Ca urmare a cercetărilor oamenilor de știință K. Correns, G. de Vries, E. Cermak în 1900, legile geneticii au fost „redescoperite”, formulate în 1865 de către fondatorul științei eredității – Gregor Mendel. În experimentele sale, naturalistul a aplicat metoda hibridologică, datorită căreia au fost formulate principiile moștenirii trăsăturilor și unele proprietăți ale organismelor. În acest articol, vom lua în considerare principalele modele de transmitere a eredității studiate de un genetician.
G. Mendel și cercetările sale
Folosirea metodei hibridologice i-a permis omului de știință să stabilească o serie de modele, numite mai târziu legile lui Mendel. De exemplu, el a formulat regula uniformității hibrizilor din prima generație (prima lege a lui Mendel). El a subliniat faptulmanifestări în F1 hibrizi ai unei singure trăsături controlate de gena dominantă. Deci, la încrucișarea plantelor de semănat de mazăre, ale căror soiuri diferă în culoarea semințelor (galben și verde), toți hibrizii din prima generație aveau doar colorarea semințelor galbene. În plus, toți acești indivizi aveau și același genotip (erau heterozigoți).
Lege despărțită
Continuând să încrucișeze indivizi preluați din hibrizii din prima generație, Mendel a primit împărțirea caracterelor în F2. Cu alte cuvinte, plantele cu o alelă recesivă a trăsăturii studiate (culoarea verde a semințelor) au fost identificate fenotipic în cantitate de o treime din toți hibrizii. Astfel, legile stabilite ale moștenirii independente a trăsăturilor i-au permis lui Mendel să urmărească mecanismul de transmitere atât a genelor dominante, cât și a genelor recesive în mai multe generații de hibrizi.
Încrucișări di- și polihibride
În experimentele ulterioare, Mendel a complicat condițiile pentru implementarea lor. Acum, plantele au fost luate pentru încrucișare, diferă atât în două, cât și într-un număr mare de perechi de trăsături alternative. Omul de știință a urmărit principiile moștenirii genelor dominante și recesive și a obținut rezultate de divizare care pot fi reprezentate prin formula generală (3:1) , unde n este numărul de perechi de trăsături alternative. care disting indivizii parentali. Deci, pentru o încrucișare dihibridă, împărțirea după fenotip la hibrizii din a doua generație va arăta astfel: (3:1)2=9:6:1 sau 9:3:3: 1. Adică hibrizi ai celui de-al doileageneraţii, se pot observa patru tipuri de fenotipuri: plante cu netedă galbenă (9/16 părţi), cu galben ridate (3/16), cu netedă verde (3/16) şi cu seminţe verzi ridate (1/16 părţi). Astfel, legile moștenirii independente a trăsăturilor și-au primit confirmarea matematică, iar încrucișarea polihibridă a început să fie considerată ca fiind mai multe monohibride - „suprapuse” una peste alta.
Tipuri de moștenire
În genetică, există mai multe tipuri de transmitere a trăsăturilor și proprietăților de la părinți la copii. Principalul criteriu aici este forma de control al trăsăturii, realizat fie de o genă - moștenire monogenă, fie de mai multe - moștenire poligenă. Mai devreme, am luat în considerare legile moștenirii independente a trăsăturilor pentru încrucișările mono- și dihibride, și anume prima, a doua și a treia lege a lui Mendel. Acum vom considera o astfel de formă ca moștenire legată. Baza sa teoretică este teoria lui Thomas Morgan, numită cromozom. Omul de știință a demonstrat că, alături de trăsăturile care sunt transmise în mod independent descendenților, există astfel de tipuri de moștenire precum legătura autozomală și legată de sex.
În aceste cazuri, mai multe trăsături la un individ sunt moștenite împreună, deoarece sunt controlate de gene localizate pe același cromozom și situate una lângă alta în acesta - una după alta. Ele formează grupuri de legătură, al căror număr este egal cu setul haploid de cromozomi. De exemplu, la om, cariotipul este de 46 de cromozomi, ceea ce corespunde la 23 de grupuri de legătură. S-a constatat că cecu cât distanța dintre genele din cromozom este mai mică, cu atât mai rar are loc procesul de încrucișare între ele, ceea ce duce la fenomenul de variabilitate ereditară.
Cum sunt moștenite genele situate pe cromozomul X
Să continuăm să studiem modelele de moștenire, sub rezerva teoriei cromozomilor lui Morgan. Studiile genetice au constatat că atât la om, cât și la animale (pești, păsări, mamifere) există un grup de trăsături, al căror mecanism de moștenire este influențat de sexul individului. De exemplu, culoarea blănii la pisici, vederea culorilor și coagularea sângelui la oameni sunt controlate de gene situate pe cromozomul X sexual. Astfel, defectele genelor corespunzătoare la oameni se manifestă fenotipic sub forma unor boli ereditare numite boli genetice. Acestea includ hemofilia și d altonismul. Descoperirile lui G. Mendel și T. Morgan au făcut posibilă aplicarea legilor geneticii în domenii atât de importante ale societății umane precum medicina, agricultura, creșterea animalelor, plantelor și microorganismelor.
Relația dintre gene și proprietățile pe care le definesc
Datorită cercetării genetice moderne, s-a constatat că legile moștenirii independente a trăsăturilor sunt supuse unei extinderi suplimentare, deoarece raportul „1 genă - 1 trăsătură” care stau la baza acestora nu este universal. În știință, au devenit cunoscute cazuri de acțiune multiplă a genelor, precum și interacțiunea formelor lor non-alelice. Aceste tipuri includ epistaza, complementaritatea, polimeria. Deci s-a constatat că cantitatea de pigment al pieliimelatonina, care este responsabilă pentru culoarea sa, este controlată de un întreg grup de înclinații ereditare. Cu cât sunt mai dominante genele responsabile de sinteza pigmentului în genotipul uman, cu atât pielea este mai întunecată. Acest exemplu ilustrează o interacțiune cum ar fi polimerul. La plante, această formă de moștenire este inerentă speciilor din familia cerealelor, în care culoarea boabelor este controlată de un grup de gene polimerice.
Astfel, genotipul fiecărui organism este reprezentat de un sistem integral. S-a format ca urmare a dezvoltării istorice a unei specii biologice - filogeneza. Starea majorității trăsăturilor și proprietăților unui individ este rezultatul interacțiunii genelor, atât alelice, cât și non-alelice, și ele însele pot influența dezvoltarea mai multor trăsături ale organismului simultan.
