Mendelove zákony. Základy genetiky
Vzorce dedenia znakov počas sexuálneho rozmnožovania stanovil G. Mendel. Je potrebné jasne pochopiť genotyp a fenotyp, alely, homo- a heterozygotnosť, dominanciu a jej typy, typy krížení a tiež zostaviť diagramy.
Monohybrid nazývané kríženie, pri ktorom sa rodičovské formy od seba líšia jedným párom kontrastných, alternatívnych znakov.
V dôsledku toho sa pri takomto krížení sledujú vzory dedičnosti iba dvoch variantov znaku, ktorých vývoj je spôsobený párom alelických génov. Príklady monohybridného kríženia realizovaného G. Mendelom sú kríženia hrachu s tak jasne viditeľnými alternatívnymi znakmi, ako sú fialové a biele kvety, žltá a zelená farba nezrelých plodov (fazule), hladký a zvrásnený povrch semien, ich žltá a zelená farba, atď.
Jednotnosť hybridov prvej generácie (prvý Mendelov zákon) Pri krížení hrachu s fialovými (AA) a bielymi (aa) kvetmi Mendel zistil, že všetky hybridné rastliny prvej generácie (F 1) mali fialové kvety (obr. 2) .
Obrázok 2 – Monohybridná krížová schéma
V tomto prípade sa biela farba kvetu neobjavila. Pri krížení rastlín, ktoré majú hladký a zvrásnený tvar semien, budú mať hybridy hladké semená. G. Mendel tiež zistil, že všetky F 1 hybridy sa ukázali byť jednotné (homogénne) pre každý zo siedmich znakov, ktoré študoval. V dôsledku toho sa u hybridov prvej generácie z dvojice alternatívnych rodičovských znakov objavuje iba jeden a znak druhého rodiča akoby zaniká.
Alternatívne znaky sú znaky, ktoré sa navzájom vylučujú, kontrastujú.
Fenomén prevahy u F 1 hybridov znakov jedného z rodičov Mendel nazývaných dominancia a zodpovedajúci znak - dominantný. Znaky, ktoré sa u F 1 hybridov nevyskytujú, označil za recesívne. Keďže všetky hybridy prvej generácie sú jednotné, tento jav sa nazýval prvé Mendelove zákony alebo zákon uniformity hybridov prvej generácie a tiež pravidlo dominancie.
Dá sa formulovať nasledovne: pri krížení dvoch organizmov patriacich do rôznych čistých línií (dva homozygotné organizmy), líšiacich sa od seba jedným párom alternatívnych znakov, bude celá prvá generácia hybridov jednotná a bude niesť znak jedného z rodičia.
Každý gén má dva stavy – „A“ a „a“, takže tvoria jeden pár a každý z členov páru sa nazýva alela. Gény nachádzajúce sa v rovnakých lokusoch (rezoch) homológnych chromozómov a určujúce alternatívny vývoj toho istého znaku sa nazývajú alelické.
Napríklad fialová a biela farba kvetu hrachu je dominantná a recesívna pre dve alely (A a a) jedného génu. V dôsledku prítomnosti dvoch alel sú možné dva stavy tela: homo- a heterozygotné. Ak organizmus obsahuje rovnaké alely určitého génu (AA alebo aa), potom sa nazýva homozygotný pre tento gén (alebo vlastnosť), a ak je odlišný (Aa), potom heterozygotný. Preto je alela formou existencie génu. Príkladom trojalelického génu je gén, ktorý určuje systém krvných skupín ABO u ľudí. Alel je ešte viac: pre gén, ktorý riadi syntézu ľudského hemoglobínu, je známych mnoho desiatok z nich.
Z hybridných semien hrachu Mendel vypestoval rastliny, ktoré sa sám opelil a vzniknuté semená opäť zasiali. Výsledkom bola druhá generácia hybridov alebo hybridov F 2. Medzi poslednými sa zistilo rozdelenie pre každý pár alternatívnych znakov v pomere približne 3: 1, t. j. tri štvrtiny rastlín mali dominantné znaky (fialové kvety, žlté semená, hladké semená atď.) a jedna štvrtina bola recesívna. (biele kvety, zelené semená, zvráskavené semená atď.). V dôsledku toho recesívny znak v hybride F1 nezmizol, ale bol iba potlačený a znovu sa objavil v druhej generácii. Toto zovšeobecnenie bolo neskôr nazvané Mendelov druhý zákon alebo zákon štiepenia.
Štiepenie je jav, pri ktorom kríženie heterozygotných jedincov vedie k vytvoreniu potomstva, z ktorých niektoré nesú dominantnú vlastnosť a niektoré sú recesívne.
Druhý Mendelov zákon: keď sa medzi sebou skrížia dvaja potomkovia prvej generácie (dvaja heterozygotní jedinci), v druhej generácii sa pozoruje štiepenie v určitom číselnom pomere: podľa fenotypu 3:1, podľa genotypu 1:2 :1 (obr. 3).
Obrázok 3 - Schéma rozdelenia prvkov
pri krížení hybridov F 1
G. Mendel vysvetľoval štiepenie znakov u potomstva pri krížení heterozygotných jedincov tým, že gaméty sú geneticky čisté, teda nesú len jeden gén z alelického páru. Zákon čistoty gamét možno formulovať takto: pri tvorbe zárodočných buniek sa do každej gaméty dostane len jeden gén z alelického páru.
Treba mať na pamäti, že použitie hybridologickej metódy na analýzu dedičnosti znakov u akéhokoľvek živočíšneho alebo rastlinného druhu zahŕňa tieto kríženia:
kríženie rodičovských foriem (P), ktoré sa líšia v jednom (monohybridné kríženie) alebo niekoľkých pároch (polyhybridné kríženie) alternatívnych znakov a získanie hybridov prvej generácie (F 1);
kríženie F 1 hybridov medzi sebou a získanie hybridov druhej generácie (F 2);
matematická analýza výsledkov kríženia.
Neskôr Mendel prešiel k štúdiu dihybridného kríženia.
Dihybridný kríž- ide o kríženie, na ktorom sa podieľajú dva páry alel (párové gény sú alelické a nachádzajú sa len na homológnych chromozómoch).
Pri dihybridnom krížení G. Mendel študoval dedičnosť znakov, za ktoré sú zodpovedné gény umiestnené v rôznych pároch homológnych chromozómov. V tomto ohľade musí každá gaméta obsahovať jeden gén z každého alelického páru.
Hybridy, ktoré sú heterozygotné pre dva gény, sa nazývajú diheterozygotné, a ak sa líšia v troch alebo viacerých génoch, nazývajú sa tri- a polyheterozygotné.
Zložitejšie schémy dihybridných krížení, zaznamenávanie genotypov a fenotypov F 2 sa uskutočňuje pomocou Punnettovej mriežky. Zvážte príklad takéhoto kríženia. Na kríženie sa použili dve počiatočné homozygotné rodičovské formy: prvá forma mala žlté a hladké semená; druhá forma mala zelené a zvráskavené semená (obr. 4).
Obrázok 4 - Dihybridné kríženie rastlín hrachu,
semená, ktoré sa líšia tvarom a farbou
Žltá farba a hladké semená sú dominantnými znakmi; zelená farba a zvráskavené semená sú recesívne znaky. Hybridy prvej generácie - krížené medzi sebou. V druhej generácii bolo pozorované fenotypové štiepenie v pomere 9:3:3:1, alebo (3+1) 2, po samoopelení F 1 hybridov sa znovu objavili vráskavé a zelené semená v súlade so zákonom štiepenia.
V tomto prípade majú rodičovské rastliny genotypy AABB a aabb a genotyp hybridov F1 je AaBb, t.j. je diheterozygotný.
Pri krížení heterozygotných jedincov, ktorí sa líšia vo viacerých pároch alternatívnych znakov, sa teda u potomstva pozoruje fenotypové štiepenie v pomere (3 + 1) n, kde n je počet párov alternatívnych znakov.
Gény, ktoré určujú vývoj rôznych párov vlastností, sa nazývajú nealelické.
Výsledky dihybridných a polyhybridných krížení závisia od toho, či sa gény, ktoré určujú uvažované znaky, nachádzajú na rovnakých alebo na rôznych chromozómoch. Mendel narazil na znaky, ktorých gény sa nachádzali v rôznych pároch homológnych chromozómov hrachu.
Počas meiózy sa v gamétach náhodne kombinujú homológne chromozómy rôznych párov. Ak sa otcovský chromozóm prvého páru dostal do gaméty, potom sa do tejto gaméty môžu dostať s rovnakou pravdepodobnosťou otcovské aj materské chromozómy druhého páru. Preto sa znaky, ktorých gény sa nachádzajú v rôznych pároch homológnych chromozómov, kombinujú nezávisle od seba. Následne sa ukázalo, že zo siedmich párov znakov, ktoré Mendel študoval na hrachu, v ktorých je diploidný počet chromozómov 2 n = 14, sa gény zodpovedné za jeden z párov znakov nachádzali na rovnakom chromozóme. Mendel však nezistil porušenie zákona o nezávislej dedičnosti, pretože spojenie medzi týmito génmi nebolo pozorované kvôli veľkej vzdialenosti medzi nimi).
Mendel na základe svojich výskumov odvodil tretí zákon – zákon o nezávislom dedení vlastností, alebo nezávislej kombinácii génov.
Každý pár alelických génov (a alternatívne znaky nimi riadené) sa dedí nezávisle od seba.
Zákon nezávislej kombinácie génov je základom kombinovanej variability pozorovanej pri krížení u všetkých živých organizmov. Všimnite si tiež, že na rozdiel od prvého Mendelovho zákona, ktorý je platný vždy, druhý zákon platí len pre gény umiestnené v rôznych pároch homológnych chromozómov. Je to spôsobené tým, že nehomologické chromozómy sa v bunke kombinujú nezávisle od seba, čo sa dokázalo nielen pri štúdiu povahy dedičnosti znakov, ale aj priamou cytologickou metódou.
Pri štúdiu materiálu dávajte pozor na prípady porušenia pravidelného štiepenia fenotypu spôsobeného letálnym pôsobením jednotlivých génov.
Dedičnosť a variabilita. Dedičnosť a variabilita sú najdôležitejšie vlastnosti charakteristické pre všetky živé organizmy.
Dedičná alebo genotypová variabilita sa delí na kombinačnú a mutačnú.
Variabilita sa nazýva kombinatívna, ktorá je založená na vytváraní rekombinácií, teda takých kombinácií génov, ktoré rodičia nemali.
Kombinačná variabilita je založená na pohlavnom rozmnožovaní organizmov, v dôsledku čoho vzniká obrovská rozmanitosť genotypov. Tri procesy slúžia ako takmer neobmedzené zdroje genetickej variability:
Nezávislá divergencia homológnych chromozómov v prvom meiotickom delení. Práve nezávislá kombinácia chromozómov počas meiózy je základom tretieho zákona G. Mendela. Výskyt semien zeleného hladkého a žlto vrásčitého hrachu v druhej generácii z kríženia rastlín so žltými hladkými a zeleno vrásčitými semenami je príkladom kombinovanej variability.
Vzájomná výmena úsekov homológnych chromozómov alebo kríženie. Vytvára nové väzbové skupiny, to znamená, že slúži ako dôležitý zdroj genetickej rekombinácie alel. Rekombinantné chromozómy, akonáhle sú v zygote, prispievajú k objaveniu sa znakov, ktoré sú atypické pre každého z rodičov.
Náhodná kombinácia gamét počas oplodnenia.
Tieto zdroje kombinovanej variability pôsobia nezávisle a súčasne, pričom zabezpečujú neustále „premiešavanie“ génov, čo vedie k vzniku organizmov s rôznym genotypom a fenotypom (samotné gény sa nemenia). Nové kombinácie génov sa však pri odovzdávaní z generácie na generáciu celkom ľahko rozpadajú.
Príklad kombinovanej variability. Kvet nočnej krásy má gén pre červenú farbu okvetných lístkov A a gén pre bielu farbu a. Organizmus Aa má ružové okvetné lístky. Nočná kráska teda nemá gén ružovej farby, ružová farba vzniká pri kombinácii (kombinácii) červeného a bieleho génu.
Osoba má dedičné ochorenie kosáčikovitú anémiu. AA - norma, aa - smrť, Aa - SKA. Pri SKA človek neznesie zvýšenú fyzickú námahu, pričom netrpí maláriou, to znamená, že pôvodca malárie Plasmodium malária sa nemôže živiť nesprávnym hemoglobínom. Takáto vlastnosť je užitočná v rovníkovom páse; neexistuje pre ňu gén, vyskytuje sa pri kombinácii génov A a a.
Dedičná variabilita je teda posilnená kombinačnou variabilitou. Jednotlivé mutácie sa po vzniku nachádzajú v blízkosti iných mutácií, sú súčasťou nových genotypov, t.j. vznikajú mnohé kombinácie alel. Každý jedinec je geneticky jedinečný (s výnimkou identických dvojčiat a jedincov, ktorí vznikli v dôsledku nepohlavného rozmnožovania klonu, ktorý má jednobunkového predka). Ak teda predpokladáme, že v každom páre homológnych chromozómov je iba jeden pár alelických génov, potom pre osobu, ktorej haploidná sada chromozómov je 23, bude počet možných genotypov 3 až 23. Takéto obrovské množstvo genotypov je 20-krát väčšie ako počet všetkých ľudí na Zemi. V skutočnosti sa však homológne chromozómy líšia vo viacerých génoch a výpočet nezohľadňuje fenomén kríženia. . Preto je počet možných genotypov vyjadrený astronomickým číslom a s istotou možno povedať, že výskyt dvoch rovnakých ľudí je takmer nepravdepodobný (s výnimkou jednovaječných dvojčiat, ktoré vzišli z toho istého oplodneného vajíčka). Z toho vyplýva najmä možnosť spoľahlivého určenia osobnosti zvyškami živých tkanív, potvrdenie alebo vylúčenie otcovstva.
Génová výmena v dôsledku kríženia chromozómov v prvom delení meiózy, nezávislá a náhodná rekombinácia chromozómov v meióze a náhodná fúzia gamét v sexuálnom procese sú teda tri faktory, ktoré zabezpečujú existenciu kombinovanej variability. Mutačná variabilita samotného genotypu.
Mutácie sú náhle zdedené zmeny v genetickom materiáli, ktoré vedú k zmene určitých vlastností organizmu.
Hlavné ustanovenia teórie mutácií vyvinul vedec G. De Vries v roku 1901 – 1903 a zredukovať na nasledovné:
Mutácie sa vyskytujú náhle, náhle, ako diskrétne zmeny v znakoch;
Na rozdiel od nededičných zmien sú mutácie kvalitatívne zmeny, ktoré sa dedia z generácie na generáciu;
Mutácie sa prejavujú mnohými spôsobmi a môžu byť prospešné aj škodlivé, dominantné aj recesívne;
Pravdepodobnosť detekcie mutácií závisí od počtu skúmaných jedincov;
Podobné mutácie sa môžu vyskytovať opakovane;
Mutácie sú nesmerové (spontánne), t.j. ktorákoľvek časť chromozómu môže zmutovať, čo spôsobuje zmeny v malých aj vitálnych znakoch.
Takmer každá zmena v štruktúre alebo počte chromozómov, v ktorých si bunka zachováva schopnosť samej reprodukcie, spôsobuje dedičnú zmenu vlastností organizmu.
Podľa charakteru zmeny v genóme, t.j. súhrnu génov obsiahnutých v haploidnej sade chromozómov, sa rozlišujú génové, chromozomálne a genómové mutácie.
Génové alebo bodové mutácie sú výsledkom zmeny v nukleotidovej sekvencii v molekule DNA v rámci jedného génu.
Takáto zmena v géne sa reprodukuje počas transkripcie v štruktúre mRNA; vedie k zmene poradia aminokyselín v polypeptidovom reťazci vzniknutom pri translácii na ribozómoch. V dôsledku toho sa syntetizuje ďalší proteín, čo vedie k zmene zodpovedajúcej vlastnosti organizmu. Toto je najbežnejší typ mutácie a najdôležitejší zdroj dedičnej variability v organizmoch.
Chromozomálne mutácie (preusporiadania alebo aberácie) sú zmeny v štruktúre chromozómov, ktoré možno identifikovať a študovať pod svetelným mikroskopom.
Sú známe rôzne typy preskupení:
nedostatok – strata koncových úsekov chromozómu;
vymazanie – strata chromozómového segmentu v jeho strednej časti;
duplicita – dvoj- alebo viacnásobné opakovanie génov lokalizovaných v určitej oblasti chromozómu;
Inverzia – rotácia chromozómového segmentu o 180 °, v dôsledku čoho sú gény v tejto oblasti umiestnené v opačnom poradí v porovnaní s obvyklým;
Translokácia – zmena polohy ktorejkoľvek časti chromozómu v chromozómovej sade. Najbežnejším typom translokácií sú recipročné, pri ktorých dochádza k výmene oblastí medzi dvoma nehomologickými chromozómami. Segment chromozómu môže zmeniť svoju polohu aj bez recipročnej výmeny, pričom môže zostať v tom istom chromozóme alebo byť zahrnutý do iného.
Genomické mutácie sú zmeny v počte chromozómov v genóme buniek organizmu. Tento jav sa vyskytuje v dvoch smeroch: smerom k zvýšeniu počtu celých haploidných sád (polyploidia) a smerom k strate alebo inklúzii jednotlivých chromozómov (aneuploidia).
polyploidia – násobné zvýšenie haploidnej sady chromozómov. Bunky s rôznym počtom haploidných sád chromozómov sa nazývajú triploidné (3 n), tetraploidné (4 n), hexaploidné (6 n), oktaploidné (8 n), atď. k bunkovým pólom je narušená počas meiózy alebo mitózy. Polyploidia vedie k zmene vlastností organizmu, a preto je dôležitým zdrojom variability v evolúcii a selekcii, najmä u rastlín. Je to spôsobené tým, že hermafroditizmus (samoopelenie), apomixis (partenogenéza) a vegetatívne rozmnožovanie sú v rastlinných organizmoch veľmi rozšírené. Preto asi tretina rastlinných druhov bežných na našej planéte, – polyploidov a v ostro kontinentálnych podmienkach vysokohorského Pamíru rastie až 85 % polyploidov. Takmer všetky kultúrne rastliny sú tiež polyploidy, ktoré majú na rozdiel od svojich divokých príbuzných väčšie kvety, plody a semená a v zásobných orgánoch (stonka, hľuzy) sa hromadí viac živín. Polyploidy sa ľahšie prispôsobujú nepriaznivým životným podmienkam, ľahšie znášajú nízke teploty a sucho. Preto sú rozšírené v severných a vysokohorských oblastiach.
Všetci sme sa učili v škole a na pol ucha sme na hodinách biológie počúvali pokusy na hrachu v podaní fantasticky pedantného kňaza Gregora Mendela. Asi málokto z budúcich rozvedených tušil, že tieto informácie budú niekedy potrebné a užitočné.
Pripomeňme si spoločne Mendelove zákony, ktoré platia nielen pre hrach, ale pre všetky živé organizmy vrátane mačiek.
Prvým Mendelovým zákonom je zákon uniformity hybridov prvej generácie: pri monohybridnom krížení sa všetci potomkovia v prvej generácii vyznačujú uniformitou vo fenotype a genotype.
Uvažujme, ako ilustráciu prvého Mendelovho zákona, kríženie čiernej mačky homozygotnej pre gén čiernej farby, teda "BB" a čokoládovej mačky, tiež homozygotnej pre čokoládovú farbu, čo znamená "cc".
Splynutím zárodočných buniek a vytvorením zygoty dostalo každé mačiatko od otca a od matky polovičnú sadu chromozómov, ktoré po spojení poskytli obvyklú dvojitú (diploidnú) sadu chromozómov. To znamená, že od matky každé mačiatko dostalo dominantnú alelu čiernej farby "B" a od otca - recesívnu alelu čokoládovej farby "c". Zjednodušene povedané, každá alela z materského páru sa vynásobí každou alelou otcovského páru – dostaneme teda v tomto prípade všetky možné kombinácie alel rodičovských génov.
Ukázalo sa teda, že všetky narodené mačiatka prvej generácie sú fenotypovo čierne, pretože v čokoláde dominuje gén čiernej farby. Všetky sú však nositeľmi čokoládovej farby, ktorá sa u nich fenotypovo neprejavuje.
Druhý Mendelov zákon je formulovaný nasledovne: pri krížení hybridov prvej generácie ich potomkovia dávajú štiepenie v pomere 3:1 s úplnou dominanciou a v pomere 1:2:1 so strednou dedičnosťou (neúplná dominancia).
Zoberme si tento zákon na príklade čiernych mačiatok, ktoré sme už dostali. Pri krížení našich mačiatok z vrhu uvidíme nasledujúci obrázok:
| F1: | Vv x Vv |
| F2: | Vv Vv Vv Vv |
Výsledkom takéhoto kríženia sme získali tri fenotypovo čierne mačiatka a jedno čokoládové. Z troch čiernych mačiatok je jedno homozygotné pre čierne a ďalšie dve sú prenášače čokolády. V skutočnosti sme dostali rozdelenie 3 ku 1 (tri čierne a jedno čokoládové mačiatko). V prípadoch s neúplnou dominanciou (keď heterozygot vykazuje slabšiu dominantnú črtu ako homozygot) bude rozdelenie vyzerať ako 1-2-1. V našom prípade obrázok vyzerá rovnako, berúc do úvahy čokoládové nosiče.
Analýza kríža
používa sa na určenie heterozygotnosti hybridu pre jeden alebo druhý pár znakov. V tomto prípade sa hybrid prvej generácie skríži s rodičom homozygotným pre recesívny gén (cc). Takéto kríženie je nevyhnutné, pretože vo väčšine prípadov sa homozygotní jedinci (BB) fenotypovo nelíšia od heterozygotných (BB)
1) heterozygotný hybridný jedinec (BB),
fenotypovo nerozoznateľné od homozygotných, v našom prípade čiernych, krížení s homozygotným recesívnym jedincom (cv), t.j. čokoládová mačka:
rodičovský pár: Вв x вв
rozdelenie v F1: Вв Вв вв вв
t.j. u potomstva sa pozoruje rozdelenie 2:2 alebo 1:1, čo potvrdzuje heterozygotnosť testovaného jedinca;
2) hybridný jedinec je homozygotný pre dominantné znaky (BB):
R: BB x cc
F1: Vv Vv Vv Vv - t.j. k štiepeniu nedochádza, čo znamená, že testovaný jedinec je homozygotný.
Účel dihybridného kríženia - sledovať dedičnosť dvoch párov vlastností súčasne. Mendel týmto krížením založil ďalší dôležitý vzorec – nezávislú dedičnosť vlastností alebo nezávislú divergenciu alel a ich nezávislú kombináciu, neskôr tzv. Tretí Mendelov zákon.
Na ilustráciu tohto zákona zaveďme do nášho vzorca pre čierne a čokoládové farby gén pre objasnenie „d“. V dominantnom stave „D“ gén zosvetľovania nefunguje a farba zostáva intenzívna, v recesívnom homozygotnom stave „dd“ je farba zosvetlená. Potom bude farebný genotyp čiernej mačky vyzerať ako „BBDD“ (predpokladajme, že je homozygotná pre črty, ktoré nás zaujímajú). Prejdeme to nie s čokoládou, ale s fialovou mačkou, ktorá geneticky vyzerá ako vyčírená čokoládová farba, teda „vvdd“. Keď sa tieto dve zvieratá skrížia v prvej generácii, všetky mačiatka budú čierne a ich farebný genotyp možno zapísať ako BvDd., t.j. všetci budú nositeľmi čokoládového génu „b“ a génu pre objasnenie „d“. Kríženie takýchto heterozygotných mačiatok dokonale demonštruje klasické delenie 9-3-3-1, zodpovedajúce tretiemu Mendelovmu zákonu.
Pre pohodlie vyhodnotenia výsledkov dihybridného kríženia sa používa Punnettova mriežka, kde sú zaznamenané všetky možné kombinácie rodičovských alel (najvrchnejší riadok tabuľky - doň nech sú napísané kombinácie materských alel a stĺpec úplne vľavo - napíšeme do nej otcovské kombinácie alel). Rovnako ako všetky možné kombinácie alelických párov, ktoré môžu potomkovia získať (nachádzajú sa v tele tabuľky a získavajú sa jednoduchým spojením rodičovských alel na ich priesečníku v tabuľke).
Takže krížime pár čiernych mačiek s genotypmi:
VvDd x VvDd
Do tabuľky zapíšeme všetky možné kombinácie rodičovských alel a možné genotypy mačiatok získaných z nich:
| BD | bd | bD | bd | |
| BD | BBDD | BBDd | BbDD | BbDd |
| bd | BBDd | BBdd | BbDd | bbdd |
| bD | BbDD | BbDd | bbDD | bbDd |
| bd | BbDd | bbdd | bbDd | bbdd |
Takže sme dostali nasledujúce výsledky:
9 fenotypovo čiernych mačiatok - ich genotypy sú BBDD (1), BBDd (2), BbDD (2), BbDd (3)
3 modré mačiatka - ich genotypy sú BBdd (1), Bbdd (2) (kombinácia génu pre objasnenie s čiernou farbou dáva modrú farbu)
3 čokoládové mačiatka - ich genotypy sú bbDD (1), bbDd (2) (recesívna forma čiernej farby - "c" v kombinácii s dominantnou formou alely klarifikačného génu nám dáva čokoládovú farbu)
1 fialové mačiatko - jeho genotyp je bbdd (kombinácia čokoládovej farby s recesívnym homozygotným génom klarifikácie dáva fialovú farbu)
Takto sme získali rozdelenie znakov podľa fenotypu v pomere 9:3:3:1.
Je dôležité zdôrazniť, že to odhalilo nielen znaky rodičovských foriem, ale aj nové kombinácie, ktoré nám vo výsledku dali čokoládovú, modrú a fialovú farbu. Toto kríženie ukázalo nezávislú dedičnosť génu zodpovedného za zosvetlenú farbu zo samotnej farby srsti.
Nezávislá kombinácia génov a na nej založené štiepenie v F2 v pomere 9:3:3:1 je možné len za nasledujúcich podmienok:
1) dominancia musí byť úplná (pri neúplnej dominancii a iných formách interakcie génov majú číselné pomery iné vyjadrenie);
2) nezávislé štiepenie platí pre gény umiestnené na rôznych chromozómoch.
Tretí Mendelov zákon možno formulovať takto: alely každého alelového páru sú v meióze oddelené nezávisle od alel iných párov, pričom sa v gamétach náhodne kombinujú vo všetkých možných kombináciách (pri monohybridnom krížení boli 4 takéto kombinácie, pri dihybridnom krížení - 16, pri trihybridnom krížení tvoria heterozygoti 8 typov gamét, pre ktoré je možných 64 kombinácií atď.).
Cytologické základy Mendelových zákonov(T.A. Kozlová, V.S. Kuchmenko. Biológia v tabuľkách. M., 2000)
Cytologické základy sú založené na:
Zďaleka nie všetky výsledky krížení nájdené počas výskumu zapadajú do Mendelových zákonov, preto vznikli dodatky k zákonom.
Dominantný znak sa v niektorých prípadoch nemusí naplno prejaviť alebo dokonca chýbať. V tomto prípade ide o takzvanú strednú dedičnosť, keď žiadny z dvoch interagujúcich génov nedominuje nad druhým a ich pôsobenie sa prejavuje v genotype zvieraťa v rovnakej miere, zdá sa, že jedna vlastnosť oslabuje druhú.
Príkladom je tonkinská mačka. Keď sa siamské mačky skrížia s barmskými mačiatkami, narodia sa tmavšie ako siamské, ale svetlejšie ako barmské - takáto stredná farba sa nazýva tonkinese.
Spolu so strednou dedičnosťou znakov existuje iná interakcia génov, to znamená, že gény zodpovedné za niektoré znaky môžu ovplyvniť prejav iných znakov:
-vzájomné ovplyvňovanie- napríklad oslabenie čiernej farby pod vplyvom génu siamskej farby u mačiek, ktoré sú jej nositeľmi.
-komplementárnosť
- prejav znaku je možný len pod vplyvom dvoch alebo viacerých génov. Napríklad všetky tabby farby sa objavujú iba v prítomnosti dominantného génu aguti.
-epistáza- pôsobenie jedného génu úplne skrýva pôsobenie druhého. Napríklad dominantný biely gén (W) skrýva akúkoľvek farbu a vzor, nazýva sa aj epistatická biela.
-polymerizmus- celý rad génov ovplyvňuje prejav jednej vlastnosti. Napríklad - hustota vlny.
-pleiotropia- jeden gén ovplyvňuje prejav radu znakov. Napríklad rovnaký gén pre bielu farbu (W) spojený s modrými očami vyvoláva rozvoj hluchoty.
Častou odchýlkou sú aj spojené gény, čo však nie je v rozpore s Mendelovými zákonmi. To znamená, že množstvo vlastností sa dedí v určitej kombinácii. Príkladom sú gény viazané na pohlavie – kryptorchizmus (jeho prenášačky sú ženy), červená farba (prenáša sa len na X chromozóme).
Úvod.
Genetika je veda, ktorá študuje zákonitosti dedičnosti a premenlivosti živých organizmov.
Človek oddávna zaznamenal tri javy súvisiace s dedičnosťou: po prvé, podobnosť znakov potomkov a rodičov; po druhé, rozdiely medzi niektorými (niekedy mnohými) črtami potomkov od zodpovedajúcich rodičovských čŕt; po tretie, objavenie sa znakov, ktoré boli len u vzdialených predkov, u potomkov. Kontinuitu znakov medzi generáciami zabezpečuje proces oplodnenia. Od nepamäti človek spontánne využíval vlastnosti dedičnosti na praktické účely - na šľachtenie odrôd kultúrnych rastlín a plemien domácich zvierat.
Prvé myšlienky o mechanizme dedičnosti vyjadrili starogrécki vedci Democritus, Hippokrates, Plato, Aristoteles. Autor prvej vedeckej evolučnej teórie J.-B. Lamarck využil myšlienky starovekých gréckych vedcov na vysvetlenie toho, čo predpokladal na prelome 18.-19. princíp prenosu nových vlastností získaných počas života jedinca na potomstvo. Charles Darwin predložil teóriu pangenézy, ktorá vysvetlila dedičnosť získaných vlastností
Definoval Charles Darwin dedičnosť ako vlastnosť všetkých živých organizmov odovzdávať svoje vlastnosti a vlastnosti z generácie na generáciu, a variabilita ako vlastnosť všetkých živých organizmov nadobúdať nové črty v procese individuálneho vývoja.
Dedičnosť vlastností sa uskutočňuje prostredníctvom reprodukcie. Pri pohlavnom rozmnožovaní vznikajú nové generácie v dôsledku oplodnenia. Hmotné základy dedičnosti sú obsiahnuté v zárodočných bunkách. Pri nepohlavnom alebo vegetatívnom rozmnožovaní sa nová generácia vyvíja buď z jednobunkových spór, alebo z mnohobunkových útvarov. A pri týchto formách reprodukcie sa spojenie medzi generáciami uskutočňuje prostredníctvom buniek, ktoré obsahujú materiálne základy dedičnosti (elementárne jednotky dedičnosti) - gény - sú úseky DNA chromozómov.
Súhrn génov, ktoré organizmus dostáva od svojich rodičov, tvorí jeho genotyp. Kombináciou vonkajších a vnútorných znakov je fenotyp. Fenotyp sa vyvíja ako výsledok interakcie genotypu a podmienok prostredia. Tak či onak, základom zostávajú znamenia, ktoré sú nositeľmi génov.
Vzorce, ktorými sa znamenia odovzdávajú z generácie na generáciu, prvýkrát objavil veľký český vedec Gregor Mendel. Objavil a sformuloval tri zákony dedičnosti, ktoré tvorili základ modernej genetiky.
Život a vedecké bádanie Gregora Johanna Mendela.
Moravský mních a rastlinný genetik. Johann Mendel sa narodil v roku 1822 v meste Heinzendorf (dnes Ginchice v Českej republike), kde jeho otec vlastnil malý roľnícky pozemok. Gregor Mendel bol podľa tých, ktorí ho poznali, skutočne milý a príjemný človek. Po získaní základného vzdelania na miestnej dedinskej škole a neskôr, po absolvovaní kolégia piaristov v Leipniku, bol v roku 1834 prijatý na tropaunské cisársko-kráľovské gymnázium do prvej gramatickej triedy. O štyri roky neskôr boli Johannovi rodičia v dôsledku súbehu mnohých nešťastných udalostí, ktoré na seba rýchlo nastúpili, úplne zbavení možnosti uhradiť nevyhnutné výdavky spojené so štúdiom a ich syn, vtedy len 16-ročný, bol nútený úplne samostatne sa starať o svoju vlastnú výživu. V roku 1843 bol Mendel prijatý do augustiniánskeho kláštora svätého Tomáša v Altbrunne, kde prijal meno Gregor. V roku 1846 si Mendel vypočul aj prednášky o hospodárení, záhradníctve a vinohradníctve na Filozofickom inštitúte v Brunne. V roku 1848 po ukončení teologického kurzu dostal Mendel s hlbokou úctou povolenie študovať na doktorandskom štúdiu. Keď v nasledujúcom roku posilnil svoj úmysel vykonať skúšku, dostal rozkaz nastúpiť na miesto suplementa cisársko-kráľovského gymnázia v Znaime, čo s radosťou nasledoval.
V roku 1851 poslal opát kláštora Mendela študovať na Viedenskú univerzitu, kde sa okrem iného venoval botanike. Po skončení univerzity Mendel vyučoval vedu na miestnej škole. Vďaka tomuto kroku sa jeho finančná situácia radikálne zmenila. V spásonosnom blahobyte telesnej existencie, tak potrebnom pre každé povolanie, sa mu s hlbokou úctou vrátila odvaha i sila a v skúšobnom roku s veľkou usilovnosťou a láskou študoval predpísané klasické predmety. Vo svojom voľnom čase sa venoval malej botanickej a mineralogickej zbierke, ktorú mal k dispozícii v kláštore. Jeho vášeň pre oblasť prírodných vied bola tým väčšia, čím mal viac príležitostí venovať sa jej. Hoci tá, o ktorej sa hovorí v týchto štúdiách, bola bez akéhokoľvek vedenia a cesta samouka je tu, ako v žiadnej inej vede, náročná a pomaly vedie k cieľu, predsa len za ten čas Mendel získal takú lásku k štúdiu. prírody, že už nešetril sily.vyplniť svoje zmenené medzery samoštúdiom a nasledovaním rád ľudí s praktickými skúsenosťami. Dňa 3. apríla 1851 sa „učiteľský zbor“ školy rozhodol pozvať na dočasné obsadenie profesorského miesta pána Gregora Mendela, kanonika kláštora svätého Tomáša. Pomologické úspechy Gregora Mendela ho kvalifikovali na hviezdny titul a dočasné miesto suplementa prírodopisu v prípravke na Technickej škole. V prvom semestri štúdia sa učil len desať hodín týždenne a len s Dopplerom. V druhom semestri sa učil týždeň po dvadsať hodín. Z toho desať - fyzika s Dopplerom, päť týždenne - zoológia s Rudolfom Knerom. Jedenásť hodín týždenne – botanika s profesorom Fenzlom: okrem prednášok z morfológie a taxonómie absolvoval aj špeciálny workshop o opise a definícii rastlín. V treťom semestri si už zapísal tridsaťdva hodín týždenne: desať hodín fyzika s Dopplerom, desať hodín chémia s Rottenbacherom: všeobecná chémia, lekárska chémia, farmakologická chémia a workshop z analytickej chémie. Päť - pre zoológiu u Knera. Šesť hodín vyučovania s Ungerom, jedným z prvých cytológov na svete. Vo svojich laboratóriách študoval anatómiu a fyziológiu rastlín a absolvoval workshop o mikroskopických technikách. A predsa - raz týždenne na katedre matematiky - workshop o logaritme a trigonometrii.
1850, život išiel dobre. Mendel sa už vedel postarať sám o seba a jeho kolegovia si ho veľmi vážili, pretože si dobre plnil svoje povinnosti a veľmi príjemne sa s ním rozprávalo. Študenti ho milovali.
V roku 1851 sa Gregor Mendel obrátil na kardinálnu otázku biológie – problém premenlivosti a dedičnosti. Vtedy začal experimentovať s riadeným pestovaním rastlín. Mendel dodal rôzne rastliny zo vzdialených a blízkych štvrtí Brunnu. Rastliny pestoval v skupinách v časti kláštornej záhrady špeciálne určenej pre každú z nich v rôznych vonkajších podmienkach. Venoval sa starostlivým meteorologickým pozorovaniam. Gregor robil väčšinu svojich pokusov a pozorovaní s hrachom, ktorý od roku 1854 zasial každý rok na jar v malej záhradke pod oknami prelatúry. Na hrachu nebolo ťažké zostaviť jasný hybridizačný experiment. Aby ste to dosiahli, stačí pinzetou otvoriť veľký, aj keď ešte nedozretý kvet, odrezať prašníky a nezávisle vopred určiť „pár“, aby sa prekrížil. Keďže samoopelenie je vylúčené, odrody hrachu sú spravidla „čisté línie“ s konštantnými znakmi, ktoré sa z generácie na generáciu nemenia a ktoré sú veľmi jasne načrtnuté. Mendel vyčlenil znaky, ktoré určovali medziodrodové rozdiely: farba šupky zrelých zŕn a osobitne nezrelých zŕn, tvar zrelého hrachu, farba „bielkoviny“ (endospermu), dĺžka osi stonky, umiestnenie a farba pukov. V experimente použil viac ako tridsať odrôd a každá z odrôd bola predtým podrobená dvojročnému testu na „stálosť“, „stálosť charakteristík“, „čistotu krvi“ - v roku 1854 a v roku 1855. Osem rokov prebiehali pokusy s hrachom. Stokrát v ôsmich kvetoch vlastnými rukami opatrne odrezal prašníky a na pinzetu nazbieral peľ z tyčiniek kvetu inej odrody a naniesol ho na bliznu piestika. Pre desaťtisíc rastlín získaných krížením a zo samoopelených hybridov bolo vydaných desaťtisíc pasov. Záznamy sú presné: kedy bola materská rastlina pestovaná, aké kvety mala, čia peľ bola oplodnená, ktorý hrášok - žltý alebo zelený, hladký alebo vráskavý - sa získal, ktoré kvety - farba na okrajoch, farba v strede - kvitol kedy boli semená prijaté, koľko z nich je žltých, koľko je zelených, okrúhlych, zvrásnených, koľko z nich je vybraných na sadenie, kedy sú zasadené atď.
Výsledkom jeho výskumu bola správa „Pokusy na rastlinných hybridoch“, ktorú v roku 1865 prečítal prírodovedec Brunn. V správe sa uvádza: „Dôvodom na uskutočnenie experimentov, ktorým je venovaný tento článok, bolo umelé kríženie okrasných rastlín, ktoré sa uskutočnilo s cieľom získať nové formy, ktoré sa líšia farbou. Na uskutočnenie ďalších experimentov s cieľom sledovať vývoj hybridov u ich potomkov bola impulzom nápadná pravidelnosť, s ktorou sa hybridné formy neustále vracali do svojich rodičovských foriem. Ako sa to v dejinách vedy často stáva, Mendelova práca nezískala okamžite náležité uznanie od jeho súčasníkov. Výsledky jeho experimentov boli publikované na stretnutí Spoločnosti prírodných vied mesta Brunn a následne publikované v časopise tejto Spoločnosti, no Mendelove myšlienky vtedy nenašli podporu. Vydanie časopisu popisujúceho Mendelovo revolučné dielo už tridsať rokov zbiera prach v knižniciach. Až koncom 19. storočia vedci zaoberajúci sa problémami dedičnosti objavili Mendelove diela a jemu sa (posmrtne) dostalo zaslúženého uznania.
Monohybridný kríženec. Mendelov prvý zákon.
V Mendelových pokusoch sa pri krížení odrôd hrachu, ktoré mali žlté a zelené semená, ukázalo, že všetci potomkovia (t. j. hybridy prvej generácie) majú žlté semená.Zároveň bolo jedno, z akých semien (žltých alebo zelených) vyrástli materské (otec) rastliny. Obaja rodičia sú teda rovnako schopní prenášať svoje vlastnosti na svoje potomstvo.
Podobné výsledky boli zistené aj v experimentoch, v ktorých sa brali do úvahy aj iné vlastnosti. Takže, keď boli skrížené rastliny s hladkými a vrásčitými semenami, všetci potomkovia mali hladké semená. Keď sa krížili rastliny s fialovými a bielymi kvetmi, všetky hybridy mali iba fialové okvetné lístky atď.
Objavená zákonitosť je tzv Mendelov prvý zákon alebo zákon uniformity hybridov prvej generácie. Stav (alela) znaku, ktorý sa objavuje v prvej generácii, sa nazýva dominantný a stav (alela), ktorý sa nevyskytuje v prvej generácii hybridov, sa nazýva recesívny."Výtvory" znakov (podľa modernej terminológie - gény) G. Mendel navrhol označiť ich písmenami latinskej abecedy. Podmienky patriace do rovnakého páru znakov sú označené rovnakým písmenom, ale dominantná alela je veľká a recesívna alela je malá.
Druhý Mendelov zákon.
Pri vzájomnom krížení heterozygotných hybridov prvej generácie (samoopelenie alebo príbuzenská plemenitba) sa v druhej generácii objavujú jedince s dominantným aj recesívnym stavom vlastností, t.j. v určitých vzťahoch dochádza k rozkolu. Takže v Mendelových pokusoch na 929 rastlinách druhej generácie sa ukázalo 705 s fialovými kvetmi a 224 s bielymi kvetmi. V experimente, v ktorom sa brala do úvahy farba semien, bolo z 8023 semien hrachu získaných v druhej generácii 6022 žltých a 2001 zelených a zo 7324 semien, vo vzťahu ku ktorým sa bral tvar semien. účtu sa získalo 5474 hladkých a 1850 zvrásnených.Na základe výsledkov Mendel dospel k záveru, že v druhej generácii má 75 % jedincov dominantný stav vlastnosti a 25 % má recesívny stav (rozdelenie 3:1). Tento vzor bol pomenovaný Druhý Mendelov zákon, alebo zákon o rozdelení.
Podľa tohto zákona a s použitím modernej terminológie možno vyvodiť tieto závery:
a) alely génu, ktoré sú v heterozygotnom stave, navzájom nemenia štruktúru;
b) pri dozrievaní gamét u hybridov vzniká približne rovnaký počet gamét s dominantnými a recesívnymi alelami;
V) pri oplodnení sa samčie a samičie gaméty nesúce dominantné a recesívne alely voľne kombinujú.
Pri krížení dvoch heterozygotov (Aa), z ktorých každý produkuje dva typy gamét (polovica s dominantnými alelami - A, polovica s recesívnymi alelami - a), treba očakávať štyri možné kombinácie. Vajíčko s alelou A môže byť oplodnené s rovnakou pravdepodobnosťou spermiou s alelou A aj spermiou s alelou a; a vajíčko s alelou a - spermia s alelou A alebo alelou a. V dôsledku toho sa získajú zygoty AA, Aa, Aa, aa alebo AA, 2Aa, aa.
Vo vzhľade (fenotype) sa jedinci AA a Aa nelíšia, takže štiepenie vychádza v pomere 3: 1. Podľa genotypu sú jedince rozdelené v pomere 1AA:2Aa:aa. Je zrejmé, že ak sa potomstvo získa z každej skupiny jedincov druhej generácie iba samoopelením, potom prvá (AA) a posledná (aa) skupina (sú homozygotné) dávajú iba jednotné potomstvo (bez štiepenia), a heterozygotné (Aa) formy dávajú rozdelenie do pomeru 3:1.
Druhý Mendelov zákon alebo zákon štiepenia je teda formulovaný nasledovne: pri krížení dvoch hybridov prvej generácie, ktoré sa analyzujú podľa jedného alternatívneho páru stavov vlastností, sa u potomstva pozoruje štiepenie podľa fenotypu v pomere 3:1 a podľa genotypu v pomere 1:2:1.
Tretí Mendelov zákon, alebo zákon o nezávislom dedení vlastností.
Štúdiom štiepenia počas dihybridného kríženia Mendel upozornil na nasledujúcu okolnosť. Pri krížení rastlín so žltým hladkým (AABB) a zeleným vrásčitým (aa bb ) semená v druhej generácii sa objavili nové kombinácie znakov: žlto vráskavé (Aa bb ) a zelená hladká (aaB b ), ktoré sa v pôvodných formách nevyskytovali.
Z tohto pozorovania Mendel dospel k záveru, že rozdelenie pre každý znak nastáva nezávisle od druhého znaku. V tomto príklade bol tvar semien zdedený bez ohľadu na ich farbu. Tento vzorec sa nazýva tretí Mendelov zákon alebo zákon nezávislej distribúcie génov.
Tretí Mendelov zákon je formulovaný takto: pri krížení homozygotných jedincov, ktorí sa líšia v dvoch (alebo viacerých) znakoch, sa v druhej generácii pozoruje nezávislá dedičnosť a kombinácia stavov znakov, ak sa gény, ktoré ich určujú, nachádzajú v rôznych pároch chromozómov. Je to možné, pretože počas meiózy distribúcia (kombinácia) chromozómov v zárodočných bunkách počas ich dozrievania prebieha nezávisle a môže viesť k objaveniu sa potomstva s kombináciou znakov, ktoré sa líšia od rodičov a starých rodičov.
Na zaznamenávanie krížení sa často používajú špeciálne mriežky, ktoré navrhol anglický genetik Pennet (Punnetova mriežka). Sú vhodné na použitie pri analýze polyhybridných krížení. Princíp konštrukcie mriežky spočíva v tom, že gaméty otcovského jedinca sú napísané horizontálne navrchu, gaméty materského jedinca sú písané vertikálne vľavo a pravdepodobné genotypy potomstva sú na priesečníkoch.
Zákon štiepenia Mendel zasadil hybridy prvej generácie hrachu (všetky boli žlté) a umožnil im samoopelenie. V dôsledku toho sa získali semená, ktoré sú hybridmi druhej generácie (F2). Medzi nimi sa už stretli nielen žlté, ale aj zelené semená, to znamená, že došlo k štiepeniu. Zároveň bol pomer žltých a zelených semien 3 : 1. Výskyt zelených semien v druhej generácii dokázal, že táto vlastnosť u hybridov prvej generácie nevymizla ani sa nerozpustila, ale existovala v diskrétnom stave, ale bola jednoducho potlačená. Do vedy sa zaviedli pojmy dominantnej a recesívnej alely génu (Mendel ich nazval inak). Dominantná alela prevažuje nad recesívnou alelou. Čistá línia žltého hrachu má dve dominantné alely, AA. Čistá línia zeleného hrášku má dve recesívne alely - aa. Pri meióze vstupuje do každej gaméty iba jedna alela.
Mendelove zákony. základy genetiky
Gregor Mendel v 19. storočí pri výskume hrachu identifikoval tri hlavné vzorce dedenia vlastností, ktoré sa nazývajú tri Mendelove zákony.
Prvé dva zákony sa týkajú monohybridného kríženia (keď sa berú rodičovské formy, ktoré sa líšia iba jedným znakom), tretí zákon sa ukázal pri dihybridnom krížení (rodičovské formy sa skúmajú podľa dvoch rôznych znakov).
Pozornosť
Mendelov prvý zákon. Zákon uniformity hybridov prvej generácie Mendel použil na kríženie rastlín hrachu, ktoré sa líšia jedným znakom (napríklad farbou semien).
Niektoré mali žlté semená, iné zelené. Po krížovom opelení sa získajú hybridy prvej generácie (F1).
Všetky mali žlté semená, to znamená, že boli jednotné.
Fenotypový znak, ktorý určuje zelenú farbu semien, zmizol.
Druhý Mendelov zákon.
Vitajte
Info
Gregor Mendel je rakúsky botanik, ktorý študoval a opísal vzor dedičnosti vlastností.
Mendelove zákony sú základom genetiky, ktorá dodnes zohráva významnú úlohu pri skúmaní vplyvu dedičnosti a prenosu dedičných vlastností.
Vedec pri svojich pokusoch skrížil rôzne druhy hrachu, ktoré sa líšia jedným alternatívnym znakom: odtieňom kvetov, hladko zvrásneným hráškom a výškou stonky.
Okrem toho výraznou črtou Mendelových experimentov bolo používanie takzvaných „čistých línií“, t.j.
potomstvo, ktoré je výsledkom samoopelenia materskej rastliny. Mendelove zákony, formulácia a stručný popis budú rozoberané nižšie.
Po mnoho rokov, keď rakúsky vedec študoval a starostlivo pripravoval experiment s hráškom: ochrana kvetov pred vonkajším opelením pomocou špeciálnych vrecúšok, dosiahol v tom čase neuveriteľné výsledky.
Prednáška č. 17. Základné pojmy genetiky. mendelových zákonov
Expresia niektorých génov môže byť veľmi závislá od podmienok prostredia. Napríklad niektoré alely sa fenotypovo objavujú len pri určitej teplote v určitej fáze vývoja organizmu. To môže viesť aj k porušeniu mendelovského štiepenia.
Modifikačné gény a polygény. Okrem hlavného génu, ktorý riadi túto vlastnosť, môže genotyp obsahovať niekoľko ďalších modifikačných génov, ktoré modifikujú expresiu hlavného génu.
Dôležité
Niektoré vlastnosti môžu byť určené nie jedným génom, ale celým komplexom génov, z ktorých každý prispieva k prejavu vlastnosti.
Takáto vlastnosť sa nazýva polygénna. To všetko tiež prináša porušenia pri rozdelení 3:1.
Mendelove zákony
Stav (alela) znaku, ktorý sa objavuje v prvej generácii, sa nazýva dominantný a stav (alela), ktorý sa nevyskytuje v prvej generácii hybridov, sa nazýva recesívny. "Sklony" znakov (podľa modernej terminológie - gény) G.
Mendel navrhol označovať písmenami latinskej abecedy.
Podmienky patriace do rovnakého páru znakov sú označené rovnakým písmenom, ale dominantná alela je veľká a recesívna alela je malá.
Druhý Mendelov zákon. Pri vzájomnom krížení heterozygotných hybridov prvej generácie (samoopelenie alebo príbuzenská plemenitba) sa v druhej generácii objavujú jedince s dominantným aj recesívnym stavom vlastností, t.j. v určitých vzťahoch dochádza k rozkolu. Takže v Mendelových pokusoch na 929 rastlinách druhej generácie sa ukázalo 705 s fialovými kvetmi a 224 s bielymi kvetmi.
ešte jeden krok
Hrach so žltými semenami teda tvorí iba gaméty obsahujúce alelu A.
Hrach so zelenými semenami tvorí gaméty obsahujúce alelu a.
Pri krížení vytvárajú hybridy Aa (prvá generácia).
Keďže dominantná alela v tomto prípade úplne potláča recesívnu, žltá farba semien bola pozorovaná u všetkých hybridov prvej generácie.
Hybridy prvej generácie už produkujú gaméty A a a. Počas samoopelenia, náhodne sa navzájom kombinujú, vytvárajú genotypy AA, Aa, aa.
Okrem toho sa heterozygotný genotyp Aa bude vyskytovať dvakrát častejšie (od Aa a aA) ako každý homozygotný (AA a aa).
Takto dostaneme 1AA: 2Aa: 1aa. Keďže Aa produkuje žlté semená ako AA, ukázalo sa, že na 3 žlté pripadá 1 zelená.
Tretí Mendelov zákon. Zákon nezávislej dedičnosti rôznych vlastností Mendel uskutočnil dihybridné kríženie, tj.
sciencelandia
Chcete aj vy veriť, že svojmu romantickému partnerovi doprajete v posteli rozkoš? Aspoň sa nechceš červenať a prepáč... Sexualita Ak máš jedno z týchto 11 znamení, tak si jedným z najvzácnejších ľudí na Zemi.Akých ľudí možno zaradiť medzi vzácnych? Ide o jedincov, ktorých nevymieňajú za maličkosti.
Ich pohľad na svet je široký... New Age Prečo potrebujete na džínsoch malé vrecko? Každý vie, že na džínsoch je malé vrecko, ale málokto sa zamyslel nad tým, prečo by to mohlo byť potrebné.
Zaujímavosťou je, že pôvodne to bolo miesto na uskladnenie... Oblečenie Naši predkovia nespali ako my. Čo robíme zle? Je ťažké tomu uveriť, ale vedci a mnohí historici sa prikláňajú k názoru, že moderný človek spí úplne iným spôsobom ako jeho dávni predkovia. Spočiatku…
Všetky možné kombinácie mužských a ženských gamét možno ľahko identifikovať pomocou Punnettovej mriežky, v ktorej sú gaméty jedného rodiča zapísané horizontálne a gaméty druhého rodiča sú zapísané vertikálne. Do štvorcov sú zapísané genotypy zygot vytvorených fúziou gamét.
Ak vezmeme do úvahy výsledky štiepenia pre každý pár znakov zvlášť, ukáže sa, že pomer počtu žltých semien k počtu zelených a pomer hladkých semien k vráskavým pre každý pár je 3:1. .
Pri dihybridnom krížení sa teda každý pár znakov pri rozdelení v potomstve správa rovnako ako pri monohybridnom krížení, t.j.
t.j. bez ohľadu na druhú dvojicu vlastností.
Jedna čistá línia hrachu mala žlté a hladké semená, zatiaľ čo druhá línia mala zelené a zvráskavené.
Všetky ich hybridy prvej generácie mali žlté a hladké semená. V druhej generácii došlo podľa očakávania k štiepeniu (časť semien mala zelenú farbu a zvrásnenie). Rastliny však neboli pozorované len so žltými hladkými a zeleno vrásčitými semenami, ale aj so žltými zvrásnenými a zelenými hladkými.
Inými slovami, došlo k rekombinácii znakov, čo naznačuje, že k dedičnosti farby a tvaru semien dochádza nezávisle od seba.
V skutočnosti, ak sú gény pre farbu semien umiestnené v jednom páre homológnych chromozómov a gény, ktoré určujú tvar, sú v druhom, potom sa počas meiózy môžu kombinovať nezávisle od seba.
Mendelove zákony sú krátke a jasné
K znovuobjaveniu Mendelových zákonov Hugom de Vriesom v Holandsku, Carlom Corrensom v Nemecku a Erichom Tschermakom v Rakúsku došlo až v roku 1900. Zároveň sa zvýšili archívy a našli sa staré Mendelove diela.
V tom čase už bol vedecký svet pripravený prijať genetiku.
Začal sa jej víťazný sprievod. Kontrolovali platnosť mendelovských zákonov o dedičnosti (mendelizácia) na stále nových rastlinách a živočíchoch a dostávali nemenné potvrdenia. Všetky výnimky z pravidiel sa rýchlo rozvinuli do nových fenoménov všeobecnej teórie dedičnosti. V súčasnosti sú tri základné zákony genetiky, tri Mendelove zákony, formulované nasledovne. Mendelov prvý zákon. Jednotnosť hybridov prvej generácie.
Všetky znaky organizmu môžu byť v dominantnom alebo recesívnom prejave, ktorý závisí od prítomnosti alel daného génu.
Dôkladná a zdĺhavá analýza získaných údajov umožnila výskumníkovi odvodiť zákony dedičnosti, ktoré sa neskôr stali známymi ako Mendelove zákony.
Skôr ako pristúpime k opisu zákonitostí, je potrebné uviesť niekoľko pojmov potrebných na pochopenie tohto textu: Dominantný gén – gén, ktorého vlastnosť sa prejavuje v tele.
Označuje sa veľkým písmenom: A, B. Pri krížení sa takáto vlastnosť považuje za podmienene silnejšiu, t.j.
objaví sa vždy, ak má druhá rodičovská rastlina podmienečne menej slabé znaky. Dokazujú to Mendelove zákony. Recesívny gén – gén vo fenotype sa neprejavuje, hoci je v genotype prítomný. Označuje sa veľkým písmenom a,b. Heterozygot - hybrid, v ktorého genotype (súbore génov) sa nachádza dominantný aj recesívny gén pre nejaký znak.
Počas oplodnenia sa gaméty kombinujú podľa pravidiel náhodných kombinácií, ale pre každú s rovnakou pravdepodobnosťou. Vo výsledných zygotách vznikajú rôzne kombinácie génov. Nezávislá distribúcia génov u potomstva a vznik rôznych kombinácií týchto génov pri dihybridnom krížení je možný len vtedy, ak sa páry alelických génov nachádzajú v rôznych pároch homológnych chromozómov. Tretí Mendelov zákon je teda formulovaný nasledovne: pri krížení dvoch homozygotných jedincov líšiacich sa od seba dvoma alebo viacerými pármi alternatívnych znakov sa gény a im zodpovedajúce znaky dedia nezávisle od seba. Leteli recesisti. Mendel získal rovnaké číselné pomery pri delení alel mnohých párov znakov. To konkrétne znamenalo rovnaké prežitie jedincov všetkých genotypov, ale nemusí to tak byť.
