Pelsfarge, svømmehud og genlager hos oter og havoter
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Pelsfargen til oter er sølvbrun på ryggen og lysere på undersiden. Anta at en mutasjon gir individer lysere pels på ryggen. Figuren nedenfor illustrerer hva som har skjedd i genet.
Forklar hvorfor mutasjonen i figur 1 kan gi annen pelsfarge.
Pelsfargen til oter bestemmes av et gen. Det dominante allelet A gir sølvbrun pels, og allel a gir lysere pels. Et annet gen bestemmer tykkelsen på svømmehuden mellom tærne. Det dominante allelet B gir tykk hud, og allel b gir tynnere hud. Genene er koblet, og allelene er koblet på samme måte hos begge foreldrene. To foreldre som er heterozygote for begge egenskapene, får avkom med tre ulike fenotyper. Anta at overkrysning ikke skjer.
Sett opp et krysningsskjema, og vis fordelingen av fenotypene hos avkommene.
I et forsøk ble DNA-prøver fra normale og muterte alleler (vist i figur 1) behandlet med det samme restriksjonsenzymet. Restriksjonsenzymet kuttet i baserekkefølgen GCGGCG. DNA-prøvene ble deretter kjørt i en gelelektroforese.
Lag en skisse av en gel som beskriver resultatet av gelelektroforesen. Skriv en figurtekst der du forklarer resultatet.
Havotere (Enhydra lutris) lever langs kysten av det nordlige Stillehavet. På 1700-tallet besto populasjonen av cirka 200 000 individer, men jakt reduserte antallet med 99 prosent. Havoteren ble fredet, og i dag består populasjonen av om lag 100 000 individer. Forskerne sammenlignet DNA fra populasjonen før og etter jakt.
Tabell 1 beskriver allelfrekvensene av ett enkelt gen på to tidspunkter, før og etter jakt. Dette genet har mange alleler.
| Allel | Frekvensen av allel før jakt | Frekvensen av allel etter jakt |
|---|---|---|
| 81 | 0,10 | 0 |
| 83 | 0,03 | 0 |
| 85 | 0,01 | 0,2 |
| 87 | 0,16 | ? |
| 89 | 0,12 | 0,63 |
| 91 | 0,01 | 0,04 |
| 93 | 0,11 | 0 |
| 95 | 0,07 | 0 |
| 97 | 0,18 | 0 |
| 99 | 0,04 | 0 |
| 101 | 0,10 | 0 |
| 103 | 0,02 | 0 |
| 105 | 0,02 | 0 |
| 107 | 0,03 | 0 |
Kilde: Larson, S., Jameson, R., Etnier, M., Jones, T. og Hall, R. (2012). Genetic diversity and Population Parameters of Sea Otters, Enhydra lutris, before Fur Trade Extirpation from 1741-1911. PLOS one, 7: e32205.
Beskriv genlageret/genreservoaret til populasjonen før og etter jakt (tabell 1), og forklar hvorfor det er forskjell. Bruk tabellen og informasjonen over i svaret ditt.
I tabell 1 mangler verdien som viser frekvensen til allel 87 etter jakt (merket med spørsmålstegn i tabellen).
Bestem frekvensen til allel 87. Vis utregning.
Fasit
En basesubstitusjon (G → A) endrer et kodon, for eksempel GCG (alanin) til ACG (treonin). Proteinet får en annen aminosyre, kan få endret form og virke dårligere, og det gir mindre pigment.
Foreldrene er Ab/aB. Avkom: 1 sølvbrun med tynn svømmehud : 2 sølvbrune med tykk svømmehud : 1 lys med tykk svømmehud (25 % : 50 % : 25 %).
Normalt allel kuttes og gir to korte fragmenter (to bånd langt nede). Mutert allel mangler kuttsetet og gir ett langt fragment (ett bånd nær brønnen).
Før jakt: 14 alleler, ingen dominerer (høyeste frekvens 0,18). Etter jakt: 4 alleler, allel 89 dominerer. Årsak: flaskehalseffekt og genetisk drift.
LøsningsforslagKI-generert
Base nummer 13 er endret fra G til A. Dette er en punktmutasjon av typen basesubstitusjon.
Hvis sekvensen er den kodende tråden og leserammen starter på første base, er kodonene ATC GGT AAT GCG GCG GA. Mutasjonen endrer kodon GCG til ACG. I mRNA svarer det til GCG, som koder for alanin, og ACG, som koder for treonin.
Proteinet får da en annen aminosyre på denne plassen. Aminosyrene har ulike egenskaper, så proteinet kan folde seg annerledes og få en annen tredimensjonal form. Er proteinet for eksempel et enzym som lager pigmentet melanin, kan det virke dårligere eller ikke virke. Da dannes mindre pigment i hårene, og pelsen blir lysere.
Tre fenotyper hos avkommet betyr at allelene er koblet «på kryss» hos begge foreldrene: A ligger sammen med b, og a sammen med B. Foreldrene er Ab/aB. Uten overkrysning lager hver forelder bare gametene Ab og aB.
| Ab | aB | |
|---|---|---|
| Ab | AAbb | AaBb |
| aB | AaBb | aaBB |
Fordeling av fenotyper:
- AAbb: sølvbrun pels og tynn svømmehud: 1 av 4 (25 %)
- AaBb: sølvbrun pels og tykk svømmehud: 2 av 4 (50 %)
- aaBB: lys pels og tykk svømmehud: 1 av 4 (25 %)
Hadde foreldrene vært AB/ab, ville avkommet bare fått to fenotyper (sølvbrun og tykk, lys og tynn) i forholdet 3 : 1.
Figurtekst: Restriksjonsenzymet kutter i GCGGCG. Det normale allelet har denne baserekkefølgen og kuttes i to kortere fragmenter. I det muterte allelet er GCGGCG endret til GCGACG, så enzymet kutter ikke, og DNA-et forblir ett langt fragment. DNA er negativt ladet og vandrer mot plusspolen. Korte fragmenter vandrer lengst i gelen. Det normale allelet gir derfor to bånd langt nede, mens det muterte allelet gir ett bånd nærmere brønnen. (Er de to fragmentene like lange, ses de som ett bånd, men fortsatt lenger ned enn båndet fra det muterte allelet.)
Før jakt hadde genet 14 ulike alleler. Ingen allel dominerte: den høyeste frekvensen var 0,18 (allel 97). Genlageret hadde stor genetisk variasjon.
Etter jakt finnes bare fire alleler (85, 87, 89 og 91). Allel 89 har frekvens 0,63, og ti alleler er borte. Genlageret har mye mindre variasjon.
Forklaringen er en flaskehalseffekt. Jakten reduserte bestanden med 99 %:
De få overlevende bar tilfeldigvis bare med seg en del av allelene. I en liten populasjon gir genetisk drift store tilfeldige endringer i allelfrekvensene. Sjeldne alleler forsvinner lett, og andre kan bli vanlige ved tilfeldighet, som allel 89 (fra 0,12 til 0,63) og allel 85 (fra 0,01 til 0,2).
Selv om bestanden har vokst til om lag 100 000 individer, kommer de tapte allelene ikke tilbake. Ny variasjon kan bare oppstå ved nye mutasjoner, og det tar svært lang tid.
Summen av allelfrekvensene for et gen er 1. Vi leser 0,2 som 0,20. Etter jakt er summen av de kjente frekvensene
Frekvensen til allel 87 blir