Osnovni vzorci dedovanja znakov, ki jih je vzpostavil G. Mendel: opis in funkcije

Ljudje so bili vedno zainteresirani za vzorce dedovanja lastnosti. Zakaj otroci izgledajo kot njihovi starši? Ali obstaja tveganje prenosa dednih bolezni? Ta in mnoga druga vprašanja so ostala pod tančico tajnosti do XIX stoletja. Takrat je Mendel uspel zbirati vsa zbrana znanja o tej temi in tudi z določitvijo kompleksnih analitičnih poskusov za določitev specifičnih vzorcev.

Mendelov prispevek k razvoju genetike

Osnovni vzorci dedovanja značilnosti so načela, po katerih se nekatere značilnosti prenesejo iz matičnih organizmov na potomce. Njihovo odkritje in jasna formulacija je zasluga Gregorja Mendela, ki je na tem področju izvedel številne eksperimente.

Glavni dosežek znanstvenika je dokaz diskretne narave dednih dejavnikov. Z drugimi besedami, za vsak atribut je odgovoren določen gen. Prvi zemljevidi so bili zgrajeni za koruzo in sadno muho. Slednji je klasičen predmet za izvajanje genetskih eksperimentov.

Mendelove trditve ni mogoče preceniti, kot domači znanstveniki pravijo. Tako je znani genetik Timofeev-Resovsky opozoril, da je bil Mendel prvi, ki je opravljal temeljne eksperimente in natančno opisal pojave, ki so obstajali že na ravni hipotez. Tako se lahko šteje za pionirja matematičnega razmišljanja na področju biologije in genetike.

Predniki

Treba je omeniti, da so bili zakoni dedovanja značilnosti Mendela oblikovani ne na praznem mestu. Njegova raziskava je temeljila na raziskavah svojih predhodnikov. Omeniti je treba naslednje znanstvenike:

• J. Goss je eksperimentiral na grahu, ki je prečkal rastline s plodovi različnih barv. Zahvaljujoč tem študijam smo odkrili zakone enotnosti prve generacije hibridov in nepopolno prevlado. Mendel je konkretiziral in potrdil to hipotezo.
• Augustin Sarge je pridelovalec rastlin, ki je za svoje poskuse izbral bučne kulture. Bil je prvi, ki je študiral dedne lastnosti ni agregatno, ampak ločeno. Trdi, da pri prenosu določenih značilnosti ne mešajo med seboj. Tako je dednost konstantna.
• Noden je izvedel raziskave o različnih vrstah takšnih rastlin kot droge. Pri analizi rezultatov je ugotovil, da je treba govoriti o prisotnosti prevladujočih znakov, ki bodo v večini primerov prevladovali.

Tako so bili v XIX. Stoletju znani taki pojavi kot dominantnost, enotnost prve generacije, pa tudi kombinatorika atributov v naslednjih hibridih. Kljub temu ni bilo univerzalnih zakonov. Gre za analizo razpoložljivih informacij in razvoj zanesljive metodologije raziskovanja, ki je glavna zasluga Mendela.

Mendelove metode dela

Modeli dedovanja značilnosti Mendela so bili oblikovani kot rezultat temeljnih raziskav. Dejavnost znanstvenika je bila izvedena na naslednji način:

• dedne lastnosti niso bile upoštevane v skupnem, ampak ločeno;
• za analizo so bile izbrane samo druge značilnosti, ki predstavljajo pomembno razliko med sortami (to je omogočilo najočitnejše pojasnitev pravilnosti dediščine);
• Študije so bili ključni (Mendel preučevali veliko število sort graha, ki so bili tako čisti in hibrid, in nato prečkala "potomci"), ki je omogočil, da govorimo o objektivnosti rezultatov;
• uporaba natančnih kvantitativnih metod pri analizi pridobljenih podatkov (z uporabo znanja na področju teorije verjetnosti je Mendel zmanjšal indeks naključnih odstopanj).

Zakon o enotnosti hibridov

Ob upoštevanju vzorcev dedovanja značilnosti je treba posvetiti posebno pozornost enotnosti hibridov prve generacije. Ugotovljeno je bilo skozi izkušnje, pri katerih je bil prehod starševskih oblik izveden z enim kontrastnim znakom (oblika, barva itd.).

Mendel se je odločil opraviti poskus na dveh sort graha - z rdečimi in belimi cvetovi. Posledično so hibridi prve generacije dobili vijoličaste socvetje. Tako je obstajal razlog za govor o prisotnosti prevladujočih in recesivnih lastnosti.

Omeniti velja, da ta izkušnja Mendel ni bila edina. Uporabil je poskusne rastline z drugimi odtenki socvetja, z različnimi oblikami sadja, različnimi višinami stebla in drugimi različicami. Izkušen, je uspel dokazati, da so vsi hibridi prvega reda enotni in da jih zaznamuje prevladujoča značilnost.

Nepopolna prevlada

Pri proučevanju takega vprašanja kot vzorcev dedovanja lastnosti so bili poskusi opravljeni tako na rastlinah kot na živih organizmih. Tako je bilo mogoče ugotoviti, da niso vedno znaki v razmerju popolna dominacija in zatiranje. Na primer, pri prečkanju črno-belih piščancev je bilo mogoče pridobiti sivi potomci. Bilo je tudi z nekaterimi rastlinami, ko so sorte z vijoličnimi in belimi cvetovi na izhodu dale rožnate odtenke. Tako se lahko prvo korigira korigiranje, kar pomeni, da ima prva generacija hibridov enake značilnosti in so lahko vmesne.

Funkcije razdelitve

Nadaljujoč, da bi raziskali vzorce dedovanja znakov, je Mendel ugotovil, da je potrebno prečkati dva potomca prve generacije (heterozigotno). Kot rezultat, so bili potomci prejeli, del katerega je rodil prevladujoča značaja, druga pa je recesivna. Iz tega lahko sklepamo, da sekundarni znak prve generacije hibridov sploh ne izgine, ampak je samo zatiral in se lahko manifestira pri naslednjem potomstvu.

Neodvisna dediščina

Številna vprašanja so posledica vzorcev dedovanja lastnosti. Poskusi Mendel se je dotaknil tudi posameznikov, ki se na več razlogov med seboj razlikujeta hkrati. Za vsakega posameznika so bili upoštevani predhodni vzorci. Toda, glede na niz značilnosti, ni bilo mogoče razkriti vzorcev med svojimi kombinacijami. Zato obstaja razlog za govor o neodvisnosti dedovanja.

Zakon o čistosti gamet

Nekateri vzorci dedovanja znakov, ki jih je določil Mendel, so bili čisto hipotetični. Gre za vprašanje čistote gametov, ki vsebuje dejstvo, da vsebujejo le en alel iz para, ki ga vsebuje gen staršev.

V času Mendela ni bilo tehničnih sredstev za potrditev te hipoteze. Kljub temu je znanstvenik uspel oblikovati splošno izjavo. Njegovo bistvo je v tem, da se v procesu nastajanja hibridov dedne lastnosti vztrajajo v nespremenjeni obliki in se ne mešajo.

Bistveni pogoji

Genetika je znanost, ki preučuje vzorce dedovanja znakov. Mendel je pomembno prispeval k njegovemu razvoju, potem ko je razvil temeljne določbe o tem vprašanju. Kljub temu pa je treba izpolnjevati naslednje bistvene pogoje:

• originalni obrazci morajo biti homozigotni;
• alternativnost lastnosti;
• enaka verjetnost nastanka različnih alel v hibridu;
• enako sposobnost preživetja gamet;
• kadar se oplojene gamete naključno kombinirajo;
• Zygotes z različnimi kombinacijami genov so enako sposobni preživeti;
• število posameznikov druge generacije bi moralo biti dovolj za sprejetje rezultatov kot zakonitih;
• Izkazovanje značilnosti ne sme biti odvisno od vpliva zunanjih pogojev.

Treba je omeniti, da večina živih organizmov, vključno z ljudmi, ustreza tem značilnostim.

Vzorci dedovanja lastnosti pri ljudeh

Kljub dejstvu, da so bila genetska načela prvotno preučena z uporabo rastlin kot primer, veljajo tudi za živali in ljudi. Omeniti je treba take vrste dedovanja:

• Avtosomno prevladuje dediščina prevladujočih lastnosti, ki so lokalizirane preko avtosomov. V tem primeru je fenotip lahko zelo izražen ali komaj opazen. Pri tej vrsti dedovanja je verjetnost, da otrok prejema patološki alel od staršev, 50%.
• Avtosomno recesivno - dedovanje sekundarnih znakov, povezanih z avtozomi. Bolezen se kaže s homozigotoma, pri čemer sta prizadeta oba alela.
• Prevladujoča X-vezana vrsta pomeni prenos prevladujočih značilnosti determinističnih genov. Hkrati so ženske dvakrat večje kot moški.
• Recesivni X-vezani tip - dediščina se pojavi šibkejše. Bolezen ali posamezni znaki se vedno pojavljajo pri potomcih moškega spola in pri ženskah samo v homozigotnem stanju.

Osnovni pojmi

Da bi razumeli, kako delujejo vzorci dedovanja Mendelovih značilnosti in drugih genskih procesov, se je treba spoznati s temeljnimi opredelitvami in koncepti. Ti vključujejo naslednje:

• Prevladujoča značilnost je prevladujoča značilnost, ki deluje kot determinirajoče stanje gena in zavira razvoj recesivnega.
• Recesivni atribut je lastnost, ki je podedovana, vendar ne deluje kot opredeljevalna lastnost.
• Homozygote je diploidni posameznik ali celica, v kateri kromosomi iste celice vsebujejo isti gen.
• Heterozigot je diploidni posameznik ali celica, ki se razcepi in ima različne alele v istem genu.
• Allele je ena od alternativnih oblik gena, ki se nahaja na določenem mestu kromosoma in je značilna edinstveno zaporedje nukleotidov.
• Allele je par genov, ki se nahajajo na istih območjih homologni kromosomi in nadzor nad razvojem določenih značilnosti.
• Nealilni geni so na različnih mestih kromosomov in so odgovorni za manifestacijo različnih lastnosti.

Zaključek

Mendel je formuliral in v praksi dokazal osnovne vzorce dedovanja znakov. Njihov opis je naveden na primeru rastlin in nekoliko poenostavljen. Toda v praksi je pošteno za vse žive organizme.