การถ่ายทอดทางพันธุกรรม บทที่ 2 การถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ยีน, โครโมโซม และยีโนไทป์ ยีน (gene) หน่วยพื้นฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ชื้นส่วนของ deoxyribonucleic acid หรือ DNA โมเลกุลที่สลับซับซ้อนเรียงตัวเพื่อเป็นรหัสทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต

โครโมโซม (Chromosome) สายยาวของ DNA รวมตัวกันอยู่ภายในนิวเคลียสในเซลของสิ่งมีชีวิต โครโมโซมจะอยู่เป็นคู่ โครโมโซมหนึ่งจะถ่ายทอดมาจากพ่อ และอีกโครโมโซมหนึ่งจะถ่ายทอดมาจากแม่ จำนวนคู่ของโครโมโซมจะขึ้นอยู่กับชนิดของสัตว์

ชนิด จำนวนโครโมโซม (แท่ง) โค 60 ม้า 64 แพะ 60 สุกร 38 แกะ 54 ไก่ 78 ไก่งวง 80

โลกัส (locus) ตำแหน่งของยีน ที่แต่ละโลกัส จะเป็นตำแหน่งของคู่ของยีน คู่ของยีนในแต่ละโลกัสจะแทนตัวสัญญลักษณ์ เช่นที่ J โลกัส จะมียีน J และ j J locus B locus

J , j เรียกว่า อัลลีล (Allele) (รูปแบบต่าง ๆ ของยีน) รูปแบบของยีน เช่น Jj เราเรียกว่า ยีโนไทป์ (genotype) รูปแบบของยีนที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง เรียกว่า a one-locus genotype ที่ a one-locus genotype จะสามารถเรียกว่าเป็น โฮโมไซกัส ( homozygous) เมื่อยีนที่ตำแหน่งนั้นมีหน้าที่เหมือนกัน เช่น JJ, BB, bb, jj ที่ a one-locus genotype จะสามารถเรียกว่าเป็น เฮทเทอโรไซกัส ( heterozygous) เมื่อยีนทั้ง 2 นี้มีองค์ประกอบทางเคมี และหน้าที่ที่แตกต่าง กัน เช่น Jj, Bb

กฎของเมนเดล (Mendel’s laws) กฎการแยกของคู่ของยีน (law of segregation) ในการสร้าง เซลสืบพันธุ์ (germ cell หรือ gamete) ที่ตำแหน่งหนึ่งของยีนจะมี 2 ยีน ในเซลพ่อแม่ จะถูก แยกออก โดยจะมีเพียงยีนเดียวเท่านั้นไปอยู่ใน เซลสืบพันธุ์ กฎการรวมกันของโดยอิสระ (law of independent assortment) ยีนจะจัดเข้าชุดโดยอิสระระหว่างขบวนการ meiosis ถ้าการเกิดโอกาสในการเกิดเซลสืบพันธุ์รูปแบบต่างมีเท่ากัน Parent cell (2n) Germ cell or Gamete (n)

Parent genotype: AABB AABb AaBb Possible gametes: AB AB Ab AB Ab aB ab Linkage ตำแหน่ง หรือ locus 2 หรือ มากกว่า อยู่บนโครโมโซมแท่งเดียวกัน J locus B locus J j B b JB jb

Crossing over การเกิดการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน J locus B locus J j B b J locus B locus j J B b jB Jb

Parent cell (2n) Gamete (n) Zygote Embryo Female Male

Punnett square ตาราง 2 ทาง ใช้ในการคำนวณหารูปแบบยีนของไซโกตหรือของลูกที่จะเป็นไปได้หลังจากการผสมพันธุ์ Rr x Rr Male/Female R r R RR Rr r Rr rr 1RR:2Rr:1rr

1JJBB:2JJBb:2JjBB:1JJbb:4JjBb: JjBb x JjBb F/M JB Jb jB jb JB JJBB JJBb JjBB JjBb Jb JJBb JJbb JjBb Jjbb jB JjBB JjBb jjBB jjBb jb JjBb Jjbb jjBb jjbb 1JJBB:2JJBb:2JjBB:1JJbb:4JjBb: 1 jjBB:2Jjbb:2 jjBb:1jjbb

Dominance: ปฏิกิริยาร่วมระหว่างยีนที่ตำแหน่งเดียวกัน เช่น heterozygotes อัลลีลหนึ่งจะมีอิทธิพลต่ออีกอัลลีลหนึ่ง (complete dominance, partial dominance, no dominance, and over dominance) J’J’ (10 กก.) JJ (20 กก.) JJ’ (15 กก.) JJ’ (20 กก.) Epistasis: ปฏิกิริยาร่วมระหว่างยีนต่างตำแหน่ง เช่นการแสดงออกของยีนที่ตำแหน่งหนึ่งขึ้นอยู่กับอัลลีลในอีกตำแหน่งหนึ่ง Sex-Related Inheritance: การแสดงออกของยีนขึ้นอยู่กับเพศ (sex-linked, sex-limited, and sex influenced inheritance)

Quantitative Genetics (พันธุศาสตร์ปริมาณ) Qualitative traits (ลักษณะคุณภาพ): การแสดงออกของลักษณะปรากฏถูกควบคุมด้วยยีนน้อยคู่ และสภาพแวดล้อมไม่มีอิทธิพลต่อการแสดงออกลักษณะปรากฏ (P=G) Quantitative traits (ลักษณะปริมาณ): การแสดงออกของลักษณะปรากฏถูกควบคุมด้วยยีนหลายคู่ และสภาพแวดล้อมมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของลักษณะปรากฎ

Phenotypic value (P-mean) Environmental effect (E) Genotypic value (G) Environmental effect (E) 500 A) P=600 B) P=450 C) P=450

Genotypic vale (ค่ายีโนไทป์ หรือค่าความสามารถทางพันธุกรรมรวม): อิทธิพลของยีนในตัวสัตว์แต่ละตัวที่ส่งผลต่อการแสดงออกในลักษณะนั้น ๆ ค่าความสามารถทางพันธุกรรมรวมเกิดจากอิทธิพลทางพันธุกรรม 3 แบบ คือ อิทธิพลทางพันธุกรรมแบบบวกสะสม (Additive genetic effects, Breeding value, A, BV) อิทธิพลทางพันธุกรรมเนื่องจากปฏิกิริยาร่วมระหว่างยีนในตำแหน่งเดียวกัน (Dominance genetic effects, D) อิทธิพลทางพันธุกรรมเนื่องจากปฏิกิริยาร่วมระหว่างยีนต่างตำแหน่ง (Epistatic effects, I)

BVAA = 10+10 =20 BVAa = 10+ (-10)=0 BVaa =(-10)+ (-10)=-20 Genotype Breeding Value Genotypic Value AA 20 g 20 g Aa 0 g 20 g aa -20 g -20 g

อัตราพันธุกรรมแบบกว้างHeritability in broad sense, h2

อัตราพันธุกรรมแบบแคบ Heritability in narrow sense, h2

อัตราพันธุกรรม (heritability: h2) สัดส่วนของความแปรปรวนเนื่องจากพันธุกรรม ( genetic variance) ต่อความแปรปรวนของลักษณะปรากฏ (phenotypic variance) หรือ สัดส่วนของความแปรปรวนเนื่องจากพันธุกรรมแบบบวกสะสม (additive genetic variance) ต่อความแปรปรวนของลักษณะปรากฏ phenotypic variance หรือ เป็นค่าที่บอกถึงความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรม และลักษณะปรากฏ อัตราพันธุกรรม เป็นค่าเฉพาะของแต่ละประชาการ ในแต่ละลักษณะ มีค่า ตั้งแต่ 0-1

สหสัมพันธ์ทางพันธุกรรม (Genetic Correlation, rG) เกิดจากการที่ยีนตำแหน่งหนึ่งมีผลในการควบคุมลักษณะมากกว่าหนึ่งลักษณะ (pleiotropy) และจากการที่ยีนหรือกลุ่มของยีนที่ควบคุมลักษณะทั้งสองมีตำแหน่งอยู่บนโครโมโซมเดียวกัน (linkage) สนับสนุนซึ่งกันและกัน (synergistic effect) แบบตรงกันข้าม (antagonistic effect)