Çaprazlama Nasıl Yapılır? Monohibrit ve Dihibrit Kalıtım

Çaprazlamada sembolleri kurmadan önce hangi bilgiler belirlenir?

Bir çaprazlama sorusunu çözmeye başlarken dört bilgi aranır: incelenen karakter, allellerin anlamı, ebeveynlerin genotipi ve istenen sonuç. Örneğin mor çiçek renginin beyaza baskın olduğu kabul ediliyorsa mor allel A, beyaz allel a ile gösterilebilir. Bu durumda AA ve Aa genotipleri mor fenotip verir; aa ise beyaz fenotip verir.

Homozigot, aynı lokusta iki allelin aynı olmasıdır: AA veya aa. Heterozigot ise allellerin farklı olmasıdır: Aa. Bu ayrım önemlidir; çünkü mor görünen bir bireyin genotipi AA da Aa da olabilir. Yalnızca fenotipe bakarak baskın fenotipli bireyin iki olası genotipinden hangisine sahip olduğu anlaşılamaz.

Basit diploid modelde bir birey, bir gen için iki allel taşır; mayoz sırasında gametlere bu allellerden biri aktarılır. Bu yüzden AA bireyi yalnızca A, aa bireyi yalnızca a, Aa bireyi ise A veya a gametlerini oluşturabilir. Gamet çeşitlerini doğru yazmak, Punnett karesinin temelidir. Çaprazlama ile mayoz arasındaki ilişkiyi anlamak için mayoz ve hücre bölünmeleri konularına bakılabilir.

AA × aa çaprazlamasında F1 nesli neden tek tip çıkar?

Monohibrit çaprazlama, tek bir karakter bakımından yapılan incelemedir. En temel örnekte iki homozigot ebeveyn kullanılır: AA × aa. AA ebeveyni yalnızca A gameti, aa ebeveyni yalnızca a gameti oluşturur. Her yavru bir A ve bir a alacağı için F1 neslinin tüm bireyleri Aa olur.

Tam baskınlık varsa Aa bireyleri baskın fenotipi gösterir. Böylece F1 için genotip oranı %100 Aa, fenotip oranı ise %100 baskın fenotip şeklindedir. Buradaki yüzde, çaprazlamanın teorik beklentisidir; gerçek yavru sayısı sınırlı olduğunda gözlenen oran küçük sapmalar gösterebilir.

F1 bireyleri kendi aralarında çaprazlandığında işlem Aa × Aa olur. Her ebeveynin A ve a olmak üzere iki gamet türü vardır. Dört olası birleşim şu şekildedir: AA, Aa, Aa ve aa. Genotip oranı 1 AA : 2 Aa : 1 aa, yani %25 AA, %50 Aa ve %25 aa’dır. Tam baskınlıkta AA ve Aa aynı fenotipi verdiğinden fenotip oranı 3 baskın : 1 çekinik olur. 3:1 oranı genotip oranı değildir; en sık yapılan karıştırmalardan biri budur.

Baskın görünen bireyin genotipi kontrol çaprazlamasıyla nasıl araştırılır?

Baskın fenotipli bir bireyin genotipi bilinmiyorsa olası genotipler AA ve Aa’dır. Bu iki olasılığı ayırmak için birey, çekinik fenotipli ve genotipi bilinen aa bireyiyle çaprazlanır. Bu işleme kontrol çaprazlaması denir.

Bilinmeyen birey AA ise AA × aa çaprazlamasında bütün yavrular Aa olur ve tümü baskın fenotip gösterir. Bilinmeyen birey Aa ise Aa × aa çaprazlamasında yavruların yarısı Aa, yarısı aa beklenir. Bu nedenle teorik oran %50 baskın fenotip ve %50 çekinik fenotiptir.

Sonuç yorumlanırken örnek sayısı dikkate alınmalıdır. Az sayıda yavrunun tamamının baskın çıkması, bilinmeyen bireyin kesin olarak AA olduğunu kanıtlamaz; Aa çaprazlamasında da rastlantı nedeniyle böyle bir sonuç görülebilir. Daha çok yavru ve tekrarlı çaprazlamalar teorik orana yaklaşma olasılığını artırır. Kontrol çaprazlaması, fenotipten görünmeyen genotipi araştırır; fakat sınırlı örneklemle yüzde yüz kesinlik sağlamaz.

Dihibrit çaprazlamada 9:3:3:1 oranı hangi koşullarda beklenir?

Dihibrit çaprazlama, iki farklı karakterin aynı anda incelenmesidir. Örneğin A/a çiçek rengi, B/b ise bitki boyu allelleri olsun. Başlangıç çaprazlaması AABB × aabb ise F1 bireylerinin tamamı AaBb olur. AaBb bireyi, iki genin bağımsız dağıldığı ve baskınlık ilişkisinin tam olduğu varsayımıyla dört çeşit gamet oluşturabilir: AB, Ab, aB ve ab.

F1 × F1, yani AaBb × AaBb çaprazlamasında toplam 16 olası birleşim bulunur. Genler bağımsız dağılıyorsa ve her lokusta tam baskınlık varsa beklenen fenotip oranı 9:3:3:1’dir: 9 iki baskın fenotipli, 3 birinci baskın ve ikinci çekinik fenotipli, 3 birinci çekinik ve ikinci baskın fenotipli, 1 ise iki çekinik fenotipli yavru.

Bu oran her dihibrit çaprazlamanın sonucu değildir. Genlerin aynı kromozom üzerinde birbirine bağlı olması, bağımsız dağılım varsayımını bozabilir. Ayrıca eksik baskınlık, eş baskınlık, epistaz veya çevrenin fenotipi güçlü biçimde etkilemesi durumunda klasik 9:3:3:1 oranı beklenmeyebilir. Bu yüzden soruda verilen koşullar okunmadan oran ezberlenmemelidir. Dihibrit sorularında eşeye bağlı kalıtım gibi farklı kalıtım modelleriyle karıştırmamaya dikkat edilmelidir.

Çözümlü örnekler: genotipten fenotipe ve olasılığa

Örnek 1 — Verilenler: Bezelyelerde mor çiçek rengi A, beyaz çiçek rengi a ile gösteriliyor ve A tam baskın kabul ediliyor. Ebeveynler Aa × Aa.

1. Her iki ebeveynin oluşturabileceği gametleri yazın: İlk ebeveyn A ve a, ikinci ebeveyn de A ve a gametlerini oluşturur.
2. Gametleri eşleştirin: A×A = AA, A×a = Aa, a×A = Aa, a×a = aa.
3. Genotipleri sayın: 1 AA, 2 Aa ve 1 aa. Genotip oranı 1:2:1’dir.
4. Fenotipleri belirleyin: AA ve Aa mor, aa beyazdır. Bu nedenle fenotip oranı 3 mor : 1 beyazdır.
5. Olasılıkları yüzdeye çevirin: Mor çiçek olasılığı 3/4 = %75, beyaz çiçek olasılığı 1/4 = %25’tir.

Sonuç: Bu çaprazlamada teorik olarak yavruların %25’i AA, %50’si Aa, %25’i aa; fenotip bakımından %75’i mor ve %25’i beyaz beklenir.

Örnek 2 — Verilenler: İki bağımsız gen için çaprazlama AaBb × AaBb yapılacak. A ve B baskın, a ve b çekinik kabul ediliyor. İstenen, iki çekinik fenotipi birlikte gösteren yavrunun olasılığıdır.

1. İki çekinik fenotip için yavrunun her iki lokusta da çekinik olması gerekir: aabb.
2. A lokusunda Aa × Aa çaprazlamasından aa gelme olasılığı 1/4’tür.
3. B lokusunda Bb × Bb çaprazlamasından bb gelme olasılığı 1/4’tür.
4. Bağımsız dağılım varsayımıyla olasılıkları çarpın: 1/4 × 1/4 = 1/16.
5. Yüzdeye çevirin: 1/16 = %6,25.

Sonuç: Koşullar sağlanıyorsa iki çekinik fenotipi birlikte taşıyan yavru için teorik olasılık %6,25’tir. Aynı çaprazlamada 16 olası yavru kombinasyonu üzerinden yapılan Punnett karesinde bu sonuç 1/16 olarak görülür.

Çaprazlama sorularında hangi hatalar sonucu değiştirir?

İlk hata, baskın kelimesini daha güçlü, daha sağlıklı veya toplumda daha yaygın anlamında yorumlamaktır. Baskınlık, belirli bir genotipte fenotipin ortaya çıkma biçimidir; bir allelin canlı için mutlaka üstün olduğu anlamına gelmez.

İkinci hata, fenotipi genotiple eşitlemektir. Örneğin baskın fenotipli bir birey AA veya Aa olabilir. Çekinik fenotipli birey ise basit tam baskınlık modelinde aa olmak zorundadır.

Üçüncü hata, F1 ve F2 nesillerini karıştırmaktır. AA × aa çaprazlamasının sonucu F1’de %100 Aa iken, F1 bireylerinin Aa × Aa çaprazlaması F2’de 1:2:1 genotip ve 3:1 fenotip oranını verir.

Dördüncü hata, 9:3:3:1 oranını koşulsuz kullanmaktır. Bu oran iki genin bağımsız dağıldığı, her karakterde tam baskınlık bulunduğu ve sorunun klasik Mendel modeline uyduğu durumda beklenir. Gen bağlantısı veya farklı baskınlık ilişkileri varsa sonuç değişebilir.

Beşinci hata, Punnett karesindeki kutu sayısını gerçek yavru sayısı sanmaktır. Dört kutu, dört olasılık birimini gösterir; mutlaka dört yavru doğacağı anlamına gelmez. Sonuçlar olasılık ve teorik oran olarak yorumlanmalıdır.

Ayrıca genetik çaprazlama, mayozdaki crossing-over ile aynı kavram değildir. Çaprazlama burada ebeveynlerin eşleştirilmesi ve yavru genotiplerinin incelenmesi anlamındadır. Crossing-over ise mayoz sırasında homolog kromozomlar arasında genetik materyal değişimidir. Eşeyli üreme ve eşeysiz üreme farklarını karşılaştırmak için eşeyli üreme ve eşeysiz üreme içeriklerine bakılabilir.