arv (biologi)

Mendels første lov sier at de arvelige egenskapene bestemmes av enkelte, konstante arvefaktorer (det vi kaller gener) som opptrer parvis og skiller lag ved dannelsen av kjønnsceller. Denne loven kalles også prinsippet om segregering.

Mendels andre lov sier at de ulike arvefaktorene (genene) fordeles uavhengig av hverandre til kjønnscellene. Det vil si at kjønnscellene alltid inneholder en representant for hvert anleggspar, men det er bare tilfeldigheter som avgjør hvilke som kommer sammen i samme kjønnscelle. Denne loven kalles også prinsippet om uavhengig fordeling.

En av de viktigste oppdagelsene Mendel gjorde var at noen genutgaver dominerer over andre. Mendel krysset erteblomster som kun hadde grønne frø med erteblomster som kun hadde gule frø og resultatet var erteblomster med bare gule frø. Genutgaven for gul farge, vi kaller den A, dominerte over den grønne fargen, vi kaller den a, og kalles for en dominant egenskap. Den grønne fargen a kalles en recessiv egenskap. Dominante genvarianter (alleler) skrives med store bokstaver, og recessive skrives med små.

Mendel fortsatte eksperimentet og lot plantene som vokste opp fra de gule frøene bestøve seg selv. Da fant han både gule og grønne erter i belgene, omtrent tre gule for hver grønn, altså hadde den grønne recessive egenskapen dukket opp igjen. De grønne ertene gav i senere generasjoner bare grønne frø ved selvbestøvning, men de gule var av to typer: En tredjedel gav bare gule frø, mens to tredjedeler fortsatte å gi både gule og grønne frø i forholdet 3:1.

Grunnen til dette er at genene opptrer i par, og man arver én genutgave fra hver av foreldrene. De gule frøene Mendel startet med hadde to genutgaver for gul farge, AA, mens de grønne frøene hadde to genutgaver for grønn farge aa. Individer med like genutgaver, slik som AA og aa, kalles homozygote. Da disse to homozygote plantene ble krysset med hverandre, fikk Mendel nye planter som hadde en genutgave for hver farge Aa og disse kalles heterozygote, altså de har to ulike genutgaver. Krysser man en heterozygot Aa med en annen heterozygot Aa er de mulige kombinasjonene av gener AA, Aa, aA og aa. Dermed vil individer med den recessive egenskapen dukke opp igjen fordi man får planter som er aa.

Mendels valg av erteplanten og dens egenskaper var veldig gunstig for å kartlegge de grunnleggende arvelovene. De fleste andre egenskaper har vist seg å være mer kompliserte. Egenskaper der det ene arveanlegget (allel) fullstendig overskygger det andre slik som Mendel observerte med erteblomstene (det som kalles dominant arv) ser man ikke så ofte.

Når en egenskap er en blanding av to karaktertrekk istedenfor at den ene dominerer over den andre, kaller vi det ufullstendig dominans. Et mye brukt eksempel er blomsten løvemunn som får rosa blomster dersom man krysser en plante med røde blomster med en plante med hvite blomster. Egenskapen til avkommet er «midt i mellom» foreldrene.

Dersom to karaktertrekk opptrer samtidig kaller vi det kodominans. Kodominans kan være vanskelig å skille fra ufullstendig dominans, men det betyr at begge karaktertrekkene dominerer like mye uten at de blander seg sammen slik rød og hvit farge ble rosa i blomsten løvemunn. Et eksempel på kodominans er genene for rød og hvit farge på pelsen hos en bestemt type kveg. Dersom man krysser rødt kveg med hvitt kveg får man flekkete kveg som har både rød og hvit farge på pelsen. Karakteren til avkommet består av begge foreldrenes karakterer, altså «både og».

Det er ofte flere gener, ikke bare ett, som avgjør hvordan en egenskap skal se ut. Disse genene kan påvirke hverandre og det endelige resultatet vil være avhengig av hvilke genvarianter som finnes i ett og samme individ, og nøyaktig hvordan de påvirker hverandre. Dette blir tydelig hvis man ser på et eksempel med for eksempel pelsfarge hos hunderasen labrador retriever.

Labrador retriever kan være svart, brun eller gul. Svart og brun styres av et gen med dominant utgave B (stor B) og recessive utgave b (lille b). En hund med én eller to utgaver av stor B gir svart pels, mens en hund med to utgaver av lille b gir brun pels. Men dette er ikke hele bildet. Et helt annet gen påvirker også pelsfargen og kan komme i utgave E (stor E) og e (lille e). Dersom en hund har to utgaver av e (lille e) blir hunden gul, uansett hvilken variant den har av det første genet (BB, Bb eller bb). For at en hund skal bli brun eller svart må den ha minst én utgave av E (stor E). Genet for svart/brun farge påvirkes av hvilken utgave av genet for gul farge som er til stede. Dette kalles epistasis.

Gener som ligger i kjønnskromosomene viser kjønnsbundet arv, det vil si at egenskapene nedarves ulikt for de to kjønnene. Et eksempel på dette er blødersykdom hos mennesket.

Hos særkjønnede dyr blir det som regel født like mange hunner som hanner. Hos mennesket, som har 46 kromosomer, er det for eksempel slik at en kvinne har to like store kjønnskromosomer (X-kromosomer), mens mannen har ett X-kromosom og ett mye mindre Y-kromosom. Ved dannelsen av kjønnsceller, danner en kvinne bare egg med ett X-kromosom (ved siden av de andre 22 kromosomene), mens en mann danner to slags kjønnsceller: sædceller med X-kromosom og sædceller med Y-kromosom. Sædcellens kjønnskromosom er altså avgjørende for kjønnet til barnet som utvikles fra den befruktede eggcellen. Lignende kromosommekanismer ligger til grunn for kjønnsbestemmelsen hos nesten alle særkjønnede dyr, selv om ikke alle viser formulikheter mellom de to typene av kjønnskromosomer.