsejtek: a nő ivarú:25% AB, 25% Ab, 25% aB, 25% ab, a hím ivarú: ab
A test cross nemzedék genotípusai Punnett táblában:
ab
AB AB/ab
Ab Ab/ab
aB aB/ab
ab ab/ab
A négyféle genotípus és fenotípus létrejöttének valószínűségét egyértelműen a heterozigóta keresztezési partner által létrehozott ivarsejtek aránya szabja meg. Esetünkben a fenotípus hasadási arány:
¼ [AB],¼ [Ab],¼ [aB],¼ [ab], azaz
1 : 1 : 1 : 1 .
Általánosságban elmondhatjuk, hogy ha egy utódnemzedék vizsgálata során 1 : 1-es hasadási arányt észlelünk, érdemes teszt cross típusú keresztezésre gondolni.
Természetesen a fenti megállapítás csak akkor igaz, ha az őket kialakító gének szabadon kombinálódnak.
Egy kromoszómán lokalizálódó = kapcsolt gének viselkedésének vizsgálata test cross keresztezéssel:
Tegyük fel, hogy ’A’ és ’B’ gének ugyanazon a kromoszómán vannak. Nézzük meg, hogy milyen ivarsejteket és milyen arányban képezhet ebben az esetben egy AB/ab genotípusú heterozigóta!
Mivel a két gén kapcsolt, az azonos kromoszómán található gének meiózis során nagy valószínűséggel együtt kerülnek az ivarsejtekbe is. Tehát ’AB’ és ’ab’ ivarsejtek várhatóak. A test cross keresztezések tanúsága szerint többnyire kapunk [Ab] és [aB] fenotípusú utódokat is, ami arra utal, hogy a két gén kapcsoltsága bizonyos gyakorisággal feloldódott. A jelenség magyarázatát a meiózis első profázisában a homológ kromoszómák között bekövetkező génkicserélődés, azaz a genetikai rekombináció adja. A kromoszóma két pontja között annál nagyobb valószínűséggel játszódik le rekombináció, minél távolabb van a két pont egymástól. A rekombinánsok számarányával tehát jellemezhetjük a kromoszómán helyet foglaló gének egymástól való távolságát. Számos, a kromoszómán lévő gének felhasználásával megtervezett keresztezés eredménye alapján elkészíthető az azonos kromoszómán lévő gének helyét ábrázoló géntérkép.
Mint már említettük, két gén alléljei a kromoszómán lehetnek ’cisz’ (AB/ab) és ’transz’ (Ab/aB) helyzetben.
Cisz heterozigóta homológ kromoszómái: Transz heterozigóta homológ kromoszómái:
A B A b
a b a B
A test cross nemzedék elemzése alapján az is eldönthető, hogy a vizsgált heterozigóta genotípusa ebben a tekintetben milyen volt. Cisz helyzet esetén [AB] és [ab]-ből kapunk nagyobb arányban (rekombináció nélkül keletkezett, un. parentális típusok), és [Ab] valamint [aB]-ből kevesebbet (rekombináns típusok), transz helyzet esetén pedig éppen fordítva.
A gaméta tisztaság elve
A diploid élőlény gamétája haploid. Következik ebből, hogy egy gaméta egy adott génnek csak egy allélját hordozza. Ha heterozigóta az egyed mondjuk a génre, tehát genotípusa pl. a1/a2, akkor gamétái vagy az a1, vagy az a2 allélt hordozzák, sohasem a kettőt együtt. A heterozigóta egyed gamétái 50-50% eséllyel vagy a1-t, vagy az a2-t hordozza.
A Fenotípus fogalma
A fenotípus definíciója: mind az, amit megfigyelünk, mérünk, leírunk, tapasztalunk, „annotálunk” a jelenség variációiról, azaz egy tulajdonság variációiról.
A fenotípus fogalmában tehát integráljuk biológiai ismereteinket egy adott biológiai jelenség változatairól (pl. egy enzim aktivitásának változatairól, egy test morfológiájának, méretének, „kinézetének”, viselkedésének/magatartásának, szerkezetének, szaporodási sikerességének, stb. megkülönböztethető változatairól).
Fenotípus és fenokópia
Két egyed kinézetre lehet azonos, noha lehet az egyik homozigóta vad genotípusú, míg a másik homozigóta recesszív. Az egyik kopírozta a másikat. Tegyük fel, hogy a homozigóta recesszív egyed fenotípusa öröklődik. A homozigóta vadtípusú egyed hasonló fenotípusát tehát valamely más külső körülmény/beavatkozás okozta, hasonló, de nem öröklődik.
A letális allél
Letális: halálos, az élettel összeegyeztethetetlen. A létfontosságú gén működésre képtelen allélja. Értelem szerűen recesszív! Homozigóta recesszív állapotban halálos, heterozigótában túlél és fennmarad (vö. komplementáció jelenségével).
Főleg rokontenyésztésnél jelentkezik, leggyakrabban már a korai fejlődési szakaszban elpusztul. Ez az egyik oka a tojásban történő elhalásnak.
Kodomináns/intermedier allélpárok hasadása
Ha a gének valamelyike, vagy mindkettő esetében az allélek kodomináns, ill intermedier viszonyban vannak a fenotípusos hasadás is módosuli fog.
Legyen pl. a gén két allélja a1 és a2 kodomináns/intermedier viszonyban, b gén b+ és b-
alléljei domináns/recesszív viszonyban.
Az F2 fenotípusos hasadása:
6 (a1a 2, B) : 3 (a1, B) : 3 (a2, B) : 2 (a1a 2, b) : 1 (a 1, b) : 1 (a 2, b)
A fenotípsok hasadásában tetten érhetjük „függetlenséget”: B/b domináns recesszív viszonyának megfelelően 12 B : 4 b (3:1); a1/a2 viszonyában pedig a kodominanciának megfelelően 4 a 1: 8 a1a 2 : 4 a 2 (1:2:1).
Legyenek mindkét gén allélje kodomináns/intermedier viszonyban, a gén alléljei a1 és a2,
b géné b1 és b2.
Az F2 fenotípusos hasadása:
4 (a1a 2, b1 b 2): 2 (a1, b 1 b 2): 2 (a 2, b1b 2): 2 (a 1 a 2, b 1): 2 (a 1 a 1, b 2): 1 (a 1b 1): 1 (a 1 b 2): 1 (a 2 b 1): 1 (a 2 b 2)
Mindkét allélpárra egymástól függetlenül 4:8:4 (1:2:1) fenotípus hasadást kaptunk.
Recesszív episztázis, 9:3:4 hasadás
A recesszív episztázis azt jelenti, hogy az episztatikus gén homozigóta recesszív fázisban nem engedi, hogy a hiposztatikus gén bármely allélja kifejlessze fenotípusát. Legyen szó a hiposztatikus gén akár vadtípusú, akár mutáns allél-járól. Ennek következménye lesz, hogy az egyik monodomináns kategória (amely ugyanakkor homozigóta recesszív az episztatikus génre) azonos fenotípusú lesz a birecesszív osztállyal, azaz ez a két osztály fenotípusosan összeolvad. Ez az inter-se F2 generációban a populáció 3/16 + 1/16 = 4/16 részét jelenti, a teszt cross–ban pedig ¼ + ¼ = ½ részt. A gének működési kölcsönhatását (amelynek tükre a fenotípus) jelzi egy fenotípus osztály eltűnése is.
Milyen genetikai útvonalakat sejthetünk a recesszív episztázis mögött:
(1) szubsztrát konverziós útvonalak: az upstream elhelyezkedő homozigóta recesszív állapotban a reakciósor nem jut el a downstream gén által vezérelt reakcióhoz, s ez által a downstream elem vadtípusú allélja éppúgy „béna”, mint a receszív allél.
Tehát az episztatikus gén áll upstream az útvonalon, a hiposztatikus downstream.
Legyen a - / a - episztatikus b + /b + , b + / b - , b - / b- fölött
a-/a- , b+/* fenotípusa ab *, bármely allél lehet: +, vagy -
a-/a- , b-/ b- fenotípusa ab
a+/*, b+/* fenotípusa AB
A+/*, b-/b- fenotípusa Ab
a--------à b-------àfenotípus
up down
stream
Domináns (aktivátor) episztázis, 12:3:1 hasadás