Această lege prevede că încrucișarea indivizilor care diferă într-o anumită trăsătură (homozigoți pentru diferite alele) produce descendenți omogeni genetic (generația F 1), toți indivizii fiind heterozigoți. Toți hibrizii F 1 pot avea fie fenotipul unuia dintre părinți (dominanță completă), ca în experimentele lui Mendel, fie, după cum s-a descoperit mai târziu, un fenotip intermediar (dominanță incompletă). Mai târziu s-a dovedit că hibrizii din prima generație F1 pot prezenta caracteristici ale ambilor părinți (codominanță). Această lege se bazează pe faptul că la încrucișarea a două forme homozigote pentru alele diferite (AA și aa), toți descendenții lor sunt identici ca genotip (heterozigot - Aa), și deci ca fenotip.

2.3.Legea divizării (a doua lege a lui Mendel)

Această lege se numește legea divizării (independente). Esența sa este următoarea. Când un organism care este heterozigot pentru trăsătura studiată formează celule sexuale - gameți, atunci jumătate dintre aceștia poartă o alelă a unei anumite gene, iar cealaltă jumătate poartă alta. Prin urmare, atunci când astfel de hibrizi F1 sunt încrucișați între ei, printre hibrizii F2 de generația a doua, indivizii cu fenotipuri atât ale formelor parentale originale, cât și ale F1 apar în anumite proporții.

Această lege se bazează pe comportamentul regulat al unei perechi de cromozomi omologi (cu alelele A și a), care asigură formarea a două tipuri de gameți la hibrizii F 1, ca urmare a cărora dintre hibrizii F2 sunt indivizi de trei genotipuri posibile. identificate în raportul 1AA: 2 Aa: 1aa. Cu alte cuvinte, „nepoții” formelor originale - doi homozigoți, fenotipic diferiți unul de celălalt, dau clivaj în funcție de fenotip, în conformitate cu a doua lege a lui Mendel.

Cu toate acestea, acest raport poate varia în funcție de tipul de moștenire. Astfel, în cazul dominanței complete, 75% dintre indivizi sunt identificați cu o trăsătură dominantă și 25% cu o trăsătură recesivă, i.e. două fenotipuri într-un raport de 3:1. Cu dominanță incompletă și codominanță, 50% dintre hibrizii din a doua generație (F2) au fenotipul hibrizilor din prima generație și 25% au fiecare fenotipurile formelor parentale originale, adică. se observă o divizare 1:2:1.

2.4.Legea combinației independente (moștenirii) trăsăturilor (a treia lege a lui Mendel)

Această lege spune că fiecare pereche de caracteristici alternative se comportă independent una de alta într-o serie de generații, drept urmare, printre descendenții primei generații (adică în generația F2), indivizii cu altele noi (comparativ cu părinții). ) apar într-o anumită proporţie combinaţii de semne. De exemplu, în cazul dominanței complete la încrucișarea formelor inițiale care diferă în două caracteristici, în generația următoare (F2) sunt identificați indivizi cu patru fenotipuri într-un raport de 9:3:3:1. În acest caz, două fenotipuri au combinații „parentale” de trăsături, iar celelalte două sunt noi. Această lege se bazează pe comportamentul independent (diviziunea) a mai multor perechi de cromozomi omologi. Astfel, în timpul încrucișării dihibride, aceasta duce la formarea a 4 tipuri de gameți în hibrizii din prima generație (F 1) (AB, Av, aB, av), iar după formarea zigoților - la o scindare naturală în funcție de genotip și, în consecință, în funcție de fenotipul din generația următoare (F2).

Paradoxal, în știința modernă se acordă o mare atenție nu atât celei de-a treia legi a lui Mendel în formularea sa originală, cât și excepțiilor de la ea. Legea combinației independente nu este respectată dacă genele care controlează trăsăturile studiate sunt legate, de exemplu. sunt situate unul lângă altul pe același cromozom și sunt moștenite ca o pereche de elemente conectate, și nu ca elemente separate. Intuiția științifică a lui Mendel i-a spus ce trăsături ar trebui selectate pentru experimentele sale dihibride — el a ales trăsături nelegate. Dacă ar fi selectat aleatoriu trăsăturile controlate de gene legate, rezultatele sale ar fi fost diferite, deoarece trăsăturile legate nu sunt moștenite independent unele de altele.

De ce sunt importante excepțiile de la legea lui Mendel a combinației independente? Faptul este că aceste excepții fac posibilă determinarea coordonatelor cromozomiale ale genelor (așa-numitul locus).

În cazurile în care ereditabilitatea unei anumite perechi de gene nu se supune celei de-a treia legi a lui Mendel, cel mai probabil aceste gene sunt moștenite împreună și, prin urmare, sunt situate pe cromozom în imediata apropiere una de cealaltă. Moștenirea dependentă a genelor se numește legare, iar metoda statistică utilizată pentru a analiza o astfel de moștenire se numește metoda legăturii. Cu toate acestea, în anumite condiții, modelele de moștenire ale genelor legate sunt perturbate. Principalul motiv pentru aceste tulburări este fenomenul de crossing over, care duce la recombinarea (recombinarea) genelor. Baza biologică a recombinării este aceea că în timpul formării gameților, cromozomii omologi își schimbă secțiunile înainte de a fi separați.

Încrucișarea este un proces probabilistic, iar probabilitatea ca o rupere a cromozomului să apară sau nu la un anumit loc este determinată de o serie de factori, în special de distanța fizică dintre doi loci ai aceluiași cromozom. Încrucișarea poate apărea și între loci vecini, dar probabilitatea sa este mult mai mică decât probabilitatea unui decalaj (care duce la un schimb de regiuni) între loci cu o distanță mare între ele.

Acest model este utilizat în compilarea hărților genetice ale cromozomilor (mapping). Distanța dintre doi loci este estimată prin numărarea numărului de recombinări la 100 de gameți. Această distanță este considerată o unitate de măsură pentru lungimea unei gene și este numită centimorgan în onoarea geneticianului T. Morgan, care a descris pentru prima dată grupuri de gene legate în musca de fructe Drosophila, un subiect preferat al geneticienilor. Dacă doi loci sunt localizați la o distanță considerabilă unul de celălalt, atunci o pauză între ei va avea loc la fel de des ca și cum acești loci sunt localizați pe cromozomi diferiți.

Folosind modelele de reorganizare a materialului genetic în timpul procesului de recombinare, oamenii de știință au dezvoltat o metodă de analiză statistică numită analiză de legături.

Legile lui Mendel în forma lor clasică se aplică în anumite condiții. Acestea includ:

1) homozigositatea formelor încrucișate originale;

2) formarea gameților de hibrizi de toate tipurile posibile în proporții egale (furnizat de cursul corect al meiozei; viabilitatea egală a gameților de toate tipurile; probabilitatea egală de întâlnire a oricăror gameți în timpul fertilizării);

3) viabilitatea egală a zigoților de toate tipurile.

Încălcarea acestor condiții poate duce fie la absența segregării în a doua generație, fie la segregarea în prima generație; sau la o denaturare a relaţiei dintre diferite genotipuri şi fenotipuri. Legile lui Mendel sunt universale pentru toate organismele diploide care se reproduc sexual. În general, ele sunt valabile pentru genele autozomale cu penetranță completă (adică frecvența de manifestare a trăsăturii analizate 100%; penetranța 100% implică faptul că trăsătura este exprimată în toți purtătorii alelei care determină dezvoltarea acestei trăsături) și constantă. expresivitate (adică gradul constant de severitate al simptomului); expresivitatea constantă implică faptul că expresia fenotipică a trăsăturii este aceeași sau aproximativ aceeași la toți purtătorii alelei care determină dezvoltarea acestei trăsături.

Cunoașterea și aplicarea legilor lui Mendel este de mare importanță în consilierea genetică medicală și determinarea genotipului persoanelor fenotipic „sănătoase” ale căror rude sufereau de boli ereditare, precum și în determinarea gradului de risc de a dezvolta aceste boli la rudele pacienților.

A treia lege a lui Mendel este legea distribuției independente a caracteristicilor. Aceasta înseamnă că fiecare genă a unei perechi alele poate apărea într-un gamet cu orice altă genă dintr-o altă pereche alelecă. De exemplu, dacă un organism este heterozigot pentru două gene studiate (AaBb), atunci formează următoarele tipuri de gameți: AB, Ab, aB, ab. Adică, de exemplu, gena A poate fi în același gamet cu atât gena B, cât și b. Același lucru este valabil și pentru alte gene (combinația lor arbitrară cu gene non-alelice).

A treia lege a lui Mendel este deja evidentă cu trecere dihibridă(mai ales cu trihibrid și polihibrid), când liniile pure diferă în două caracteristici studiate. Mendel a încrucișat un soi de mazăre cu semințe galbene netede cu un soi care avea semințe verzi șifonate și a obținut exclusiv semințe netede galbene F 1 . Apoi, a crescut plante F 1 din semințe, le-a permis să se autopolenizeze și a obținut semințe F 2. Și aici a observat despicarea: plantele au apărut atât cu semințe verzi, cât și cu ridate. Cel mai surprinzător lucru a fost că printre hibrizii de a doua generație nu existau doar plante cu semințe netede, galbene și verzi, ridate. Au existat, de asemenea, semințe galbene ridate și verzi netede, adică a avut loc recombinarea caracterelor și s-au obținut combinații care nu au fost găsite în formele parentale originale.

Analizând raportul cantitativ al diferitelor semințe F2, Mendel a descoperit următoarele:

    Dacă luăm în considerare fiecare trăsătură separat, aceasta a fost împărțită într-un raport de 3:1, ca într-o încrucișare monohibridă. Adică la fiecare trei semințe galbene era câte una verde, iar la fiecare 3 netede era câte una șifonată.

    Au apărut plante cu noi combinații de trăsături.

    Raportul fenotipic a fost 9:3:3:1, unde pentru fiecare nouă semințe de mazăre netedă galbenă au existat trei șifonate galbene, trei netede verzi și una încrețită verde.

A treia lege a lui Mendel este bine ilustrată de rețeaua Punnett. Aici, posibilii gameți ai părinților (în acest caz, hibrizi de prima generație) sunt înscriși în titlurile rândurilor și coloanelor. Probabilitatea de a produce fiecare tip de gamet este ¼. De asemenea, este la fel de probabil ca acestea să se combine diferit într-un singur zigot.


Vedem că se formează patru fenotipuri, dintre care două nu existau anterior. Raportul dintre fenotipuri este de 9: 3: 3: 1. Numărul de genotipuri diferite și raportul lor este mai complex:

Rezultă 9 genotipuri diferite. Raportul lor este: 4: 2: 2: 2: 2: 1: 1: 1: 1. În același timp, heterozigoții sunt mai frecventi, iar homozigoții sunt mai puțin frecventi.

Dacă revenim la faptul că fiecare trăsătură este moștenită independent și se observă o împărțire 3:1 pentru fiecare, atunci putem calcula probabilitatea fenotipurilor pentru două trăsături ale alelelor diferite prin înmulțirea probabilității de manifestare a fiecărei alele (adică, nu este necesar să se folosească zăbrelele Punnett). Astfel, probabilitatea apariției semințelor galbene netede va fi egală cu ¾ × ¾ = 9/16, verde neted – ¾ × ¼ = 3/16, galben încrețit – ¼ × ¾ = 3/16, verde încrețit – ¼ × ¼ = 1 /16. Astfel, obținem același raport fenotipic: 9:3:3:1.

A treia lege a lui Mendel se explică prin divergența independentă a cromozomilor omologi ai diferitelor perechi în timpul primei diviziuni a meiozei. Un cromozom care conține gena A poate, cu aceeași probabilitate, să intre în aceeași celulă atât cu un cromozom care conține gena B, cât și cu un cromozom care conține gena b. Cromozomul cu gena A nu este în niciun fel legat de cromozomul cu gena B, deși ambii au fost moșteniți de la același părinte. Putem spune că, ca urmare a meiozei, cromozomii sunt amestecați. Numărul diferitelor combinații ale acestora este calculat prin formula 2 n, unde n este numărul de cromozomi din setul haploid. Deci, dacă o specie are trei perechi de cromozomi, atunci numărul de combinații diferite ale acestora va fi 8 (2 3).

Când legea moștenirii independente a caracteristicilor nu se aplică

A treia lege a lui Mendel, sau legea moștenirii independente a trăsăturilor, se aplică numai genelor localizate pe diferiți cromozomi sau situate pe același cromozom, dar destul de departe unele de altele.

Practic, dacă genele sunt situate pe același cromozom, atunci ele sunt moștenite împreună, adică prezintă legături între ele, iar legea moștenirii independente a trăsăturilor nu se mai aplică.

De exemplu, dacă genele responsabile de culoarea și forma semințelor de mazăre se aflau pe același cromozom, atunci hibrizii din prima generație ar putea forma gameți de doar două tipuri (AB și ab), deoarece în timpul meiozei cromozomii parentali diverg independent unul de celălalt. , dar nu gene individuale. În acest caz, în a doua generație ar exista o împărțire 3:1 (trei galbene netede la una verde șifonată).

Cu toate acestea, nu este atât de simplu. Datorită existenței în natură a conjugării (adunării) cromozomilor și încrucișării (schimbului de secțiuni de cromozomi), genele situate pe cromozomii omologi se recombină și ele. Deci, dacă un cromozom cu genele AB, în timpul procesului de încrucișare, schimbă o secțiune cu gena B cu un cromozom omolog, a cărui secțiune conține gena b, atunci pot fi noi gameți (Ab și, de exemplu, aB). obținut. Procentul de astfel de gameți recombinanți va fi mai mic decât dacă genele ar fi pe cromozomi diferiți. În acest caz, probabilitatea de trecere depinde de distanța genelor de pe cromozom: cu cât mai departe, cu atât este mai mare probabilitatea.

legile lui Mendel - acestea sunt principiile transmiterii caracteristicilor ereditare de la organismele părinte la descendenții acestora, rezultate în urma experimentelor Gregor Mendel . Aceste principii au servit drept bază pentru clasic genetica și au fost explicate ulterior ca o consecință a mecanismelor moleculare ale eredității. Deși trei legi sunt de obicei descrise în manualele în limba rusă, „prima lege” nu a fost descoperită de Mendel. De o importanță deosebită printre modelele descoperite de Mendel este „ipoteza purității gameților”.

legile lui Mendel


Legea uniformității hibrizilor din prima generație

Mendel a numit manifestarea trăsăturii unuia dintre părinți la hibrizi drept dominație.

La încrucișarea a două organisme homozigote aparținând unor linii pure diferite și care diferă unul de celălalt într-o pereche de manifestări alternative ale trăsăturii, întreaga primă generație de hibrizi (F1) va fi uniformă și va purta manifestarea trăsăturii unuia dintre părinți.

Această lege este cunoscută și sub numele de „legea dominanței trăsăturilor”. Formularea sa se bazează pe conceptlinie curată relativ la caracteristica studiată – în limbajul modern aceasta înseamnă homozigote indivizi pentru această trăsătură. Mendel a formulat puritatea unui caracter ca absența manifestărilor caracterelor opuse la toți descendenții din mai multe generații ale unui individ dat în timpul autopolenizării.

La trecerea liniilor pure mazăre cu flori violete și mazăre cu flori albe, Mendel a observat că descendenții plantelor care au apărut erau toți cu flori violete, nu era nici unul alb printre ei. Mendel a repetat experimentul de mai multe ori și a folosit alte semne. Dacă ar încrucișa mazărea cu semințe galbene și verzi, toți urmașii ar avea semințe galbene. Dacă ar încrucișa mazărea cu semințe netede și încrețite, urmașii ar avea semințe netede. Descendenții de la plante înalte și scurte erau înalți. Asa de, hibrizi din prima generație sunt întotdeauna uniforme în această caracteristică și dobândesc caracteristica unuia dintre părinți. Acest semn (mai puternic, dominant), l-a suprimat întotdeauna pe celălalt ( recesiv).

Legea împărțirii caracterelor

Definiție

Legea scindării sau a doua lege Mendel: când doi descendenți heterozigoți din prima generație sunt încrucișați între ei, în a doua generație se observă o scindare într-un anumit raport numeric: după fenotip 3:1, după genotip 1:2:1.

Prin încrucișarea organismelor din două linii pure, care diferă în manifestările unei trăsături studiate, pentru care sunt responsabile alele se numește o genăcruce monohibridă .

Un fenomen în care traversarea heterozigot indivizii duce la formarea descendenților, dintre care unii poartă o trăsătură dominantă, iar alții - una recesivă, numită divizare. În consecință, segregarea este distribuția trăsăturilor dominante și recesive între descendenți într-un anumit raport numeric. Trăsătura recesivă nu dispare la hibrizii din prima generație, ci este doar suprimată și apare la a doua generație de hibrizi.

Explicaţie

Legea purității gameților: fiecare gamet conține doar o alelă dintr-o pereche de alele ale unei anumite gene a individului părinte.

În mod normal, gametul este întotdeauna pur din a doua genă a perechii alelice. Acest fapt, care nu putea fi stabilit ferm pe vremea lui Mendel, este numit și ipoteza purității gameților. Această ipoteză a fost ulterior confirmată de observații citologice. Dintre toate legile moștenirii stabilite de Mendel, această „Lege” este cea mai generală ca natură (este îndeplinită în cea mai largă gamă de condiții).

Ipoteza purității gameti . Mendel a sugerat că în timpul formării hibrizilor, factorii ereditari nu sunt amestecați, ci rămân neschimbați. Hibridul are ambii factori - dominanti si recesivi, dar manifestarea trasaturii este determinata de dominantafactor ereditar , recesivul este suprimat. Comunicarea între generațiireproducere sexuală realizat prin celulele reproductive - gameti . Prin urmare, trebuie să presupunem că fiecare gamet poartă doar un factor dintr-o pereche. Apoi la fertilizare fuziunea a doi gameți, fiecare dintre care poartă un factor ereditar recesiv, va duce la formarea unui organism cu o trăsătură recesivă, manifestată fenotipic . Fuziunea gameților, fiecare dintre care poartă un factor dominant, sau doi gameți, dintre care unul conține un factor dominant și celălalt un factor recesiv, va duce la dezvoltarea unui organism cu o trăsătură dominantă. Astfel, apariţia în a doua generaţie a unei trăsături recesive a unuia dintre părinţi nu se poate produce decât în ​​două condiţii: 1) dacă la hibrizi factorii ereditari rămân neschimbaţi; 2) dacă celulele germinale conţin un singur factor ereditar din alelic cupluri. Mendel a explicat împărțirea descendenților la încrucișarea indivizilor heterozigoți prin faptul că gameții sunt puri din punct de vedere genetic, adică poartă doar unul. gena dintr-o pereche alelică. Ipoteza (numită în prezent legea) purității gameților poate fi formulată astfel: în timpul formării celulelor germinale, în fiecare gamet intră doar o alelă dintr-o pereche de alele unei gene date.

Se știe că în fiecare celulă corp în majoritatea cazurilor există exact la fel set diploid de cromozomi. Două omologi de obicei, cromozomii conțin fiecare o alelă a unei anumite gene. Gameții „puri” genetic sunt formați după cum urmează:

Diagrama prezintă meioza unei celule cu un set diploid de 2n=4 (două perechi de cromozomi omologi). Cromozomii paterni și materni sunt indicați prin culori diferite.

În timpul formării gameților într-un hibrid, cromozomii omologi ajung în diferite celule în timpul primei diviziuni meiotice. Fuziunea gameților masculin și feminin are ca rezultat un zigot cu un set diploid de cromozomi. În acest caz, zigotul primește jumătate din cromozomi din corpul patern, iar jumătate din cel matern. Pentru o pereche dată de cromozomi (și o pereche dată de alele), se formează două tipuri de gameți. În timpul fertilizării, gameții care poartă aceleași alele sau alele diferite se întâlnesc întâmplător. În virtutea probabilitate statistică cu un număr suficient de mare de gameți la descendenți 25% genotipuri va fi homozigot dominant, 50% - heterozigot, 25% - homozigot recesiv, adică se stabilește raportul 1AA:2Aa:1aa (segregarea după genotip 1:2:1). În consecință, în funcție de fenotip, descendenții din a doua generație în timpul unei încrucișări monohibride sunt distribuiți într-un raport de 3:1 (3/4 indivizi cu o trăsătură dominantă, 1/4 indivizi cu o trăsătură recesivă). Astfel, într-o încrucișare monohibridă citologice baza pentru divizarea caracterelor este divergența cromozomilor omologi și formarea celulelor germinale haploide în meioză

Legea moștenirii independente a caracteristicilor

Definiție

Legea moștenirii independente(A treia lege a lui Mendel) - la încrucișarea a doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două (sau mai multe) perechi de trăsături alternative, genele și trăsăturile lor corespunzătoare sunt moștenite independent unele de altele și sunt combinate în toate combinațiile posibile (ca în încrucișarea monohibridă). ). Când au fost încrucișate plante care diferă prin mai multe caractere, cum ar fi flori albe și violete și mazăre galbenă sau verde, moștenirea fiecărui caracter a urmat primele două legi și la urmași au fost combinate în așa fel ca și cum moștenirea lor s-ar fi produs independent de reciproc. Prima generație după încrucișare a avut un fenotip dominant pentru toate trăsăturile. În a doua generație, s-a observat o împărțire a fenotipurilor conform formulei 9:3:3:1, adică 9:16 au fost cu flori violet și mazăre galbenă, 3:16 au fost cu flori albe și mazăre galbenă, 3: 16 erau cu flori violete și mazăre verde, 1:16 cu flori albe și mazăre verde.

Explicaţie

Mendel a dat peste personaje ale căror gene erau în diferite perechi de omologi cromozomii mazăre În timpul meiozei, cromozomii omologi ai diferitelor perechi sunt combinați aleatoriu în gameți. Dacă cromozomul patern al primei perechi intră în gamet, atunci cu aceeași probabilitate atât cromozomii paterni, cât și cei materni ai celei de-a doua perechi pot intra în acest gamet. Prin urmare, trăsăturile ale căror gene sunt localizate în diferite perechi de cromozomi omologi sunt combinate independent unele de altele. (S-a dovedit mai târziu că din cele șapte perechi de caractere studiate de Mendel la mazăre, care are un număr diploid de cromozomi 2n=14, genele responsabile pentru una dintre perechile de caractere erau localizate pe același cromozom. Cu toate acestea, Mendel nu a descoperit o încălcare a legii moștenirii independente, deoarece legătura dintre aceste gene nu a fost observată din cauza distanței mari dintre ele).

Prevederi de bază ale teoriei eredității lui Mendel

În interpretarea modernă, aceste prevederi sunt după cum urmează:

  • Factori ereditari discreți (separați, care nu se pot amesteca) - genele sunt responsabile pentru trăsăturile ereditare (termenul „genă” a fost propus în 1909 de V. Johannsen)
  • Fiecare organism diploid conține o pereche de alele ale unei anumite gene responsabile pentru o anumită trăsătură; unul dintre ei este primit de la tată, celălalt de la mamă.
  • Factorii ereditari se transmit descendenților prin celulele germinale. Când se formează gameții, fiecare dintre ei conține doar o alelă din fiecare pereche (gameții sunt „puri” în sensul că nu conțin a doua alelă).

Condiții pentru îndeplinirea legilor lui Mendel

Conform legilor lui Mendel, numai trăsăturile monogenice sunt moștenite. Dacă mai multe gene sunt responsabile pentru o trăsătură fenotipică (și majoritatea absolută a acestor trăsături), aceasta are un model de moștenire mai complex.

Condiții pentru îndeplinirea legii segregării în timpul traversării monohibride

Împărțirea 3:1 după fenotip și 1:2:1 după genotip se realizează aproximativ și numai în următoarele condiții:

  1. Se studiază un număr mare de cruci (un număr mare de descendenți).
  2. Gameții care conțin alele A și a sunt formați în număr egal (au viabilitate egală).
  3. Nu există fertilizare selectivă: gameții care conțin orice alelă fuzionează unul cu celălalt cu probabilitate egală.
  4. Zigoții (embrionii) cu genotipuri diferite sunt la fel de viabili.

Condiții de aplicare a legii moștenirii independente

  1. Toate conditiile necesare pentru indeplinirea legii scindarii.
  2. Locația genelor responsabile pentru trăsăturile studiate se află în diferite perechi de cromozomi (nelegate).

Condiții pentru îndeplinirea legii purității gameților

  1. Cursul normal al meiozei. Ca urmare a nedisjuncției cromozomilor, ambii cromozomi omologi dintr-o pereche pot ajunge într-un singur gamet. În acest caz, gametul va purta o pereche de alele ale tuturor genelor care sunt conținute într-o pereche dată de cromozomi.

În secolul al XIX-lea, Gregor Mendel, în timp ce efectua cercetări asupra mazării, a identificat trei modele principale de moștenire a trăsăturilor, care sunt numite cele trei legi ale lui Mendel. Primele două legi se referă la încrucișarea monohibridă (când se iau forme parentale care diferă doar într-o singură caracteristică), a treia lege a fost dezvăluită în timpul încrucișării dihibride (formele parentale sunt studiate pentru două caracteristici diferite).

Prima lege a lui Mendel. Legea uniformității hibrizilor din prima generație

Mendel a încrucișat plante de mazăre care diferă într-o singură caracteristică (de exemplu, culoarea semințelor). Unele aveau seminte galbene, altele verzi. După polenizare încrucișată se obțin hibrizi de prima generație (F 1). Toate aveau semințe galbene, adică erau uniforme. Trăsătura fenotipică care determină culoarea verde a semințelor a dispărut.

A doua lege a lui Mendel. Legea diviziunii

Mendel a plantat hibrizi de mazăre din prima generație (care erau toți galbeni) și le-a permis să se autopolenizeze. Ca rezultat, s-au obținut semințe care erau hibrizi de a doua generație (F 2). Printre ele erau deja nu numai semințe galbene, ci și verzi, adică despicarea a avut loc. Raportul dintre semințele galbene și cele verzi a fost de 3:1.

Apariția semințelor verzi în a doua generație a dovedit că această trăsătură nu a dispărut sau dizolvat la hibrizii din prima generație, ci a existat într-o stare discretă, ci a fost pur și simplu suprimată. Conceptele de alele dominante și recesive ale unei gene au fost introduse în știință (Mendel le-a numit diferit). Alela dominantă o suprimă pe cea recesivă.

Linia pură de mazăre galbenă are două alele dominante - AA. Linia pură de mazăre verde are două alele recesive - aa. În timpul meiozei, doar o alelă intră în fiecare gamet. Astfel, mazărea cu semințe galbene produce numai gameți care conțin alela A. Mazărea cu semințe verzi produce gameți care conțin alela a. Când sunt încrucișate, produc hibrizi Aa (prima generație). Deoarece alela dominantă în acest caz o suprimă complet pe cea recesivă, culoarea galbenă a semințelor a fost observată la toți hibrizii de prima generație.

Hibrizii din prima generație produc deja gameți A și a. Când se autopolenizează, combinându-se aleatoriu între ele, formează genotipurile AA, Aa, aa. Mai mult, genotipul heterozigot Aa va apărea de două ori mai des (ca Aa și aA) decât fiecare genotip homozigot (AA și aa). Astfel obținem 1AA: 2Aa: 1aa. Deoarece Aa dă semințe galbene ca AA, se dovedește că pentru fiecare 3 galbeni există 1 verde.

A treia lege a lui Mendel. Legea moștenirii independente a diferitelor caracteristici

Mendel a efectuat încrucișarea dihibridă, adică a luat plante de mazăre pentru încrucișare care diferă în două caracteristici (de exemplu, în culoare și semințe încrețite). O linie pură de mazăre avea semințe galbene și netede, în timp ce a doua avea semințe verzi și încrețite. Toți hibrizii lor din prima generație aveau semințe galbene și netede.

În a doua generație, așa cum era de așteptat, a avut loc despicarea (unele dintre semințe au apărut verzi și încrețite). Cu toate acestea, plantele au fost observate nu numai cu semințe galbene netede și verzi șifonate, ci și cu semințe galbene ridate și verzi netede. Cu alte cuvinte, a avut loc o recombinare a caracterelor, ceea ce indică faptul că moștenirea culorii și formei semințelor are loc independent una de cealaltă.

Într-adevăr, dacă genele pentru culoarea semințelor sunt situate într-o pereche de cromozomi omologi, iar genele care determină forma sunt în cealaltă, atunci în timpul meiozei ele pot fi combinate independent unele de altele. Ca urmare, gameții pot conține atât alele pentru galben și neted (AB), și galben și încrețit (Ab), precum și verde neted (aB) și verde șifonat (ab). Când gameții sunt combinați între ei cu probabilități diferite, se formează nouă tipuri de hibrizi de a doua generație: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb. În acest caz, fenotipul va fi împărțit în patru tipuri în raportul 9 (galben neted): 3 (galben șifonat): 3 (verde neted): 1 (verde încrețit). Pentru claritate și analiză detaliată, se construiește o rețea Punnett.

Gregor Mendel este un botanist austriac care a studiat și descris legile lui Mendel - care până în prezent joacă un rol important în studiul influenței eredității și transmiterii trăsăturilor ereditare.

În experimentele sale, omul de știință a încrucișat diferite tipuri de mazăre care diferă într-o trăsătură alternativă: culoarea florilor, mazăre netedă, înălțimea tulpinii. În plus, o trăsătură distinctivă a experimentelor lui Mendel a fost utilizarea așa-numitelor „linii pure”, adică. urmași rezultati din autopolenizarea plantei părinte. Legile lui Mendel, formularea și scurta descriere vor fi discutate mai jos.

După ce a studiat și a pregătit cu meticulozitate un experiment cu mazărea de mulți ani: folosind pungi speciale pentru a proteja florile de polenizarea externă, omul de știință austriac a obținut rezultate incredibile în acel moment. O analiză amănunțită și îndelungată a datelor obținute a permis cercetătorului să deducă legile eredității, care mai târziu au fost numite „Legile lui Mendel”.

Înainte de a începe să descriem legile, ar trebui să introducem câteva concepte necesare pentru înțelegerea acestui text:

Gena dominantă- o genă a cărei trăsătură se manifestă în organism. Desemnate A, B. Când este încrucișată, o astfel de trăsătură este considerată condiționat mai puternică, adică. va apărea întotdeauna dacă a doua plantă părinte are caracteristici condiționat mai slabe. Aceasta este ceea ce dovedesc legile lui Mendel.

gena recesiva - gena nu este exprimată în fenotip, deși este prezentă în genotip. Notat cu majuscule a,b.

heterozigot - un hibrid al cărui genotip (set de gene) conține atât o trăsătură dominantă, cât și o anumită trăsătură. (Aa sau Bb)

homozigot - hibrid , posedă gene exclusiv dominante sau doar recesive responsabile pentru o anumită trăsătură. (AA sau bb)

Legile lui Mendel, formulate pe scurt, vor fi discutate mai jos.

Prima lege a lui Mendel, cunoscută și sub numele de legea uniformității hibridului, poate fi formulată astfel: prima generație de hibrizi care rezultă din încrucișarea liniilor pure ale plantelor paterne și materne nu prezintă diferențe fenotipice (adică externe) în trăsătura studiată. Cu alte cuvinte, toate plantele fiice au aceeași culoare a florilor, înălțimea tulpinii, netezimea sau rugozitatea mazărei. Mai mult, trăsătura manifestată fenotipic corespunde exact trăsăturii inițiale a unuia dintre părinți.

A doua lege a lui Mendel sau legea segregării spune: descendenții hibrizilor heterozigoți din prima generație în timpul autopolenizării sau consangvinizării au atât caractere recesive, cât și dominante. Mai mult, scindarea are loc după următorul principiu: 75% sunt plante cu trăsătură dominantă, restul de 25% sunt cu trăsătură recesivă. Mai simplu spus, dacă plantele părinte au avut flori roșii (trăsătură dominantă) și flori galbene (trăsătură recesivă), atunci plantele fiice vor avea 3/4 flori roșii, iar restul galbene.

Al treileaȘi în ultimul rând legea lui Mendel, care se mai numește și în termeni generali, înseamnă următoarele: la încrucișarea plantelor homozigote care posedă 2 sau mai multe caracteristici diferite (adică, de exemplu, o plantă înaltă cu flori roșii (AABB) și o plantă scurtă cu flori galbene (aabb), caracteristicile studiate (înălțimea tulpinii și culoarea florilor) se moștenesc independent Cu alte cuvinte, rezultatul încrucișării pot fi plante înalte cu flori galbene (Aabb) sau cele scurte cu flori roșii (aaBb).

Legile lui Mendel, descoperite la mijlocul secolului al XIX-lea, au căpătat recunoaștere mult mai târziu. Pe baza lor, toată genetica modernă a fost construită, iar după aceasta, selecția. În plus, legile lui Mendel confirmă marea diversitate de specii care există astăzi.