Główne wzorce dziedziczenia postaci ustanowione przez G. Mendla: opis i funkcje

Wzory zawsze interesowały ludzi.dziedziczenie cech. Dlaczego dzieci są takie jak ich rodzice? Czy istnieje ryzyko przeniesienia chorób dziedzicznych? Te i wiele innych kwestii pozostawało pod zasłoną tajemnicy aż do XIX wieku. To wtedy Mendel zdołał zgromadzić całą zgromadzoną wiedzę na ten temat, a także poprzez złożone eksperymenty analityczne, aby ustalić określone wzorce.

Wkład Mendla w rozwój genetyki

Główne wzorce dziedziczenia cech -są to zasady, zgodnie z którymi pewne cechy są przekazywane z organizmów rodzicielskich na potomstwo. Ich odkrycie i jasne sformułowanie to zasługa Gregora Mendla, który przeprowadził w tej kwestii liczne eksperymenty.

Głównym osiągnięciem naukowca jest dowóddyskretny charakter czynników dziedzicznych. Innymi słowy, za każdą cechę odpowiada określony gen. Pierwsze mapy zostały zbudowane dla kukurydzy i muszek owocowych. Ten ostatni jest klasycznym obiektem do przeprowadzania eksperymentów genetycznych.

Trudno przecenić zasługi Mendla, jak mówiąi krajowi naukowcy. Tak więc słynny genetyk Timofiejew-Ressowski zauważył, że Mendel jako pierwszy przeprowadził fundamentalne eksperymenty i podał dokładny opis zjawisk, które wcześniej istniały na poziomie hipotez. Tym samym można go uznać za pioniera myślenia matematycznego w dziedzinie biologii i genetyki.

Przodkowie

Należy zauważyć, że wzory dziedziczeniaznaki według Mendla nie zostały sformułowane od podstaw. Jego badania opierały się na badaniach jego poprzedników. Na szczególną uwagę zasługują następujący naukowcy:

• JOT.Goss eksperymentował z groszkiem, krzyżując rośliny z owocami o różnych kolorach. To właśnie dzięki tym badaniom odkryto prawa jednorodności mieszańców pierwszego pokolenia, a także niepełnej dominacji. Mendel tylko sprecyzował i potwierdził tę hipotezę.
• Augustin Sarget jest hodowcą roślin, który się na to zdecydowałich doświadczenia z uprawami dyni. Był pierwszym, który badał cechy dziedziczne nie łącznie, ale oddzielnie. Jest właścicielem twierdzenia, że ​​przenosząc pewne cechy, nie mieszają się one ze sobą. Zatem dziedziczność jest stała.
• Noden prowadził badania na różnych gatunkachtaka roślina jak narkotyk. Po przeanalizowaniu uzyskanych wyników uznał za konieczne mówić o obecności cech dominujących, które w większości przypadków przeważają.

Tak więc w XIX wieku takiezjawiska takie jak dominacja, jednorodność pierwszego pokolenia, a także kombinatoryka cech w kolejnych mieszańcach. Niemniej jednak nie wypracowano żadnych ogólnych przepisów. To właśnie analiza dostępnych informacji i rozwój rzetelnych metod badawczych to główne zalety Mendla.

Metoda pracy Mendla

W wyniku badań fundamentalnych sformułowano prawidłowości dziedziczenia cech według Mendla. Działania naukowca przebiegały w następujący sposób:

• cechy dziedziczne były rozpatrywane nie łącznie, ale oddzielnie;
• jedyna alternatywacechy, które reprezentują istotną różnicę między odmianami (dzięki temu można było najjaśniej wyjaśnić wzorce procesu dziedziczenia);
• badania były fundamentalne (Mendelprzebadali dużą liczbę odmian grochu, zarówno czystych, jak i mieszańców, a następnie skrzyżowano „potomstwo”), co pozwoliło mówić o obiektywności wyników;
• zastosowanie dokładnych metod ilościowych w analizie uzyskanych danych (wykorzystując wiedzę z zakresu teorii prawdopodobieństwa, Mendel zredukował wskaźnik odchyleń losowych).

Prawo jednorodności mieszańców

Biorąc pod uwagę wzory dziedziczeniacech, warto zwrócić szczególną uwagę na jednorodność hybryd pierwszej generacji. Zostało odkryte w wyniku eksperymentu, podczas którego krzyżowano formy rodzicielskie z jedną kontrastową cechą (kształt, kolor itp.).

Mendel zdecydował się poprowadzićeksperymentuj na dwóch odmianach grochu - z czerwonymi i białymi kwiatami. W rezultacie hybrydy pierwszej generacji otrzymały fioletowe kwiatostany. Był więc powód, aby mówić o obecności cech dominujących i recesywnych.

Należy zauważyć, że doświadczenie Mendla nie byłojedyny. Używał roślin do eksperymentów z różnymi odcieniami kwiatostanów, różnymi kształtami owoców, różną wysokością łodygi i innymi opcjami. Udowodnił empirycznie, że wszystkie hybrydy pierwszego rzędu są jednolite i charakteryzują się dominującą cechą.

Niepełna dominacja

Podczas studiowania pytania takiego jakwzory dziedziczenia cech, eksperymenty prowadzono zarówno na roślinach, jak i na organizmach żywych. W ten sposób można było ustalić, że znaki nie zawsze są w relacji całkowitej dominacji i tłumienia. Na przykład podczas krzyżowania czarno-białych kurczaków można było uzyskać szare potomstwo. Podobnie było z niektórymi roślinami, gdy odmiany o fioletowych i białych kwiatach dawały na wyjściu różowe odcienie. W ten sposób można skorygować pierwszą zasadę, wskazującą, że hybrydy pierwszego pokolenia będą miały te same cechy, chociaż mogą być pośrednie.

Cechy dzielące

Kontynuacja eksploracji wzorców dziedziczeniacechy, Mendel uznał za konieczne skrzyżowanie dwóch potomków pierwszego pokolenia (heterozygotycznych). W efekcie uzyskano potomstwo, z których część nosiła cechę dominującą, a druga recesywną. Z tego możemy wywnioskować, że cecha drugorzędna w pierwszym pokoleniu mieszańców w ogóle nie znika, ale jest tylko tłumiona i może dobrze objawiać się w kolejnym potomstwie.

Niezależne dziedziczenie

Wiele pytań rodzi pewne schematydziedziczenie cech. Eksperymenty Mendla dotyczyły także osób różniących się od siebie na kilka sposobów naraz. Dla każdego z osobna zaobserwowano poprzednie prawidłowości. Ale teraz, biorąc pod uwagę całość cech, nie można było zidentyfikować żadnych prawidłowości między ich kombinacjami. Dlatego jest powód, aby mówić o niezależności dziedziczenia.

Prawo czystości gamet

Niektóre wzory dziedziczenia cech,ustalone przez Mendla były czysto hipotetyczne. Mowa o prawie czystości gamet, które polega na tym, że dostaje się do nich tylko jeden allel z pary zawartej w genie osobnika macierzystego.

W czasach Mendla nie było środków technicznychaby potwierdzić tę hipotezę. Niemniej naukowiec zdołał sformułować ogólne stwierdzenie. Jego istota polega na tym, że w procesie tworzenia mieszańców cechy dziedziczne pozostają niezmienione i nie są mieszane.

Podstawowe warunki

Genetyka to nauka, która bada wzorcedziedziczenie cech. Mendel wniósł istotny wkład w jego rozwój, opracowując podstawowe zapisy w tej kwestii. Jednak aby je spełnić, muszą być spełnione następujące podstawowe warunki:

• oryginalne formy muszą być homozygotyczne;
• alternatywność znaków;
• takie samo prawdopodobieństwo powstania różnych alleli w hybrydzie;
• równa żywotność gamet;
• podczas zapłodnienia gamety są losowo łączone;
• zygoty z różnymi kombinacjami genów są równie żywotne;
• liczba osobników drugiego pokolenia powinna być wystarczająca do uznania uzyskanych wyników za naturalne;
• manifestacja znaków nie powinna być zależna od wpływu warunków zewnętrznych.

Warto zauważyć, że większość organizmów żywych, w tym ludzie, odpowiada tym cechom.

Wzorce dziedziczenia cech u ludzi

Pomimo tego, że początkowo zasady genetyczne badano na przykładzie roślin, są one również ważne dla zwierząt i ludzi. Warto zwrócić uwagę na następujące rodzaje dziedziczenia:

• Dominacja autosomalna - dziedziczenie pozycji dominującejznaki, które są zlokalizowane przez autosomy. W tym przypadku fenotyp może być silnie wyrażony lub ledwo zauważalny. Przy tego rodzaju dziedziczeniu prawdopodobieństwo otrzymania przez dziecko patologicznego allelu od rodzica wynosi 50%.
• Autosomalny recesywny - dziedziczenie drobnych cech związanych z autosomami. Choroby przejawiają się przez homozygoty, na które mają wpływ oba allele.
• Dominujący typ sprzężony z chromosomem X implikuje przekazywanie dominujących cech przez deterministyczne geny. Jednocześnie choroby u kobiet występują 2 razy częściej niż u mężczyzn.
• Recesywny typ sprzężony z X - dziedziczeniewystępuje na słabszej podstawie. Choroba lub jej indywidualne objawy pojawiają się zawsze u potomstwa płci męskiej, au kobiet tylko w stanie homozygotycznym.

Podstawowe pojęcia

Aby zrozumieć, jak działają wzorce dziedziczenia cech Mendla i innych procesów genetycznych, warto zapoznać się z podstawowymi definicjami i pojęciami. Należą do nich:

• Dominująca cecha jest dominującą cechą, która działa jako determinujący stan genu i hamuje rozwój genów recesywnych.
• Cecha recesywna to cecha, która jest dziedziczona, ale nie pełni roli decydującej.
• Homozygota - diploidalna jednostka lub komórka, której chromosomy zawierają identyczne komórki określonego genu.
• Heterozygota - diploidalna jednostka lub komórka, która rozszczepia i ma różne allele w tym samym genie.
• Allel jest jedną z alternatywnych form genu, który znajduje się w określonym miejscu na chromosomie i charakteryzuje się unikalną sekwencją nukleotydów.
• Allel to para genów, które znajdują się w tych samych obszarach chromosomów homologicznych i kontrolują rozwój pewnych cech.
• Geny niealleliczne znajdują się w różnych częściach chromosomów i są odpowiedzialne za manifestację różnych cech.

Wniosek

Mendel sformułował i udowodnił w praktycepodstawowe wzorce dziedziczenia cech. Ich opis podano na przykładzie roślin i jest nieco uproszczony. Ale w praktyce dotyczy to wszystkich żywych organizmów.