優性形質にはどんなものがあるの？メンデルの法則の一つ？医学部研究室の実験助手がわかりやすく解説

ライター／オリビン

理系の学部を卒業後、医学部研究室で実験助手をしている。患者さんの遺伝子から変異を見つけ出し、病名を確定させる仕事のため分子生物学を熟知している。

1.メンデルの法則とは

image by iStockphoto

1866年、メンデルは修道院の庭に植えたエンドウの種子の形・サヤの硬さや色・花の位置・茎の高さなどの形質について交配実験を行い、論文としてまとめました。その論文の中でメンデルは̬遺伝の法則として優劣の法則・分離の法則・独立の法則の3つを提唱しており、3つ合わせてメンデルの法則と呼ばれています。メンデルの法則は1900年に3人の研究者によって再発見され、メンデルの法則が再現性のあるものだということが証明されました。

”メンデルの法則”で有名なメンデルってどんな人？現役講師がわかりやすく解説

メンデルの法則の1つ「優性の法則」とは何？医学部の実権助手が5分でわかりやすく解説

不完全優性と優性の法則は何が違うの？優性の法則の例外について医学部研究室の実験助手がわかりやすく解説

メンデルの法則の1つ、「分離の法則」とは何か？医学部研究室の実験助手が5分でわかりやすく解説

劣性形質とはどのようなもの？その言葉の意味と遺伝の法則について医学部実験助手が5分でわかりやすく解説

グリフィスが発見した形質転換とは何？医学部研究室の実験助手が5分でわかりやすく解説

1-1優性と劣性について

image by Study-Z編集部

エンドウの種子の形を例に優性(ゆうせい)について解説しますね。エンドウの種子でしわがあるもの(a)としわがなくきれいな丸形のもの(A)を交配するとします。遺伝子は対になっているため、しわのないきれいな丸形の遺伝子はAA、しわのあるものはaaという遺伝子型になりますね。生まれる子は両親の遺伝子を一つずつ受け継ぐので、子の遺伝子型はすべてAaとなります。このとき、子の形質はずべてきれいな丸形となるんですよ。つまり、きれいな丸の方が優性形質ということになりますね。このように、対立する形質が対となったときは優性形質が現れるんですよ。

1-2優性の形質の別名

優性形質とは以前までの呼び方で、現在は顕性(けんせい)形質と表現が変わりました。顕性形質へ正式に変更になったのは2017年9月のことで、日本遺伝学会は10年以上も話し合いを続けていたそうです。学問的にはどちらの表現でも全く問題ありませんが、社会の流れに合わせたほうがいいとのことでした。やはり優性・劣性という字はそのアレルが優れていたり・劣っていたりという印象を受けるますよね。しかし、実際はヘテロ接合体の場合に優性形質のほうが表現型として表れやすいというだけで優劣は関係ありません。また、アレルという言葉も以前までは対立遺伝子という表現でした。

最初に優性形質や劣性形質という言葉を使ったのはメンデルでしたね。メンデルがエンドウマメの実験をしている段階では、まだ対立遺伝子や二倍体が発見されていませんでした。なので表現型として表れやすい形質を優性遺伝子と読んだのです。

1-3いろいろな役割の染色体

染色体の数は生き物によって違うことをご存知でしょうか？人の場合は1956年にチオとレヴァンによって染色体の数が23対46本であることが明らかにされました。他の動物では豚と猫が38本、犬では78本、アヒルでは80本の染色体があります。全ての染色体は対で存在しますが、研究が進むにつれて例外があることが発見されたのです。その例外とは、片方の性別では全ての染色体が対になっているのに、もう片方の性別では1組だけ対にならない染色体があることでした。

哺乳類ではオスで、鳥類ではメスに対にならない染色体があります。つまり、性別の遺伝は染色体によって決まるということです。このような染色体を性染色体と呼びます。性染色体にはX染色体とY染色体があり、哺乳類の場合はY染色体を持っているものが男性で、X染色体のみが女性となるのです。

性染色体以外の残りの染色体を常染色体といいます。優性形質は性染色体上にあるのか、常染色体上にあるのかで引き継がれ方が異なっているのです。

いろいろな優性形質と劣性形質

(左が優性形質、右が劣性形質です)

くせっ毛・直毛

黒髪・茶色っぽい色の髪

長いまつげ・短いまつげ

えくぼがある・えくぼが無い

二重まぶた・一重まぶた

肌の色が色黒・肌の色が白色(色白)

2.常染色体優性遺伝の特徴

遺伝子により受け継いだ親の形質は常染色体上の遺伝子であるか、性染色体上の遺伝子であるかによって発現しやすいかどうかが大きく異なります。ここでは常染色体に存在する遺伝子について解説しますね。

常染色体は人だと22対44本あります。対の組み合わせになって存在するのは両親からそれぞれ引き継いでいるためです。つまり常染色体の場合、両親の遺伝子をそれぞれ50パーセント受け継ぐことになります。

2-1常染色体優性遺伝形式の遺伝率

image by iStockphoto

長いまつげが優性形質、短いまつげが劣性形質だとしましょう。もし両親のうちどちらかのまつげが長かった時、子どもにも長いまつげが引き継がれる確率は50パーセントです。優性形質が伝わる確率は非常に高いんですよ。もし両親のどちらかがホモ接合で優性形質の遺伝子を持っていた場合、その遺伝子が子供に引き継がれる確率が100パーセントになります。つまり生まれた子どもはみんなまつげが長くなるのです。

2-2常染色体劣性遺伝での遺伝率

image by iStockphoto

えくぼが有る方が優性形質、えくぼがないのが劣性形質だとします。両親のどちらともえくぼがあるが、それがヘテロ接合体だった場合、えくぼの有る子どもが生まれる確率は25パーセントです。えくぼがあっても、えくぼができない遺伝子を所持する確率は50パーセントになります。劣性遺伝の場合はホモ接合体でなければ発現しないため、えくぼがない確率は優性遺伝よりも低くなりますが、その遺伝子を保持する確率は50パーセントとなるんです。

2-3性染色体(X染色体)優性遺伝の特徴

image by iStockphoto

性染色体にはX染色体とY染色体があります。このX染色体上にある遺伝子が関連する遺伝をX連鎖性と呼ぶんです。X染色体は女性だと2本、男性だと1本所有しています。このX連鎖性の遺伝は性別によって変異した遺伝子が引き継がれる確率が変化するため注意が必要です。

2-4X連鎖性優性遺伝の遺伝率

image by iStockphoto

X染色体に変異があり、この変異によって何らかの病気が引き起こされるとします。この場合、この変異のあるX染色体を引き継いだ人のみ病気が発現するんです。これは母親がもっているか父親が持っているかにも大きく影響するんですよ。例えば父親が変異のあるX染色体を保有していた場合、男児には変異は受け継がれませんが、女児には変異が受け継がれます。しかも、優性形質なので女児では必ず発現することになるのです。

では母親が変異のあるX染色体をヘテロで保有していたとします。その場合、男児に変異が遺伝する確率は50パーセント、女児でも50パーセントになるのです。