Мендель, Грегор - чешский натуралист (Хайнцендорф, Силезия, 1822-Брно, Моравия, 1884). Став монахом-августинцем, он поступил в монастырь Брно в 1843 году; впоследствии он завершил научные исследования в Венском университете. С 1854 года он преподавал физику и естественные науки в Брно. С 1857 по 1868 год он посвятил себя длительным практическим экспериментам по гибридизации гороха в монастырском саду. После тщательного и терпеливого наблюдения за результатами его привели к тому, чтобы с ясностью и математической точностью сформулировать важные законы, которые называются законами Менделя. Эти законы, действующие в равной степени как для мира растений, так и для мира животных, явились отправной точкой для создания новой отрасли биологических наук: генетики. В течение девяти лет, анализируя результаты сотен и сотен искусственных опылений, выращивая и исследуя около 12000 растений, Мендель терпеливо записывал все свои наблюдения, результаты которых были представлены в коротких мемуарах Брненскому обществу естествознания в 1865 году. В то время публикация не была оценена во всей ее важности и не вызвала «заслуженного интереса». Игнорируемые учеными более тридцати лет, законы были заново открыты в 1900 году одновременно и независимо тремя ботаниками: Х. де Фриз из Голландии. , К. Карренс в Германии, Э. фон Чермак в Австрии; но тем временем изучение биологии значительно продвинулось вперед, времена изменились, и открытие сразу же оказало большое влияние.
Первый закон, или закон доминирования, также правильнее называть законом однородности гибридов. Мендель взял два растения гороха (которые он назвал прародителями), оба чистопородных, одно с желтыми семенами, другое зеленым, и использовал пыльцу одного для удобрения другого. От этого скрещивания произошло первое поколение гороха гибридных растений, которое больше не является чистокровным; все растения дали горох с желтыми семенами, ни одно из них не показало зеленых семян. Иными словами, желтый шрифт преобладал над зеленым; то есть желтый был доминирующим, зеленый - замаскированным, рецессивным. Есть также частный случай, когда есть неполное доминирование, и первое поколение показывает промежуточный характер между отцовским и материнским; но даже в этом случае гибриды будут равны друг другу. Мендель дал блестящее и остроумное объяснение явлений; он предположил, что вместе с гаметами передаются факторы, ответственные за развитие характеров; он думал, что в каждом организме или данный признак регулируется двумя факторами, один передается матерью, а другой - отцом, и что эти два фактора одинаковы у чистокровных особей, разные у гибридов и что, наконец, содержится только один фактор. в гаметах. Мендель указал два фактора антагонистических знаков буквами алфавита, прописными буквами для доминирующего, нижним регистром для рецессивного; и поскольку у каждого родителя есть несколько факторов, он указал, например, с помощью AA горошину, которая несет доминирующий желтый знак, с помощью aa тот, который носит зеленый рецессивный характер. Гибрид, который получает A от одного родителя, а от другого, будет Aa.
Здесь можно указать, что по внешнему виду особи не всегда можно узнать, принадлежит ли она к чистой породе или к гибриду; вместо этого необходимо изучить ее поведение при скрещивании и скрещивании. Фактически, чистокровный желтый горошек и гибридный горошек внешне идентичны; однако известно, что их генетический состав различен, один из которых представляет собой AA, а другой - Aa. При скрещивании между ними чистопородного гороха желтого (AA) у вас всегда будет только горох с желтыми семенами, при скрещивании желтого или полужелтого гороха, но гибридного гороха (Aa) друг с другом вы также увидите, что в их потомках появляются растения с зелеными семенами. . Горох желтый Aa хотя и идентичен, но различается по генотипу, то есть по своему генетическому составу. Другими важными законами Менделя являются: закон разделения или разъединения персонажей и закон независимости персонажей.
Во времена Менделя явления митоза и мейоза еще не были ясны, но сегодня мы знаем, что в мейозе гаметы получают только одну хромосому из каждой пары и что исключительно при оплодотворении эти хромосомы возвращаются к спариванию случайным образом.
Если мы подумаем (для временного упрощения), что определенный фактор локализован на одной паре хромосом, мы увидим, что в эукариотическом (диплоидном) организме факторы присутствуют парами, и только в гаметах (гаплоиде) присутствует единый фактор. там, где они присутствуют парами, они могут быть одинаковыми или разными.
Когда два равных фактора (доминантный или рецессивный, GG или gg) слились в зиготу, полученная особь считается гомозиготной по этому признаку, а гетерозиготной считается тот, в котором слились два разных фактора (Gg).
Альтернативные факторы, определяющие характер у особи, называются аллелями.В нашем случае G и g являются соответственно доминантным и рецессивным аллелями цветового характера гороха.
Аллелей для определенного персонажа может быть даже больше двух. Поэтому мы будем говорить о диаллельных и полиаллельных признаках или, соответственно, о генетическом диморфизме и полиморфизме.
Условно поколения экспериментального скрещивания обозначаются символами P, F1 и F2, которые соответственно означают:
P = родительское поколение;
F1 = первое дочернее поколение;
F2 = сын второго поколения.
В менделевском скрещивании желтый X зеленый дает все желтые; любые два из последних, скрещенные друг с другом, дают один зеленый на каждые три желтых. Все желтые и зеленые цвета поколения P гомозиготны (что установлено долгим отбором). они всегда дают равные гаметы, поэтому их потомки одинаковы, все гетерозиготы. Поскольку желтый преобладает над зеленым, все гетерозиготы желтые (F1).
Однако, скрещивая две из этих гетерозигот, мы видим, что каждая из них может давать тот или иной тип гамет с равной вероятностью. Также объединение гамет в зиготах имеет одинаковую вероятность (за исключением особых случаев), так что в F2 зиготы четырех возможных типов образуются с равной вероятностью: GG = гомозиготный, желтый; Gg = гетерозиготный, желтый; gG = гетерозиготный, желтый; gg = гомозиготный, зеленый.
Таким образом, желтый и зеленый находятся в соотношении 3: 1 в F2, поскольку желтый цвет присутствует в любом случае, пока он присутствует, а зеленый - только при отсутствии желтого.
Чтобы лучше понять это явление с точки зрения молекулярной биологии, достаточно предположить, что определенное базовое вещество, зеленый цвет, не модифицируется ферментом, продуцируемым аллелем g, в то время как аллель G производит фермент, преобразующий зеленый цвет. пигмент в желтый пигмент.Если аллель G отсутствует ни на одной из двух гомологичных хромосом, несущих этот ген, горошек остается зеленым.
Тот факт, что желтый горох может быть охарактеризован двумя различными генетическими структурами, гомозиготной GG и гетерозиготной Gg, дает нам возможность определить фенотип и генотип.
Внешнее проявление генетических характеристик организма (то, что мы видим), более или менее измененных влиянием окружающей среды, называется фенотипом. Набор только генетических характеристик, которые могут или не могут проявляться в фенотипе, называется генотипом.
Желтый горох F2 имеет тот же фенотип, но вариабельный генотип. Фактически это 2/3 гетерозиготы (носители рецессивного признака) и 1/3 гомозиготы.
Вместо этого, например, у зеленого горошка генотип и фенотип взаимно неизменны.
Как мы увидим, появление только одного из родительских символов в F1 и появление обоих персонажей в соотношении 3: 1 в F2 - это явления общего характера, которые являются предметом 1-го и 2-го закона Менделя соответственно. Все это относится к скрещиванию особей, различающихся по одной паре аллелей по одному генетическому признаку.
Если совершается любое другое такое пересечение, то повторяется менделевский образец; например, при скрещивании гороха с морщинистыми семенами и гладкими семенами, в которых преобладает гладкий аллель, мы получим LL X 11 в P, все LI (гетерозиготные, гладкие) в F1 и три гладких для каждого морщинистого в F2 (25 % LL, 50% LI, 25% 11). Но если мы теперь скрестим гомозиготных двойников, то есть разновидностей, которые отличаются более чем одним признаком (например, GGLL, желтый и гладкий, с ggll, зеленый и regosi), мы увидим, что в F1 все будут гетерозиготными с обоими доминантными признаками, фенотипированы, но в F2 будут четыре возможных фенотипических комбинации в числовом соотношении 9: 3: 3: 1, которое происходит от 16 возможных генотипов, соответствующих возможным комбинациям четыре типа гамет (взятые попарно по две в зиготах).
Очевидно, что два персонажа, которые были вместе в первом поколении, независимо друг от друга отделяют друг от друга в третьем. Каждая пара гомологичных хромосом сегрегирует независимо друг от друга в мейозе, и это то, что устанавливает 3-й закон Менделя.
Давайте теперь посмотрим в целом на формулировку трех законов Менделя:
1а: закон доминирования. При наличии пары аллелей, если потомство от скрещивания соответствующих гомозигот имеет только один из родительских признаков в фенотипе, это называется доминантным, а другой - рецессивным.
2а: закон сегрегации. Скрещивание гибридов F1 дает по три доминанта для каждого рецессивного вида, поэтому фенотипическое соотношение составляет 3: 1, а генотипическое соотношение составляет 1: 2: 1 (25% доминантных гомозигот, 50% гетерозигот, 25% рецессивных гомозигот).
При скрещивании особей, различающихся более чем одной парой аллелей, каждая пара разделяется на потомков, независимо от других, в соответствии с 1-м и 2-м законом.
Эти три закона, хотя и не были должным образом сформулированы как таковые Менделем, признаны основой эукариотической генетики. Как всегда бывает в великих принципах биологии, общий характер этих законов не означает, что они не имеют исключений.
В самом деле, существует так много возможных исключений, что сегодня принято делить генетику на менделевскую и неоменделевскую, включая в последнюю все явления, не подпадающие под менделевские законы.
Хотя первые исключения ставят под сомнение обоснованность открытий Менделя, впоследствии стало возможным продемонстрировать, что его законы являются общими по своему охвату, но лежащие в основе явления сочетаются с большим разнообразием других явлений, которые их модулируют, иначе - выражение.
ПРОДОЛЖЕНИЕ: Предскажите группу крови вашего ребенка "
