3-те закона на Мендел и експериментите на граха

Трите закона на генетиката на Мендел или Мендел са най-важните твърдения за биологичното наследство. Грегорио Мендел, монах и австрийски натуралист, се счита за баща на генетиката. Чрез експериментите си с растения, Мендел открил, че определени черти са наследени след специфични модели.

Мендел изучава наследството, експериментирайки с грах от растение Pisum sativum, което той имаше в градината си. Това растение е отличен тестов модел, тъй като може да се самоопрашва или кръстосва, в допълнение към някои характеристики, които имат само две форми.

Например: "цветната" черта може да бъде само зелена или жълта, "текстурната" черта може да бъде само гладка или груба, и така с останалите 5 черти с по две форми.

Грегор Мендел формулира трите си закона в работата си, публикувана като Експерименти по хибридизация на растения (1865), която той представя в Обществото по естествена история на Брюн, въпреки че те са били игнорирани и не са взети под внимание до 1900 година.

История на Грегор Мендел

Грегор Мендел се счита за баща на генетиката, поради приноса, който е оставил чрез трите си закона. Той е роден на 22 юли 1822 г. и се казва, че от най-ранна възраст той е бил в пряк контакт с природата, ситуация, която го е заинтересувала от ботаниката.

През 1843 г. той влиза в манастира на Брюн и три години по-късно е ръкоположен за свещеник. Впоследствие през 1851 г. той решава да учи ботаника, физика, химия и история във Виенския университет.

След като учи, Мендел се завръща в манастира и там той провежда експериментите, които му позволяват да формулира така наречените закони на Мендел.

За съжаление, когато той представи работата си, той остава незабелязан и се казва, че Мендел изоставя експерименти по наследство.

Въпреки това, в началото на ХХ век неговата работа започва да придобива признание, когато няколко учени и ботаници провеждат подобни експерименти и намират своите изследвания.

Експериментите на Мендел

Мендел изучава седем характеристики на растението грах: цвят на семето, форма на семето, позиция на цветето, цвят на цветето, форма на шушулката, цвят на шушулката и дължина на стеблото.

Имаше три основни стъпки за експериментите на Мендел:

1-Чрез самооплождане се получава поколение чисти растения (хомозиготи). Това означава, че растенията с лилави цветя винаги произвеждат семена, които генерират лилави цветя. Той нарича тези растения поколението Р (на родителите).

2-След това, той пресича чисти растения с различни черти и потомците на тези се наричат ​​второ филиално поколение (F1).

Накрая, той получава трето поколение растения (F2) чрез самоопрашване на две растения от поколение F1, т.е. преминаване през две растения от поколението F1 със същите характеристики.

Резултати от експериментите

Мендел намери някои невероятни резултати от експериментите си.

Поколение F1

Мендел открил, че поколението F1 винаги е произвеждало една и съща черта, въпреки че двамата родители имат различни характеристики. Например, ако сте пресекли растение с лилави цветя с растение с бели цветя, всички растения от потомството (F1) имали лилави цветя.

Това е така, защото лилавото цвете е доминираща черта. Следователно, бялото цвете е рецесивна черта .

Тези резултати могат да бъдат показани на диаграма, наречена площад Punnett. Доминиращият ген за цвят е показан с главна буква и рецесивен ген с малка буква. Тук пурпурният цвят е доминиращият ген, който е показан с "М", а бялото е рецесивен ген, който е показан с "б".

Генерация F2

В поколение F2, Мендел откри, че 75% от цветята са лилави и 25% са бели. Интересно е, че макар и двамата родители да имат лилави цветя, 25% от потомството имали бели цветя.

Появата на бели цветя се дължи на ген или рецесивна черта, присъстваща и при двамата родители. Тук е диаграмата на Punnett, показваща, че 25% от поколението има два "b" гена, които произвеждат белите цветя:

Как се извършват експериментите на Мендел?

Експериментите на Мендел бяха извършени с грахови растения, донякъде сложна ситуация, тъй като всяко цвете има мъжка и женска част, т.е. самоопрашва се.

Как може Мендел да контролира потомството на растенията? Как да ги пресека?

Отговорът е прост, за да може да контролира потомството на граховите растения, Мендел създава процедура, която му позволява да предотврати самообезпечаването на растенията.

Процедурата се състои в рязане на тичинките (мъжките органи на цветята, които съдържат поленчетата торбички, т.е. тези, които произвеждат полена) от цветята на първото растение (наречено ВВ) и се поръсва с цветен прашец от второто растение пестик (женски орган на цветя, разположен в центъра на него) на първия.

С това действие Мендел контролира процеса на оплождане, ситуация, която му позволява да извършва всеки експеримент отново и отново, за да се увери, че едно и също потомство винаги се получава.

Така той постигна формулирането на това, което сега е известно като закони на Мендел.

Защо Мендел избира граховите растения?

Грегор Мендел избра граховите растения, за да извърши своите генетични експерименти, защото те бяха по-евтини от всяко друго растение и защото времето за генериране на тях е много кратко и има голямо количество потомство.

Потомството е важно, тъй като е необходимо да се проведат много експерименти, за да се формулират техните закони.

Той ги избра и заради голямото разнообразие, което съществуваше, т.е. за зеления грах, тези на жълтия грах, тези на кръгли шушулки, между другото.

Разнообразието е важно, защото е необходимо да се знае какви черти могат да се наследят. Следователно възниква срокът на менделското наследство.

Трите закона на Мендел обобщават

Първият закон на Мендел

Първият закон на Мендел или законът за еднообразието гласи, че при кръстосване на две чисти индивиди (хомозиготи) всички потомци ще бъдат равни (еднакви) по своите черти.

Това се дължи на господството на някои символи, простото копие от тях е достатъчно, за да прикрие ефекта на рецесивен характер. Следователно, както хомозиготни, така и хетерозиготни потомци ще представят един и същ фенотип (видима черта).

Втори закон на Мендел

Вторият закон на Мендел, наричан също закон за сегрегация на характера, установява, че по време на образуването на гаметите, алелите (наследствени фактори) са разделени (сегрегирани) по такъв начин, че потомството придобива алел от всеки роднина.

Този генетичен принцип променя първоначалното убеждение, че наследствеността е еднозначно "комбиниран" процес, при който потомството показва междинни черти между двамата родители.

Третият закон на Мендел

Третият закон на Мендел също е известен като закон за независимо разделяне. По време на формирането на гаметите, символите за различните черти са наследени независимо един от друг.

Понастоящем е известно, че този закон не се прилага за гени от една и съща хромозома, които биха били наследени заедно. Хромозомите обаче се разделят самостоятелно по време на мейозата.

Условия, въведени от Мендел

Мендел измисли няколко от термините, които в момента се използват в областта на генетиката, включително: доминиращ, рецесивен, хибриден.

доминиращ

Когато Мендел използва господстващата дума в своите експерименти, той се позовава на характера, който се проявява външно в индивида, независимо дали има само един от тях или има двама от тях.

рецесивен

С рецесивен, Мендел означава, че това е характер, който не се проявява извън индивида, защото доминиращ характер го предотвратява. Следователно, за да може да надделее, ще е необходимо индивидът да има два рецесивни символа.

хибрид

Mendel използва думата хибрид, за да се позове на резултата от кръстоска между два организма от различни видове или различни характеристики.

По същия начин той установява използването на главната буква за доминиращите алели и долния случай за рецесивните алели.

Впоследствие други изследователи завършиха работата си и използваха останалите термини, които се използват днес: ген, алел, фенотип, хомозигота, хетерозигота.

Менделското наследство се прилага за хората

Характеристиките на човешките същества могат да бъдат обяснени чрез менделското наследство, стига да е известно семейството.

Необходимо е да знаете семейния фон, тъй като с тях можете да съберете необходимата информация за дадена особеност.

За да направите това, се създава родословно дърво, където се описва всяка от чертите на членовете на семейството и по този начин може да се определи от кого са ги наследили.

Пример за наследяване при котки

В този пример, цветът на козината е обозначен с В (кафяво, доминиращо) или ob (бяло), докато дължината на опашката е обозначена с S (къса, доминираща) или дълга (дълга).

Когато родителите са хомозиготни за всяка черта (SSbb и ssBB), техните деца в поколението F1 са хетерозиготни в двата алела и показват само доминантните фенотипове (SsbB).

Ако потомството се свърже един с друг, в поколение F2 се произвеждат всички комбинации от цвят на козината и дължината на опашката: 9 са кафяви / къси (лилави кутии), 3 са бели / къси (розови кутии), 3 са кафяво / дълго (сини кутии) и 1 е бяло / дълго (зелена кутия).

4 Примери за менделски черти

- Албинизъм : това е наследствена черта, която се състои в промяна на производството на меланин (пигмент, който хората притежават и отговарят за цвета на кожата, косата и очите), така че в много случаи има пълното отсъствие. Тази черта е рецесивна.

- Ръцете на свободното ухо : това е доминираща черта.

- Долепите на ухото се съединяват : това е рецесивна черта.

- Коса или клюн на вдовица : тази характеристика се отнася до начина, по който линията на косата завършва на челото. В този случай ще завърши с връх в центъра. Тези, които представят тази функция, имат писмена форма "w" с главата надолу. Това е доминираща черта.

Фактори, които променят сегрегацията на Мендел

Наследственост, свързана със секса

Наследството, свързано със секса, се отнася до това, което е свързано с двойката сексуални хромозоми, т.е. тези, които определят пола на индивида.

Хората имат Х-хромозоми и Y хромозоми, а жените имат ХХ хромозоми, докато мъжете имат XY.

Някои примери за наследяване, свързано със секса, са:

Далтонизъм: това е генетична промяна, която прави цветовете неразличими. Обикновено не можете да правите разлика между червено и зелено, но това ще зависи от степента на цветна слепота, която лицето представя.

Цветната слепота се предава от рецесивния алел, свързан с Х хромозомата, следователно, ако човек наследява Х хромозома, която представя този рецесивен алел, ще бъде безцветна.

Докато при жените това генетично изменение се проявява, е необходимо те да притежават двете изменени Х-хромозоми. Ето защо броят на жените с цветна слепота е по-нисък от този на мъжете.

- Хемофилия : е наследствено заболяване, което, подобно на цветна слепота, е свързано с Х-хромозомата.Хемофилията е заболяване, което кара кръвта на хората да не коагулира правилно.

Поради тази причина, ако човек, страдащ от хемофилия, е отрязан, кървенето му ще продължи много по-дълго от това на друг човек, който не го има. Това се случва, защото нямате достатъчно протеин в кръвта си, за да контролирате кървенето.

Мускулна дистрофия на Дучен: е рецесивно наследствено заболяване, свързано с Х-хромозомата, което е нервно-мускулно заболяване, характеризиращо се с наличие на значителна мускулна слабост, която се развива в генерализирано и прогресивно заболяване.

- Хипертрихоза : това е наследствено заболяване, което присъства в Y хромозомата, така че то се предава само от баща на мъжко дете. Този тип наследство се нарича holándrica.

Хипертрихозата е растежът на излишната коса, така че страдащите имат части от тялото, които са прекалено космати. Това заболяване се нарича също синдром на върколак, тъй като много от тези, които страдат от него, са почти изцяло покрити с косми.