Wetten van onafhankelijk erfenis van tekens. Mendel's wetten. genetica

Als gevolg van onderzoek door wetenschappers K. Correns, G. de Vries, E. Cermak in 1900, werden de wetten van de genetica die in 1865 werden geformuleerd door de voorvader van de wetenschap van erfelijkheid, Gregor Mendel, herontdekt. In zijn experimenten gebruikte de naturalist een hybridologische methode, waardoor de principes van erfenis van karakters en bepaalde eigenschappen van organismen werden geformuleerd. In dit artikel beschouwen we de belangrijkste patronen van overdracht van erfelijkheid, onderzocht door een geneticus.

G. Mendel en zijn onderzoek

Door de toepassing van de hybridologische methode kon de wetenschapper een aantal regelmatigheden vastleggen, vervolgens de wetten van Mendel genoemd. Zo formuleerde hij de regel van uniformiteit van hybriden van de eerste generatie (Mendel's eerste wet). Hij wijst op het feit dat manifestatie in hybriden van F ₁ slechts één kenmerk wordt gecontroleerd door een dominant gen. Zo, bij de kruising van planten van de zaadwortel, waarvan de variëteiten verschillen in de kleur van de zaden (geel en groen), hadden alle hybriden van de eerste generatie slechts een gele kleur van de zaden. Bovendien hadden alle deze personen ook hetzelfde genotype (ze waren heterozygoten).

De wet van splitsing

Doorlopende interbreed van elkaar de specimens uit de hybriden van de eerste generatie, Mendel verkregen in F ₂ splitsing functies. Met andere woorden, planten met een recessief allel van de testeigenschap (groene zaadkleuring) in een hoeveelheid van een derde van alle hybriden werden fenotypisch geïdentificeerd. Zo heeft de gevestigde wetten van onafhankelijk erfgoed van eigenschappen Mendel het transmissiemechanisme van zowel dominante als recessieve genen in verscheidene generaties hybriden opsporen.

Di- en polyhybrid interbreeding

In latere experimenten heeft Mendel de voorwaarden voor hun gedrag gecompliceerd. Nu, voor kruising, werden planten genomen die verschillend waren met beide twee en meer paren van alternatieve karakters. De wetenschapper traceerde de principes van het erfdeel van dominante en recessieve genen en behaalde splitsingsresultaten, die kunnen worden voorgesteld door de algemene formule (3: 1) ⁿ , waarbij n het aantal paren alternatieve tekens is waarmee de ouders verschillend zijn. Dus voor hybridisatie zal het fenotype gesplitst in de tweede generatie hybriden de vorm hebben: (3: 1) ² = 9: 6: 1 of 9: 3: 3: 1. Dat wil zeggen dat hybriden van de tweede generatie vier soorten fenotypen kunnen observeren: planten met geel glad (9/16 delen), geel gerimpeld (3/16), groen glad (3/16) en groen rimpelzaden (1/16 deel ). Zo ontvingen de wetten van onafhankelijk erfenis van eigenschappen hun wiskundige bevestiging, en polyhybrid hybridisatie werd beschouwd als een paar monobyfers - 'op elkaar gepositioneerd' op elkaar.

Soorten erfenis

In de genetica zijn er verschillende soorten overdracht van tekens en eigenschappen van ouders naar kinderen. Het belangrijkste criterium hier is de vorm van eigenschappenbeheersing, uitgevoerd door een genetisch erfgoed, of door meerdere - polygenische erfenis. Eerder beschouwden we de wetten van onafhankelijke erfenis van eigenschappen voor mono- en dihybride interbreeding, namelijk Mendel 's eerste, tweede en derde wetten. Nu zullen we een dergelijk formulier beschouwen als een afgesloten erfdeel. Zijn theoretische basis is de theorie van Thomas Morgan, genaamd de chromosoom theorie. De wetenschapper bewees dat, samen met de eigenschappen die onafhankelijk aan de nakomelingen worden overgedragen, er zulke erfenissoorten zijn als autosomale en geslachtsgebonden cohesie.

In deze gevallen worden meerdere karakters in één individu geërfd, aangezien ze worden gecontroleerd door genen gelokaliseerd op één chromosoom en naast elkaar gelegen. Zij vormen koppelingsgroepen, waarvan het aantal gelijk is aan de haploïde set van chromosomen. Bijvoorbeeld bij een mens is het karyotype 46 chromosomen, dat overeenkomt met 23 koppelingsgroepen. Er werd geconstateerd dat hoe kleiner de afstand tussen de genen in het chromosoom is, hoe minder vaak tussen hen er een overgangsproces is, wat leidt tot het fenomeen erfelijke variabiliteit.

Hoe genen zijn gelokaliseerd in het X-chromosoom

We blijven de patronen van erfenis bestuderen, onder voorbehoud van de chromosoomtheorie van Morgan. Genetische studies hebben aangetoond dat zowel mensen als dieren (vis, vogels, zoogdieren) een groep kenmerken hebben, waarvan het erfgoedmechanisme van invloed is op het geslacht van het individu. Bijvoorbeeld, de kleur van wol bij katten, kleurvisie en bloedstolling bij mensen worden gecontroleerd door genen die in het sexchromosoom van seks zijn. Dus de gebreken van de bijbehorende genen bij mensen worden fenotypisch gemanifesteerd in de vorm van erfelijke ziekten, genaamd genealogie. Deze omvatten hemofilie en kleurblindheid. De ontdekkingen van G. Mendel en T. Morgan lieten de toepassing van de genetische wetgeving op zo belangrijke gebieden van de menselijke samenleving toe als medicijnen, landbouw, de selectie van dieren, planten en micro-organismen.

De relatie tussen genen en de eigenschappen die ze bepalen

Dankzij moderne genetische studies werd vastgesteld dat de wetten van onafhankelijke erfenis van attributen onderworpen zijn aan verdere uitbreiding, aangezien de verhouding "1 gen - 1 attribuut", dat aan hen ligt, niet universeel is. In de wetenschap zijn gevallen van meerdere werking van genen, evenals interacties van non-allele vormen, bekend geworden. Dergelijke soorten omvatten epistase, complementariteit en polymorfisme. Zo bleek dat de hoeveelheid melatonine huidpigment die verantwoordelijk is voor zijn kleur wordt geregeld door een hele groep erfelijke afzettingen. Hoe meer in het menselijke genotype van de dominante genen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van pigment, hoe donkerder de huid. Dit voorbeeld illustreert interactie zoals polymeer. In planten is deze vorm van erfenis inherent in de familie van granen, waarbij de kleur van de korrels wordt gecontroleerd door een groep polymeergenen.

Zo wordt in elk organisme het genotype vertegenwoordigd door een integraal systeem. Het werd gevormd als gevolg van de historische ontwikkeling van de biologische soort - fylogenese. De toestand van de meeste eigenschappen en eigenschappen van het individu is het gevolg van de interactie van genen, zowel allelisch als niet-allelisch, en zij kunnen zelf de ontwikkeling van verschillende eigenschappen van het lichaam beïnvloeden.