Monohybride kruisingen hebben te maken met erfelijkheid. Hierbij kijk je naar welke versies van een gen, ook wel allelen genoemd, er in een individu aanwezig zijn, en welke van deze allelen tot uiting komen in een individu. Ook kun je met monohybride kruisingen de kans berekenen dat een nakomeling van twee ouders, een bepaalde combinatie van allelen heeft.
Allelen
De cellen in je lichaam bevatten van ieder chromosoom twee versies. Dat betekent dus ook dat er van iedere eigenschap, of ook wel ieder gen, twee versies in een lichaamscel aanwezig zijn. Die versies noem je allelen. Dit kunnen dezelfde allelen zijn, dan noem je iemand homozygoot voor een bepaalde eigenschap. Of het zijn twee verschillende allelen, dan noem je iemand heterozygoot voor een bepaalde eigenschap. De allelen die van ieder gen in je lichaamscellen aanwezig zijn noem je je genotype. Maar, hoe kom je dan van al die genetische informatie naar dat wat je aan de buitenkant van iemands lichaam ziet? Dat wat tot uiting komt in ieders lichaam, noem je het fenotype, en hangt af van welke allelen in de lichaamscellen aanwezig zijn.
Dominante en recessieve allelen
Bij een gen waarbij de allelen heterozygoot zijn, komt er vaak maar één tot uiting in het fenotype. De vraag is dan hoe wordt bepaald welke dat is. Dit heeft te maken met dat sommige allelen als het ware de baas zijn over andere allelen. Het allel dat de baas is, noem je dan het dominante allel. Het allel dat niet tot uiting komt, omdat het als het ware niet de baas is, noem je het recessieve allel.
Heel soms heb je ook genen waarvan de allelen beiden als het ware even sterk zijn. Beide allelen komen dan tot uiting, en er ontstaat dan een intermediaire erfelijkheid. Het fenotype ziet er dan uit als een soort van tussenvorm. Dat zit bijvoorbeeld zo: stel je hebt een zwarte haan en die kruis je met een witte kip. Bij intermediaire erfelijkheid verwacht je dan nakomelingen van deze kruising die grijs zijn.
Mutaties kunnen in genen ontstaan. Dit zorg ervoor dat er een nieuw allel ontstaat met misschien wel beter op de omstandigheden aangepaste eigenschappen.
Standaard notatie voor allelen
Om duidelijk met elkaar te kunnen communiceren over erfelijke eigenschappen, heeft men met elkaar afgesproken dat er een standaard notatie is voor het weergeven van de allelen die van een bepaald gen in een lichaamscel aanwezig zijn. Als het om een bepaald gen, bijvoorbeeld gen “A” gaat, stelt een hoofdletter A het dominante allel voor, en een kleine letter a het recessieve allel.
Je kunt dan drie verschillende combinaties maken, namelijk hoofdletter A-hoofdletter A (AA), Hoofdletter A-kleine letter a (Aa), en kleine letter a-kleine letter a (aa). Zowel AA als aa zijn homozygoot voor deze eigenschap, en hoofdletter A-kleine letter a is recessief voor deze eigenschap.
Je kunt zo ook voor ieder individu en ieder gen weergeven welke allelen er in een lichaamscel aanwezig zijn.
Hoe erven eigenschappen over?
Het is belangrijk dat je je herinnert dat voor bijna alle lichaamscellen geldt dat ze diploïde zijn. Ze hebben dus van ieder chromosoom, en dus van ieder gen, twee versies in de celkern liggen. De enige type cellen waarbij dit anders is, zijn de geslachtscellen – ook wel de zaadcellen en de eicellen. Deze zijn namelijk haploïde: ze bevatten van ieder chromosoom maar één versie, namelijk of de ene variant of de andere variant die in de gewone lichaamscellen aanwezig is.
Dus, van een volwassene die bijvoorbeeld voor gen ‘B’ heterozygoot is, zien de gewone lichaamscellen voor gen B eruit als hoofdletter B-kleine letter b (Bb), terwijl de ene helft van de geslachtscellen alleen hoofdletter B heeft, en de andere helft van de geslachtscellen alleen kleine letter b heeft.
Dit is waar het interessant en leuk wordt, want hier kun je voorspellingen mee gaan doen van hoe het nageslacht van verschillende kruisingen van bijvoorbeeld mensen, of dieren, of planten eruit komen te zien voor een bepaalde eigenschap. Als het om één eigenschap gaat, heet het met een moeilijk woord een monohybride kruising.
Stel, we hebben twee individuen die voor gen ‘c’ beiden homozygoot zijn, waarbij de één dominant homozygoot is en de ander recessief homozygoot. Dit noteer je dan als CCxcc.
Kruisingsschema
Als deze twee individuen dan met elkaar kruisen, kunnen we dit noteren in een zogenaamd kruisingsschema. Dat ziet er als volgt uit: Je tekent twee verticale lijnen, en daarna twee horizontale lijnen. Het ene individu zet je in de bovenste horizontale rij, met ieder allel in een apart vakje, en het andere individu zet je in de meest linker kolom, en ook weer ieder allel in een apart vakje. Ieder vakje met één allel erin is als het ware de vertegenwoordiging van de geslachtscellen die er zo uit zien.
Nu gaan we in de vier hokjes die leeg zijn, de combinaties van de geslachtscellen weergeven. Hierbij combineren we de horizontale en de verticale lijnen, en er komen dus weer 2 letters in ieder van die vakjes te staan.
In het geval van ons gen ‘C’, zie je dat we vier hokjes hebben ingevuld, die er genetisch allemaal hetzelfde uitzien: Ze zijn namelijk heterozygoot voor gen C. Er is dus een kans van 100% dat de nakomelingen van de twee homozygoot dominant en recessieve ouders een heterozygoot genotype zullen hebben. In hun fenotype zul je hier niet veel van merken, want ze zien er allemaal uit als de dominant homozygote ouder.
Maar, het wordt pas echt leuk als we deze nakomelingen met elkaar laten kruisen! Dan hebben we dus twee heterozygote ouders, die we weer, net zoals net, kunnen weergeven in een kruisingstabel.
We zetten dus weer een C en een c op de bovenste rij en een C en een c op de linker kolom, en combineren weer de c’s in de vier overgebleven hokjes. Nu zie je als het goed is verschillende genotypes ontstaan. We krijgen nu CC, twee keer Cc en cc. Interessant is hierbij dat 3/4e, dus 75%, er weer uit zal zien als de dominant homozygote ouder waar we mee begonnen, en 1/4e , dus 25%, eruit ziet als de recessief homozygote ouder waar we mee begonnen. Dit is dus het fenotype, en dit kun je bepalen door te tellen hoeveel van de 4 hokjes een C in het genotype hebben: deze zullen dus het uiterlijk hebben wat hoort bij het dominante allel.
Maar ook met het genotype kun je rekenen. We hebben al gezien dat er drie verschillende combinaties van allelen zijn ontstaan bij deze kruising. Één CC, twee Cc en één cc. Dat betekent dat onafhankelijk van de aantallen, 1/4e, of 25% het genotype CC heeft, 1/4e of 25% het genotype cc heeft, en 2/4e, of 50% het genotype Cc heeft. Dit kun je als het ware berekenen door het aantal hokjes met een bepaald genotype te tellen. Dit klinkt misschien ingewikkeld, maar oefen er vooral mee met een aantal oefenopgaven, dan krijg je dit vanzelf onder de knie!
Stambomen
De kruisingsschema’s waar we het net over gehad hebben, kun je ook weergeven in een zogenaamde stamboom. In een stamboom wordt de verwantschap tussen individuen aangegeven, samen met bijvoorbeeld het geslacht, en of iemand een bepaalde eigenschap wel of niet heeft. Mannen worden altijd afgebeeld als een vierkantje, en vrouwen zijn altijd een rondje. Heeft iemand een bepaalde aandoening, dan is het vierkant je of rondje ingekleurd. Zijn ze open, of wit, dan heeft diegene de aandoening niet.
Als laatste bestaat er ook zoiets als drager zijn van een bepaalde eigenschap. Dit betekent dat iemand heterozygoot is voor een bepaalde eigenschap en het dominante en gezonde allel tot uiting komt in het fenotype. Het recessieve allel kan leiden tot een ziekte als deze homozygoot aanwezig is in een individu. Het individu wordt dan zelf niet ziek, maar kan de ziekte wel doorgeven. Dit ziet eruit als een rondje of vierkantje dat half gekleurd is. Iedere generatie staat op één lijn in een stamboom, en verwantschap tussen individuen wordt door middel van lijntjes met elkaar verbonden.
