Законы незалежнага наследавання прыкмет. Законы Мендэля. генетыка

У выніку даследаванняў навукоўцаў К. Корренса, Г. дэ фрыза, Э. Чэрмака ў 1900 годзе былі "переоткрыты" законы генетыкі, сфармуляваныя яшчэ ў 1865 годзе родапачынальнікам навукі спадчыннасці - Грэгарам Мендэлем. У сваіх досведах прыродазнавец ужыў Гібрыдалагічны метад, дзякуючы якому былі сфармуляваны прынцыпы атрымання ў спадчыну прыкмет і некаторых уласцівасцяў арганізмаў. У дадзеным артыкуле мы разгледзім асноўныя заканамернасці перадачы спадчыннасці, вывучаемыя генетыкам.

Г. Мендэль і яго даследавання

Прымяненне Гібрыдалагічны метаду дазволіла навукоўцу ўсталяваць шэраг заканамернасцяў, пасля названых законамі Мендэля. Напрыклад, ім было сфармулявана правіла аднастайнасці гібрыдаў першага пакалення (першы закон Мендэля). Ён паказваў на факт праявы ў гібрыдаў F ₁ толькі аднаго прыкметы, кантраляванага дамінантным геном. Так, пры скрыжаванні раслін пасяўнога гароху, гатункі якога адрозніваліся колерам насення (жоўтыя і зялёныя), усё гібрыды першага пакалення мелі толькі жоўтае афарбоўванне насення. Больш за тое, усе гэтыя асобіны мелі таксама і аднолькавы генатып (з'яўляліся гетерозиготами).

закон расшчаплення

Працягваючы крыжаваць паміж сабой асобіны, узятыя з гібрыдаў першага пакалення, Мендэль атрымаў у F ₂ расшчапленне прыкмет. Іншымі словамі, фенатыпічнае былі выяўлены расліны з рецессивным алеллем доследнага прыкметы (зялёнай афарбоўкай насення) у колькасці адной траціны ад усіх гібрыдаў. Такім чынам, устаноўленыя законы незалежнага наследавання прыкмет дазволілі Мендалю прасачыць механізм перадачы як дамінантных, так і рецессивных генаў у некалькіх пакаленнях гібрыдаў.

Ды- і полигибридное скрыжаванне

У наступных эксперыментах Мендэль ускладніў умовы іх правядзення. Зараз, для скрыжавання браліся расліны, адрозныя як двума, так і вялікай колькасцю пар альтэрнатыўных прыкмет. Вучоны прасачыў прынцыпы атрымання ў спадчыну дамінантных і рецессивных генаў, і атрымалі вынікі расшчаплення, якія можна ўявіць агульнай формулай (3: 1) ^n, дзе n - колькасцяў пар альтэрнатыўных прыкмет, якімі адрозніваюцца бацькоўскія асобіны. Так, для Дыгібрыднае скрыжаванне расшчапленне па фенатыпу у гібрыдаў другога пакалення будзе мець выгляд: (3: 1) ² = 9: 6: 1 або 9: 3: 3: 1. То бок, у гібрыдаў другога пакалення можна назіраць чатыры віды фенатыпу: расліны з жоўтымі гладкімі (9/16 частак), з жоўтымі маршчыністымі (3/16), з зялёнымі гладкімі (3/16) і з зялёнымі маршчыністымі насеннем (1/16 частка ). Такім чынам, законы незалежнага наследавання прыкмет атрымалі сваё матэматычнае пацверджанне, і полигибридное скрыжаванне сталі разглядаць як некалькі монагібрыдным - «які накладае» адзін на аднаго.

віды ў спадчыну

У генетыцы прысутнічаюць некалькі тыпаў перадачы прыкмет і ўласцівасцяў ад бацькоў да дзяцей. Галоўным крытэрыем тут служыць форма кантролю прыкметы, якая ажыццяўляецца альбо адным геном - моногенное атрыманне ў спадчыну, або некалькімі - полигенное спадчыну. Раней мы разгледзелі законы незалежнага наследавання прыкмет для мона- і Дыгібрыднае скрыжавання, а менавіта першы, другі і трэці закон Мендэля. Зараз мы разгледзім такую форму, як Счэпленнае спадчыну. Яго тэарэтычную аснову ўяўляе тэорыя Томаса Моргана, названая храмасомнай. Вучоны даказаў, што разам з прыкметамі, якія перадаюцца нашчадкам незалежна, існуюць такія віды атрымання ў спадчыну, як аўтасомных і звязанае з падлогай счапленне.

У гэтых выпадках некалькі прыкмет у адной асобіны ўспадкоўваюцца разам, так як кантралююцца генамі, лакалізаванымі ў адной храмасоме і размешчанымі ў ёй побач - адзін за адным. Яны ўтвараюць групы счаплення, колькасць якіх роўна гаплоідным набору храмасом. Да прыкладу, у чалавека карыатыпе складае 46 храмасом, што адпавядае 23 групам счаплення. Было ўстаноўлена, што чым менш адлегласць паміж генамі ў храмасоме, тым радзей паміж імі ўзнікае працэс кро- сінговера, які прыводзіць да з'явы спадчыннай зменлівасці.

Як ўспадкоўваюцца гены, лакалізаваныя ў Х-храмасоме

Працягнем вывучаць заканамернасці ў спадчыну, падпарадкоўваюцца храмасомнай тэорыі Моргана. Генетычнымі даследаваннямі было ўстаноўлена, што як у чалавека, так і ў жывёл (рыб, птушак, млекакормячых) прысутнічае група прыкмет, на механізм атрымання ў спадчыну якіх ўплывае падлогу асобіны. Напрыклад, афарбоўка воўны у котак, каляровае зрок і згусальнасць крыві ў чалавека кантралююцца генамі, размешчанымі ў палавой Х-храмасоме. Так дэфекты адпаведных генаў у чалавека фенатыпічнае выяўляюцца ў форме спадчынных захворванняў, званых геннымі. Да іх ставяцца гемафілія і барваслепасць. Адкрыцця Г. Мендэля і Т. Моргана дазволілі ўжываць законы генетыкі ў такіх найважнейшых галінах чалавечага грамадства, як медыцына, сельская гаспадарка, селекцыя жывёл, раслін і мікраарганізмаў.

Ўзаемасувязь паміж генамі і вызначаюцца імі ўласцівасцямі

Дзякуючы сучасным генетычных даследаваннях, было ўстаноўлена, што законы незалежнага наследавання прыкмет падлягаюць далейшаму пашырэнню, так як стаўленне «1 ген - 1 прыкмета», якое ляжыць у іх аснове, не з'яўляецца універсальным. У навуцы сталі вядомыя выпадкі множнага дзеянні генаў, а таксама ўзаемадзеяння неалелльных іх формаў. Да такіх відаў адносіцца эпистаз, кампліментарнасць, палімераў. Так было ўстаноўлена, што колькасць пігмента скуры мелатоніна, якое адказвае за яе колер, кантралюецца цэлай групай спадчынных задаткаў. Чым больш у генатыпе чалавека дамінантных генаў, якія адказваюць за сінтэз пігмента, тым цямней скура. Гэты прыклад ілюструе такое ўзаемадзеянне, як палімер. У раслін дадзеная форма атрымання ў спадчыну ўласцівая відам сям'і злакавых, у якіх афарбоўка зярняўкі кантралюецца групай палімерных генаў.

Такім чынам, у кожнага арганізма генатып прадстаўлены цэласнай сістэмай. Яна сфарміравалася ў выніку гістарычнага развіцця біялагічнага выгляду - філагенезу. Стан большасці прыкмет і ўласцівасцяў асобіны - гэта вынік ўзаемадзеяння генаў, як алельных, так і неаллельных, а самі яны могуць уплываць на развіццё адразу некалькіх прыкмет арганізма.