Τα κύρια μοτίβα της κληρονομιάς των χαρακτήρων που καθόρισε ο Γ. Μέντελ: περιγραφή και λειτουργίες

Οι άνθρωποι ενδιαφερόταν πάντα για τα μοτίβα.κληρονομιά των χαρακτηριστικών. Γιατί τα παιδιά είναι σαν τους γονείς τους; Υπάρχει κίνδυνος μετάδοσης κληρονομικών ασθενειών; Αυτά και πολλά άλλα ερωτήματα παρέμειναν κάτω από ένα πέπλο μυστικότητας μέχρι τον 19ο αιώνα. Τότε ο Μεντέλ κατάφερε να συσσωρεύσει όλες τις συσσωρευμένες γνώσεις σχετικά με αυτό το θέμα, και επίσης μέσω σύνθετων αναλυτικών πειραμάτων για τη δημιουργία συγκεκριμένων προτύπων.

Η συμβολή του Mendel στην ανάπτυξη της γενετικής

Τα κύρια πρότυπα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών -Αυτές είναι οι αρχές σύμφωνα με τις οποίες ορισμένα χαρακτηριστικά μεταδίδονται από τους γονικούς οργανισμούς στους απογόνους. Η ανακάλυψη και η σαφής διατύπωση τους είναι η αξία του Γκρέγκορ Μέντελ, ο οποίος πραγματοποίησε πολλά πειράματα σε αυτό το θέμα.

Το κύριο επίτευγμα ενός επιστήμονα είναι η απόδειξηδιακριτή φύση των κληρονομικών παραγόντων. Με άλλα λόγια, ένα συγκεκριμένο γονίδιο είναι υπεύθυνο για κάθε χαρακτηριστικό. Οι πρώτοι χάρτες κατασκευάστηκαν για αραβόσιτο και μύγες φρούτων. Το τελευταίο είναι ένα κλασικό αντικείμενο για τη διεξαγωγή γενετικών πειραμάτων.

Τα πλεονεκτήματα του Mendel δύσκολα μπορούν να υπερεκτιμηθούν, όπως λένεκαι οικιακοί επιστήμονες. Έτσι, ο διάσημος γενετιστής Timofeev-Resovsky σημείωσε ότι ο Mendel ήταν ο πρώτος που πραγματοποίησε θεμελιώδη πειράματα και έδωσε μια ακριβή περιγραφή των φαινομένων που υπήρχαν στο παρελθόν σε επίπεδο υποθέσεων. Έτσι, μπορεί να θεωρηθεί πρωτοπόρος της μαθηματικής σκέψης στους τομείς της βιολογίας και της γενετικής.

Προκάτοχοι

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα πρότυπα κληρονομιάςσημάδια σύμφωνα με τον Μέντελ δεν είχαν διατυπωθεί από την αρχή. Η έρευνά του βασίστηκε στην έρευνα των προκατόχων του. Ιδιαίτερη σημείωση είναι οι ακόλουθοι μελετητές:

• Ι.Ο Goss πειραματίστηκε με μπιζέλια, διασχίζοντας φυτά με φρούτα διαφορετικών χρωμάτων. Χάρη σε αυτές τις μελέτες, ανακαλύφθηκαν οι νόμοι της ομοιομορφίας της πρώτης γενιάς υβριδίων, καθώς και η ατελής κυριαρχία. Ο Μεντέλ διευκρίνισε και επιβεβαίωσε αυτήν την υπόθεση.
• Ο Augustin Sarget είναι ένας κτηνοτρόφος φυτών που έχει επιλέξειτις εμπειρίες τους με καλλιέργειες κολοκύθας. Ήταν ο πρώτος που μελέτησε κληρονομικά χαρακτηριστικά όχι συνολικά, αλλά ξεχωριστά. Έχει τον ισχυρισμό ότι κατά τη μεταφορά ορισμένων χαρακτηριστικών, δεν αναμιγνύονται μεταξύ τους. Έτσι, η κληρονομικότητα είναι σταθερή.
• Ο Noden πραγματοποίησε έρευνα για διάφορα είδηένα τέτοιο φυτό όπως το ναρκωτικό. Αφού ανέλυσε τα αποτελέσματα που ελήφθησαν, θεώρησε απαραίτητο να μιλήσει για την παρουσία κυρίαρχων χαρακτηριστικών, τα οποία στις περισσότερες περιπτώσεις θα επικρατήσουν.

Έτσι, μέχρι τον 19ο αιώνα, τέτοιαφαινόμενα όπως η κυριαρχία, η ομοιομορφία της πρώτης γενιάς, καθώς και ο συνδυασμός των χαρακτηριστικών στα επόμενα υβρίδια. Ωστόσο, δεν έχουν εκπονηθεί γενικοί νόμοι. Είναι η ανάλυση των διαθέσιμων πληροφοριών και η ανάπτυξη αξιόπιστων ερευνητικών μεθόδων που αποτελούν την κύρια αξία του Mendel.

Η μέθοδος εργασίας του Mendel

Οι κανονικότητες της κληρονομιάς των χαρακτηριστικών σύμφωνα με τον Μέντελ διατυπώθηκαν ως αποτέλεσμα θεμελιώδους έρευνας. Οι δραστηριότητες του επιστήμονα πραγματοποιήθηκαν ως εξής:

• Τα κληρονομικά χαρακτηριστικά θεωρήθηκαν όχι συνολικά, αλλά ξεχωριστά.
• μόνο εναλλακτική λύσηγνωρίσματα που αντιπροσωπεύουν μια σημαντική διαφορά μεταξύ των ποικιλιών (αυτό επέτρεψε να εξηγηθούν με μεγαλύτερη σαφήνεια τα πρότυπα της διαδικασίας κληρονομιάς).
• Η έρευνα ήταν θεμελιώδης (Mendelερεύνησε έναν μεγάλο αριθμό ποικιλιών μπιζελιού, οι οποίες ήταν και καθαρές και υβριδικές, και στη συνέχεια διέσχισαν "απογόνους"), οι οποίες επέτρεψαν να μιλήσουμε για την αντικειμενικότητα των αποτελεσμάτων.
• η χρήση ακριβών ποσοτικών μεθόδων στην ανάλυση των δεδομένων που αποκτήθηκαν (χρησιμοποιώντας γνώσεις στον τομέα της θεωρίας πιθανότητας, ο Mendel μείωσε τον δείκτη τυχαίων αποκλίσεων).

Ο νόμος της ομοιομορφίας των υβριδίων

Λαμβάνοντας υπόψη τα πρότυπα κληρονομιάςσημάδια, αξίζει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ομοιομορφία των υβριδίων πρώτης γενιάς. Ανακαλύφθηκε μέσω ενός πειράματος κατά το οποίο οι γονικές μορφές διασταυρώθηκαν με ένα χαρακτηριστικό αντίθεσης (σχήμα, χρώμα κ.λπ.).

Ο Μέντελ αποφάσισε να κάνειπειραματιστείτε σε δύο ποικιλίες μπιζελιών - με κόκκινα και άσπρα λουλούδια. Ως αποτέλεσμα, τα υβρίδια πρώτης γενιάς πήραν μοβ ταξιανθίες. Έτσι, υπήρχε λόγος να μιλήσουμε για την παρουσία κυρίαρχων και υπολειπόμενων χαρακτηριστικών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η εμπειρία του Mendel δεν ήτανο μοναδικός. Για πειράματα, χρησιμοποίησε φυτά με διαφορετικές αποχρώσεις ταξιανθιών, με διαφορετικά σχήματα φρούτων, διαφορετικά ύψη στελέχους και άλλες επιλογές. Εμπειρικά, μπόρεσε να αποδείξει ότι όλα τα υβρίδια πρώτης τάξης είναι ομοιόμορφα και χαρακτηρίζονται από κυρίαρχο χαρακτηριστικό.

Ατελής κυριαρχία

Κατά τη μελέτη μιας ερώτησης όπωςμοτίβα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών, πραγματοποιήθηκαν πειράματα τόσο σε φυτά όσο και σε ζωντανούς οργανισμούς. Έτσι, ήταν δυνατό να αποδειχθεί ότι τα σημάδια δεν είναι πάντα σε σχέση πλήρους κυριαρχίας και καταστολής. Έτσι, για παράδειγμα, όταν διασχίζαμε ασπρόμαυρα κοτόπουλα, ήταν δυνατόν να πάρουμε γκρίζους απογόνους. Ήταν το ίδιο με ορισμένα φυτά, όταν ποικιλίες με μοβ και λευκά άνθη παρήγαγαν ροζ αποχρώσεις στην έξοδο. Έτσι, είναι δυνατόν να διορθωθεί η πρώτη αρχή, υποδεικνύοντας ότι η πρώτη γενιά υβριδίων θα έχει τα ίδια χαρακτηριστικά, ενώ μπορεί να είναι ενδιάμεσα.

Διαχωρισμός χαρακτηριστικών

Συνέχιση της διερεύνησης των προτύπων κληρονομιάςχαρακτηριστικά, ο Μέντελ θεώρησε απαραίτητο να διασταυρωθούν δύο απόγονοι της πρώτης γενιάς (ετερόζυγος). Ως αποτέλεσμα, αποκτήθηκαν απόγονοι, μερικοί από τους οποίους είχαν κυρίαρχο χαρακτηριστικό και το άλλο - υπολειπόμενο. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το δευτερεύον χαρακτηριστικό της πρώτης γενιάς υβριδίων δεν εξαφανίζεται καθόλου, αλλά καταστέλλεται μόνο και μπορεί να εκδηλωθεί στους επόμενους απογόνους.

Ανεξάρτητη κληρονομιά

Πολλές ερωτήσεις δημιουργούν μοτίβακληρονομιά των χαρακτηριστικών. Τα πειράματα του Mendel άγγιξαν επίσης άτομα που διαφέρουν μεταξύ τους με διάφορους τρόπους ταυτόχρονα. Για κάθε ξεχωριστά, παρατηρήθηκαν οι προηγούμενες κανονικότητες. Όμως, λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο των χαρακτηριστικών, δεν ήταν δυνατό να προσδιοριστούν οι κανονικότητες μεταξύ των συνδυασμών τους. Έτσι, υπάρχει λόγος να μιλήσουμε για την ανεξαρτησία της κληρονομιάς.

Ο νόμος της αγνότητας Gamete

Μερικά πρότυπα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών,ιδρύθηκε από τον Mendel ήταν καθαρά υποθετικά. Μιλάμε για το νόμο της καθαρότητας των γαμετών, ο οποίος συνίσταται στο γεγονός ότι μόνο ένα αλληλόμορφο από το ζεύγος που περιέχεται στο γονίδιο του γονικού ατόμου μπαίνει σε αυτά.

Δεν υπήρχαν τεχνικά μέσα στην εποχή του Μέντελγια να επιβεβαιώσετε αυτήν την υπόθεση. Ωστόσο, ο επιστήμονας κατάφερε να διατυπώσει μια γενική δήλωση. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι στη διαδικασία σχηματισμού υβριδίων, τα κληρονομικά χαρακτηριστικά διατηρούνται αμετάβλητα και δεν αναμιγνύονται.

Βασικοί όροι

Η γενετική είναι η επιστήμη που μελετά μοτίβακληρονομιά των χαρακτηριστικών. Η Mendel συνέβαλε σημαντικά στην ανάπτυξή της, αναπτύσσοντας θεμελιώδεις διατάξεις σε αυτό το θέμα. Ωστόσο, για να εκπληρωθούν, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες βασικές προϋποθέσεις:

• τα πρωτότυπα έντυπα πρέπει να είναι ομόζυγα.
• εναλλακτικότητα των σημείων ·
• την ίδια πιθανότητα σχηματισμού διαφορετικών αλληλίων σε ένα υβρίδιο.
• ίση βιωσιμότητα των γαμετών ·
• κατά τη γονιμοποίηση, οι γαμέτες συνδυάζονται με τυχαίο τρόπο.
• Οι ζυγώτες με διαφορετικούς συνδυασμούς γονιδίων είναι εξίσου βιώσιμοι.
• ο αριθμός των ατόμων της δεύτερης γενιάς πρέπει να είναι επαρκής ώστε να θεωρούνται τα αποτελέσματα που λαμβάνονται ως φυσικά ·
• η εκδήλωση σημείων δεν πρέπει να εξαρτάται από την επίδραση εξωτερικών συνθηκών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, αντιστοιχούν σε αυτά τα χαρακτηριστικά.

Μοτίβα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών στους ανθρώπους

Παρά το γεγονός ότι αρχικά οι γενετικές αρχές μελετήθηκαν στο παράδειγμα των φυτών, ισχύουν επίσης για ζώα και ανθρώπους. Αξίζει να σημειωθούν οι ακόλουθοι τύποι κληρονομιάς:

• Αυτοσωματική κυρίαρχη - κληρονομιά κυρίαρχουσημεία που εντοπίζονται μέσω αυτοσωμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, ο φαινότυπος μπορεί να εκφραστεί έντονα ή να είναι αισθητός. Με αυτόν τον τύπο κληρονομιάς, η πιθανότητα ενός παιδιού να λάβει παθολογικό αλληλόμορφο από έναν γονέα είναι 50%.
• Αυτοσωματική υπολειπόμενη - κληρονομιά μικρών χαρακτηριστικών που σχετίζονται με τα αυτοσωμάτια. Οι ασθένειες εκδηλώνονται μέσω ομοζυγώτων, και τα δύο αλληλόμορφα επηρεάζονται.
• Ο κυρίαρχος X-συνδεδεμένος τύπος συνεπάγεται τη μετάδοση κυρίαρχων χαρακτηριστικών από ντετερμινιστικά γονίδια. Ταυτόχρονα, οι ασθένειες στις γυναίκες είναι 2 φορές πιο συχνές από ό, τι στους άνδρες.
• Υπολειπόμενος τύπος X-Linked - κληρονομιάσυμβαίνει σε ασθενέστερη βάση. Η ασθένεια ή τα μεμονωμένα σημάδια της εμφανίζονται πάντα σε αρσενικούς απογόνους και σε γυναίκες - μόνο σε ομόζυγη κατάσταση.

Βασικές έννοιες

Για να καταλάβετε πώς λειτουργούν τα πρότυπα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών του Μεντέλ και άλλων γενετικών διεργασιών, αξίζει να εξοικειωθείτε με τους βασικούς ορισμούς και έννοιες. Αυτά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό είναι ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό που δρα ως καθοριστική κατάσταση ενός γονιδίου και καταστέλλει την ανάπτυξη υπολειπόμενων.
• Ένα υπολειπόμενο χαρακτηριστικό είναι ένα χαρακτηριστικό που κληρονομείται, αλλά δεν λειτουργεί ως καθοριστικό.
• Ένα ομοζυγώτη είναι ένα διπλοειδές άτομο ή κύτταρο, τα χρωμοσώματα των οποίων περιέχουν τα ίδια κύτταρα του συγκεκριμένου γονιδίου.
• Ετεροζυγώτης - ένα διπλοειδές άτομο ή κύτταρο που διασπά και έχει διαφορετικά αλληλόμορφα μέσα στο ίδιο γονίδιο.
• Ένα αλληλόμορφο είναι μια από τις εναλλακτικές μορφές ενός γονιδίου που βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη θέση στο χρωμόσωμα και χαρακτηρίζεται από μια μοναδική αλληλουχία νουκλεοτιδίων.
• Ένα αλληλόμορφο είναι ένα ζευγάρι γονιδίων που βρίσκονται στις ίδιες ζώνες ομόλογων χρωμοσωμάτων και ελέγχουν την ανάπτυξη ορισμένων χαρακτηριστικών.
• Τα μη αλληλικά γονίδια βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη χρωμοσωμάτων και είναι υπεύθυνα για την εκδήλωση διαφόρων χαρακτηριστικών.

Συμπέρασμα

Ο Μεντέλ διατύπωσε και αποδείχθηκε στην πράξηβασικά πρότυπα κληρονομιάς των χαρακτηριστικών. Η περιγραφή τους δίνεται στο παράδειγμα των φυτών και είναι ελαφρώς απλοποιημένη. Στην πράξη, αυτό ισχύει για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.