மரபணு இணைப்பும் குறுக்கு மாற்றமும் (Genetic Linkage and Crossing Over)
ஏன் இது முக்கியம்? மென்டலுக்கு பாக்கியம் — அவர் தேர்ந்த 7 குணங்களும் தனித்தனி நிறமூர்த்தங்களில் இருந்தன. ஆனால் Morgan பழ ஈயில் கண்டது: ஒரே நிறமூர்த்தத்தில் உள்ள மரபணுக்கள் ஒன்றாக சேர்ந்து கடத்தப்படும் — அதுதான் மரபணு இணைப்பு.
ஒரே ரயிலில் பயணிப்பவர்கள் ஒரே நகரத்தில் இறங்குவது போல் இணைக்கப்பட்ட மரபணுக்கள் ஒரே புணரியில் செல்கின்றன — குறுக்கு மாற்றம் மட்டுமே அவற்றை பிரிக்கும்.
- பரம்பரையலகுகளது இணைப்பை (gene linkage) விளக்கி, அது மென்டலின் சுதந்திரத் தனிப்படுத்துகை விதியிலிருந்து எவ்வாறு விலகுகிறது எனக் கூறுதல்.
- ட்ரோசோபிலாவில் (Drosophila) உடல் நிறம், சிறகு அளவு மரபணுக்களின் தலைமுறையுரிமையடைதலை விளக்குதல்.
- குறுக்குமாற்றம் (crossing over) மூலம் புனருருவாக்கப் பிறப்புகள் (recombinant offspring) குறைந்த அதிர்வெண்ணில் தோன்றுதலை விபரித்தல்.
1. பரம்பரையலகுகளது இணைப்பு (Genetic Linkage)
Thomas Hunt Morgan — discoverer of genetic linkage
Wikipedia → · CC
சில இயல்புகளுக்கான பரம்பரையலகுகள் (genes) ஒரே நிறமூர்த்தத்தில் (chromosome), அதிலும் ஒன்றுக்கொன்று அண்மித்த தூரத்தில் அமைந்திருக்கும். இதனால் புணரி உருவாக்கத்தின்போது (gametogenesis) நிகழும் ஒடுக்கற்பிரிவின் (meiosis) போது அவை குறுக்குமாற்றத்திலிருந்தும் சுதந்திரத் தனிப்படுத்துகையிலிருந்தும் தப்பி, ஒன்றாகவே தலைமுறையுரிமையடைகின்றன. இது மென்டலின் சுதந்திரத் தனிப்படுத்துகை விதியிலிருந்து (Mendel's law of independent assortment) ஏற்படும் விலகலாகும். இந்த நிகழ்வே பரம்பரையலகுகளது இணைப்பு (genetic linkage) எனப்படும்.
2. ட்ரோசோபிலா உதாரணம் (The Drosophila Cross)
Drosophila melanogaster (fruit fly)
Wikipedia → · CC
ட்ரோசோபிலாவில் காட்டு வகை (wild-type) ஈக்கள் சாம்பல் நிற உடலையும் (gray body) இயல்பான அளவு சிறகுகளையும் (normal-sized wings) கொண்டுள்ளன. மேற்படி இயல்புகளில் ஏற்படும் சடுதிமாற்றத்தால் (mutation) உடல் நிறம் கறுப்பாகவும் (black) சிறகுகள் சீரழிந்தும் (vestigial) ஆகின்றன. இந்தச் சடுதிமாற்ற எதிருருக்கள் (mutant alleles) காட்டு வகை எதிருருக்களுக்கு (wild-type alleles) பின்னிடைவானவை (recessive).
உடல் நிறத்துக்கான எதிருருக்கள் G (சாம்பல்) மற்றும் g (கறுப்பு) எனவும், சிறகு அளவுக்கான எதிருருக்கள் N (இயல்பான) மற்றும் n (சீரழிந்த) எனவும் குறிக்கப்படுகின்றன. இதைப் பரிசோதிக்க, காட்டு வகை ஈக்கள் இரு இயல்புகளிலும் சடுதிமாற்றமுற்ற ஈக்களுடன் சேர்க்கப்பட்டு, அதைத் தொடர்ந்து ஓர் இருகலப்பின சோதனைச் சேர்க்கை (dihybrid test cross) மேற்கொள்ளப்பட்டது.
P தலைமுறை: ஒரேமயச் சாம்பல் காட்டுவகை GGNN × இரட்டைச் சடுதிமாற்ற ggnn. F₁ தலைமுறை: அனைத்தும் GgNn (சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு). F₁ ஈ ஒரு ggnn ஈயுடன் சோதனைச் சேர்க்கை செய்யப்படுகிறது.
பெரும்பான்மையான பிறப்புகள் (offspring) P தலைமுறையின் பிறப்புரிமைகளையே (parental genotypes — GgNn மற்றும் ggnn) கொண்டிருந்தன. இது உடல் நிறத்துக்கும் சிறகு அளவுக்குமான பரம்பரையலகுகள் ஒரே நிறமூர்த்தத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன (genetically linked) என்பதைக் காட்டுகிறது.
3. குறுக்குமாற்றமும் புனருருவாக்கமும் (Crossing Over and Recombination)
Chromosomal crossover diagram
Wikipedia → · CC
உடல் நிறமும் சிறகு அளவும் இணைக்கப்பட்டிருந்தாலும், சில சந்தர்ப்பங்களில் அவை குறுக்குமாற்றத்தினால் (crossing over) சுதந்திரமாகத் தனிப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒடுக்கற்பிரிவின் முற்அவத்தை I இல் (prophase I) அமைப்பொத்த நிறமூர்த்தங்களிடையே (homologous chromosomes) நிகழும் இம்மரபணுப் பரிமாற்றத்தினால், சோதனைச் சேர்க்கையில் புனருருவாக்கப் பிறப்புகள் (recombinant offspring) குறைந்த அதிர்வெண்ணில் தோன்றுகின்றன.
பெற்றோர் அல்லாத இயல்புத்தோற்றங்களைக் (non-parental phenotypes) கொண்ட சிறிய எண்ணிக்கையிலான பிறப்புகள் தோன்றியமை, பரம்பரையலகு இணைப்பில் எப்போதாவது தடைகள் (occasional breaks) ஏற்படுவதைக் காட்டுகிறது. இது அமைப்பொத்த நிறமூர்த்தங்களிடையே நிகழும் குறுக்குமாற்றத்தினால் ஏற்படுகிறது.
| பண்பு / Feature | பெற்றோர் வகை (Parental) | புனருருவாக்க வகை (Recombinant) |
|---|---|---|
| இயல்புத்தோற்றம் | சாம்பல்+இயல்பான சிறகு; கறுப்பு+சீரழிந்த சிறகு | சாம்பல்+சீரழிந்த சிறகு; கறுப்பு+இயல்பான சிறகு |
| பிறப்புரிமை | GgNn, ggnn | Ggnn, ggNn |
| அதிர்வெண் (frequency) | உயர் (பெரும்பான்மை) | தாழ் (சிறுபான்மை) |
| காரணம் | இணைப்பு பேணப்படுதல் | குறுக்குமாற்றம் |
Crossing Over — Gene Linkage & Recombination
Amoeba Sisters
- வெவ்வேறு நிறமூர்த்தங்களில் உள்ள மரபணுக்கள் / Genes on different chromosomes
- ஒரே நிறமூர்த்தத்தில் அண்மித்து அமைந்த மரபணுக்கள் ஒன்றாக தலைமுறையுரிமையடைதல் / Genes close together on the same chromosome inherited together
- மரபணுக்கள் தனித்தனியே தனிப்படுத்தப்படுதல் / Genes assorting independently
- எதிருருக்கள் கலத்தல் / Alleles blending
- சடுதிமாற்றம் / Mutation
பதில் / Answer
- மேலாதிக்க விதி / Law of dominance
- தனிப்படுத்துகை விதி (segregation) / Law of segregation
- சுதந்திரத் தனிப்படுத்துகை விதி / Law of independent assortment
- ஹார்டி-வைன்பெர்க் விதி / Hardy-Weinberg law
- ஹுண்டின் விதி / Hund's rule
பதில் / Answer
- நெடுந்தூரத்தில் / Far apart
- அண்மித்த தூரத்தில் / Close together
- வெவ்வேறு நிறமூர்த்தத்தில் / On different chromosomes
- மையப்பாத்தில் மட்டும் / Only at the centromere
- தைலகாய்டில் / In thylakoids
பதில் / Answer
- கண் நிறம், உடல் நீளம் / Eye colour, body length
- உடல் நிறம், சிறகு அளவு / Body colour, wing size
- சிறகு நிறம், கால் எண்ணிக்கை / Wing colour, leg number
- உடல் நிறம், கண் வடிவம் / Body colour, eye shape
- -
பதில் / Answer
- கறுப்பு உடல், சீரழிந்த சிறகு / Black body, vestigial wings
- சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு / Gray body, normal wings
- சாம்பல் உடல், சீரழிந்த சிறகு / Gray body, vestigial wings
- கறுப்பு உடல், இயல்பான சிறகு / Black body, normal wings
- -
பதில் / Answer
- இலிங்க நிறமூர்த்தம் / Sex chromosomes
- தன்நிறமூர்த்தம் (autosome) / Autosomal chromosomes
- Y நிறமூர்த்தம் மட்டும் / Only Y chromosome
- இழைமணி DNA / Mitochondrial DNA
- -
பதில் / Answer
- மேலாதிக்கம் / Dominant
- பின்னிடைவு / Recessive
- இணைமேலாதிக்கம் / Co-dominant
- பகுதி மேலாதிக்கம் / Incomplete dominant
- இலிங்க இணைப்பு / Sex-linked
பதில் / Answer
- GGNN
- ggnn
- GgNn
- Ggnn
- ggNn
பதில் / Answer
- ஒற்றைக் கலப்பினச் சேர்க்கை / Monohybrid cross
- இருகலப்பின சோதனைச் சேர்க்கை (dihybrid test cross) / Dihybrid test cross
- மீளச் சேர்க்கை / Back cross only
- தற்சேர்க்கை / Self cross
- -
பதில் / Answer
- GGNN
- ggnn
- GgNn
- GGnn
- -
பதில் / Answer
- புனருருவாக்க / Recombinant
- பெற்றோர் (parental) / Parental
- ஒரேமய / Homozygous only
- சடுதிமாற்ற / Mutant only
- -
பதில் / Answer
- அனுஅவத்தை I / Metaphase I
- முற்அவத்தை I (prophase I) / Prophase I
- ஈற்றவத்தை I / Telophase I
- இடையவத்தை / Interphase
- மேன்முக அவத்தை II / Anaphase II
பதில் / Answer
- உடன்பிறந்த அரைநிறவுருக்கள் / Sister chromatids
- அமைப்பொத்த நிறமூர்த்தங்கள் (homologous) / Homologous chromosomes
- வெவ்வேறு உயிரியின் நிறமூர்த்தங்கள் / Chromosomes of different organisms
- இலிங்க நிறமூர்த்தம் மட்டும் / Only sex chromosomes
- -
பதில் / Answer
- பெற்றோர் வகை / Parental type
- புனருருவாக்கப் பிறப்புகள் (recombinant) / Recombinant offspring
- ஒரேமயப் பிறப்புகள் / Homozygous offspring
- காட்டு வகை / Wild type
- -
பதில் / Answer
- சாம்பல்+இயல்பான, கறுப்பு+சீரழிந்த / Gray+normal, black+vestigial
- சாம்பல்+சீரழிந்த (Ggnn), கறுப்பு+இயல்பான (ggNn) / Gray+vestigial, black+normal
- சாம்பல்+இயல்பான மட்டும் / Only gray+normal
- கறுப்பு+சீரழிந்த மட்டும் / Only black+vestigial
- -
பதில் / Answer
- உயர் அதிர்வெண் / High frequency
- குறைந்த அதிர்வெண் / Lower frequency
- 50% சரிசமம் / Exactly 50%
- பூச்சியம் / Zero
- -
பதில் / Answer
- முழுமையான இணைப்பு / Complete linkage forever
- இணைப்பில் எப்போதாவது தடைகள் (occasional breaks) / Occasional breaks in linkage
- இணைப்பு இல்லாமை / No linkage at all
- சடுதிமாற்றம் மட்டும் / Only mutation
- -
பதில் / Answer
- 1:1
- 3:1
- 1:1:1:1
- 9:3:3:1
- 2:1
பதில் / Answer
- மென்டல் / Mendel
- மோர்கன் (Morgan) / Morgan
- டார்வின் / Darwin
- வாட்சன் / Watson
- மென்டலீவ் / Mendeleev
பதில் / Answer
- சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு / Gray body, normal wings
- சாம்பல் உடல், சீரழிந்த சிறகு / Gray body, vestigial wings
- கறுப்பு உடல், இயல்பான சிறகு / Black body, normal wings
- கறுப்பு உடல், சீரழிந்த சிறகு / Black body, vestigial wings
- -
பதில் / Answer
- கறுப்பு உடல், இயல்பான சிறகு / Black body, normal wings
- சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு / Gray body, normal wings
- கறுப்பு உடல், சீரழிந்த சிறகு / Black body, vestigial wings
- சாம்பல் உடல், சீரழிந்த சிறகு / Gray body, vestigial wings
- -
பதில் / Answer
- தனித்தனியாக / Independently
- ஒன்றாக (இணைந்து) / Together as a unit
- தலைகீழாக / In reverse
- சீரற்று / Randomly
- -
பதில் / Answer
- இழையுருப்பிரிவு / Mitosis
- ஒடுக்கற்பிரிவு (meiosis) / Meiosis
- இருபிளவு / Binary fission
- மொட்டுவிடல் / Budding
- -
பதில் / Answer
- சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு / Gray body, normal wings
- கறுப்பு உடல், சீரழிந்த சிறகு / Black body, vestigial wings
- சாம்பல் உடல், சீரழிந்த சிறகு / Gray body, vestigial wings
- கறுப்பு உடல், இயல்பான சிறகு / Black body, normal wings
- -
பதில் / Answer
- எதிருருவின் நிறம் / Colour of allele
- ஒரே நிறமூர்த்தத்தில் மரபணுக்களுக்கிடையிலான தூரம் / Distance between genes on a chromosome
- கலத்தின் அளவு / Cell size
- நொதியச் செயற்பாடு / Enzyme activity
- -
பதில் / Answer
- குறைவாக / Smaller
- அதிகமாக / Larger
- பூச்சியம் / Zero
- தொடர்பற்றது / Irrelevant
- -
பதில் / Answer
- ஒரு வகை / One type
- இரு பெற்றோர் வகை மட்டும் / Only two parental types
- நான்கு சமவகை / Four equal types
- மூன்று வகை / Three types
- -
பதில் / Answer
- இணைப்பு = வெவ்வேறு நிறமூர்த்தம் / Linkage = different chromosomes
- இணைப்பு = ஒரே நிறமூர்த்தம், அண்மித்தவை / Linkage = same chromosome, close genes
- தனிப்படுத்துகை = ஒரே நிறமூர்த்தம் / Independent assortment = same chromosome
- இரண்டும் ஒன்றே / Both identical
- -
பதில் / Answer
- மரபணுப் பொருள் பரிமாற்றம் / Exchange of genetic material
- நிறமூர்த்தம் முழுமையாக இழக்கப்படுதல் / Loss of a whole chromosome
- மையப்பா இரட்டிப்பு / Centromere doubling
- சவ்வு உருவாதல் / Membrane formation
- -
பதில் / Answer
- கலத்தை சிறிதாக்க / To shrink cells
- மரபணுப் பல்வகைமையை (variation) அதிகரிக்க / To increase genetic variation
- ATP தொகுக்க / To make ATP
- சவ்வைப் பேண / To maintain membranes
- -
பதில் / Answer
- பரம்பரையலகுகளது இணைப்பை வரையறுத்து, அது மென்டலின் எந்த விதியிலிருந்து விலகுகிறது எனக் கூறுக. / Define genetic linkage and state which Mendelian law it deviates from. (2)
- ட்ரோசோபிலாவில் GGNN × ggnn சேர்க்கையின் F₁ பிறப்புரிமை + இயல்புத்தோற்றத்தைக் கூறுக. / State the F₁ genotype and phenotype of GGNN × ggnn in Drosophila. (2)
- குறுக்குமாற்றம் எங்கு, எந்த நிறமூர்த்தங்களிடையே நிகழ்கிறது எனக் கூறுக. / State where and between which chromosomes crossing over occurs. (3)
- மோர்கனின் பரிசோதனையில் காணப்பட்ட இரு புனருருவாக்க இயல்புத்தோற்றங்களைக் கூறுக. / State the two recombinant phenotypes seen in Morgan's experiment. (3)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) F₁ = GgNn; இயல்புத்தோற்றம் — சாம்பல் உடல், இயல்பான சிறகு. (2)
(இ) ஒடுக்கற்பிரிவின் முற்அவத்தை I இல்; அமைப்பொத்த நிறமூர்த்தங்களிடையே (homologous) மரபணுப் பொருள் பரிமாற்றம். (3)
(ஈ) சாம்பல் உடல் + சீரழிந்த சிறகு (Ggnn); கறுப்பு உடல் + இயல்பான சிறகு (ggNn) — குறைந்த எண்ணிக்கையில். (3)
ட்ரோசோபிலாவில் உடல் நிறம் + சிறகு அளவு மரபணுக்களை உதாரணமாகக் கொண்டு, பரம்பரையலகுகளது இணைப்பையும் குறுக்குமாற்றத்தினால் புனருருவாக்கப் பிறப்புகள் தோன்றுவதையும் விளக்குக. / Using body colour and wing size in Drosophila, explain genetic linkage and how crossing over produces recombinant offspring.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• இயல்புகள்: உடல் நிறம் G/g, சிறகு அளவு N/n; தன்நிறமூர்த்தம்; சடுதிமாற்றம் பின்னிடைவு.
• P: GGNN × ggnn → F₁ GgNn; சோதனைச் சேர்க்கை GgNn × ggnn.
• பெரும்பான்மை பெற்றோர் வகை (GgNn, ggnn) → இணைப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது.
• குறுக்குமாற்றம் (முற்அவத்தை I, அமைப்பொத்த நிறமூர்த்தம்) → புனருருவாக்கம் Ggnn, ggNn குறைந்த அதிர்வெண்ணில்.
• முடிவு: புனருருவாக்க அதிர்வெண் மரபணுத் தூரத்தை — மரபணு வரைபடத்தை — மதிப்பிட உதவுகிறது.
பதில் / Show answer
பதில் / Show answer
பதில் / Show answer
- இணைந்த மரபணுக்கள் ஒரே குரோமோசோமில் → ஒன்றாகக் கடத்தப்படும்.
- குறுக்கு மாற்றம் (ஒடுக்கற்பிரிவில்) → மறுசேர்க்கை.
- மறுசேர்க்கை வீதம் ∝ மரபணுக்களுக்கிடையேயான தூரம்.