Prawa niezależnego dziedziczenia znaków. Prawa Mendla. Genetyka

W wyniku badań naukowców K. Correns, G. de Vries, E. Cermak w 1900 roku zostały "odkryte ponownie" prawa genetyki sformułowane już w 1865 roku przez przodka nauki o dziedziczności - Gregor Mendel. W swoich eksperymentach naturalista stosował metodę hybrydologiczną, dzięki której sformułowano zasady dziedziczenia cech i określonych właściwości organizmów. W tym artykule rozważymy główne wzorce przenoszenia dziedziczności, badane przez genetyka.

G. Mendel i jego badania

Dopuszczalne użycie metody hybrydologicznejnaukowca, aby ustanowić szereg praw, zwanych później prawami Mendla. Na przykład sformułował zasadę jednolitości mieszańców pierwszego pokolenia (pierwsze prawo Mendla). Wskazał na fakt, że hybrydy F₁ tylko jedna kontrolowana cechagen dominujący. Tak więc, przy krzyżowaniu się roślin grochu siewnego, którego odmiany różniły się kolorem nasion (żółtym i zielonym), wszystkie mieszańce pierwszego pokolenia miały tylko żółty kolor nasion. Co więcej, wszystkie te osobniki miały ten sam genotyp (były to heterozygoty).

Prawo dzielenia

Kontynuując krzyżowanie między sobą osobników pobranych z mieszańców pierwszego pokolenia, Mendel otrzymał w F₂ podział funkcji. Innymi słowy, rośliny z recesywnym allelem cechy testowej (zielone zabarwienie nasion) w ilości jednej trzeciej wszystkich hybryd zostały fenotypowo zidentyfikowane. W ten sposób ustalone prawa niezależnego dziedziczenia cech pozwoliły Mendlowi prześledzić mechanizm przenoszenia genów dominujących i recesywnych w kilku generacjach hybryd.

Krzyżowanie dwu- i polihybrydowe

W kolejnych eksperymentach Mendel był skomplikowanywarunki ich postępowania. Teraz, w celu krzyżowania, zostały podjęte rośliny, które różniły się o dwie i więcej par alternatywnych postaci. Naukowiec prześledził zasady dziedziczenia genów dominujących i recesywnych i uzyskał wyniki dzielenia, które można przedstawić za pomocą wzoru ogólnego (3: 1)ⁿ, gdzie n jest liczbą par alternatywnych cech charakterystycznych, w których rodzic jest inny. Tak więc dla krzyżowania hybrydowego fenotyp podzielony na hybrydy drugiej generacji będzie wyglądał następująco: (3: 1)²= 9: 6: 1 lub 9: 3: 3: 1. Oznacza to, że drugie pokolenie hybrydowe można zauważyć cztery rodzaje fenotypu: rośliny żółty płynny (9/16) ich, z żółtym POMARSZCZONY (3/16), z zielonej gładka (3/16), a z zielonych pomarszczonych nasion (część 1/16 ). W ten sposób prawa niezależnego dziedziczenia cech otrzymały swoje matematyczne potwierdzenie, a hybrydyzacja poli hybrydowa była postrzegana jako kilka monohybrydowych - "nałożonych" na siebie.

Rodzaje dziedziczenia

W genetyce istnieje kilka rodzajów transmisjiznaki i właściwości od rodziców do dzieci. Głównym kryterium jest tu forma kontroli cech, realizowana przez jeden gen - dziedziczenie monogeniczne lub kilka - dziedziczenie poligenowe. Wcześniej rozważaliśmy prawa niezależnego dziedziczenia cech dla jedno- i dwuhybrydowych przejść, mianowicie pierwsze, drugie i trzecie prawo Mendla. Teraz rozważymy taką formę jako połączone dziedzictwo. Jego teoretyczną podstawą jest teoria Thomasa Morgana, zwana teorią chromosomową. Naukowiec udowodnił, że wraz z cechami przekazanymi potomstwu niezależnie, istnieją takie typy dziedziczenia, jak autosomalna i powiązana z płcią kohezja.

W tych przypadkach kilka cech jednej osobySą dziedziczone razem, ponieważ są kontrolowane przez geny umiejscowione w jednym chromosomie i położone obok siebie. Tworzą grupy sprzęgłowe, których liczba jest równa haploidalnym zestawom chromosomów. Na przykład osoba ma kariotyp 46 chromosomów, co odpowiada 23 grupom sprzęgła. Stwierdzono, że im mniejsza odległość między genami w chromosomie, tym rzadziej między nimi występuje proces przejścia, co prowadzi do zjawiska dziedzicznej zmienności.

Jak zlokalizowane są geny w chromosomie X.

Nadal badamy wzorce dziedziczenia,podlega teorii chromosomów Morgana. Badania genetyczne wykazały, że zarówno u ludzi, jak iu zwierząt (ryby, ptaki, ssaki) istnieje grupa cech, których mechanizm dziedziczenia wpływa na płeć jednostki. Na przykład kolor włosów u kotów, widzenie kolorów i krzepnięcie krwi u ludzi są kontrolowane przez geny znajdujące się w chromosomie X płci. Zatem defekty odpowiadających genów u ludzi są fenotypowo manifestowane w postaci chorób dziedzicznych, zwanych genami. Należą do nich hemofilia i ślepota barw. Odkrycia G. Mendla i T. Morgana pozwoliły na zastosowanie praw genetyki w tak ważnych obszarach ludzkiego społeczeństwa jak medycyna, rolnictwo, selekcja zwierząt, roślin i mikroorganizmów.

Związek między genami a właściwościami, które określają

Dzięki nowoczesnym studiom genetycznymStwierdzono, że prawa niezależnego dziedziczenia atrybutów podlegają dalszej ekspansji, ponieważ stosunek "1 gen - 1 atrybut", leżący u jego podstaw, nie jest uniwersalny. W nauce znane stały się przypadki wielokrotnego działania genów, jak również interakcji form nie allelicznych. Do takich gatunków należą epistaza, komplementarność i polimorfizm. Stwierdzono więc, że ilość pigmentu skórnego melatoniny odpowiedzialnego za jego kolor jest kontrolowana przez całą grupę dziedzicznych depozytów. Im więcej w ludzkim genotypie dominujących genów odpowiedzialnych za syntezę pigmentu, tym ciemniejsza jest skóra. Ten przykład ilustruje interakcję, taką jak polimer. W roślinach ta forma dziedziczenia jest nieodłączną cechą gatunku zbożowego, w którym kolor ziaren jest kontrolowany przez grupę genów polimerowych.

Zatem każdy organizm ma genotypjest reprezentowany przez integralny system. Powstał w wyniku historycznego rozwoju gatunków biologicznych - filogenezy. Stan większości cech i właściwości osobnika jest wynikiem interakcji genów, zarówno allelicznych, jak i nieelementowych, i one same mogą wpływać na rozwój kilku cech ciała.