Przeczytaj
Gregor Mendel zajmował się hodowlą roślin, a jego wieloletnie obserwacje zapoczątkowały rozwój jednej z dziedzin biologii – genetyki. Przyrodnik ten krzyżował ze sobą różne odmiany grochu zwyczajnego (Pisum sativum) i obserwował, jakie cechy pokolenia rodzicielskiego pojawiają się u roślin potomnych. Na podstawie tych obserwacji zostały sformułowane tzw. reguły dziedziczenia cech (genów): pierwsze prawo Mendlapierwsze prawo Mendla – inaczej prawo czystości gamet lub prawo segregacji dziedziczenia pojedynczych cech – oraz drugie prawo Mendla – prawo niezależnej segregacji cech (allelialleli).
Badania Gregora Mendla dotyczyły nie tylko sposobu dziedziczenia pojedynczych cech. Krzyżował on ze sobą także odmiany grochu zwyczajnego różniące się dwiema cechami – barwą nasion oraz rodzajem ich powierzchni. Taki rodzaj krzyżówki nazywamy krzyżówką dwugenową. Dla celów badawczych Mendel wyhodował linie czyste (homozygotyczne pod względem obu cech). Po skrzyżowaniu tych czystych odmian okazów rodzicielskich (P) – homozygoty dominującej AABB o nasionach żółtych i gładkich z homozygotą recesywną aabb o nasionach zielonych pomarszczonych – otrzymał jednolite fenotypowo pokolenie pierwsze (F1) o nasionach żółtych i gładkich. Osobniki te były podwójnymi heterozygotamipodwójnymi heterozygotami AaBb.
Stosunek fenotypów
W przypadku gdy dwie pary genów warunkujących dwie cechy leżą w różnych chromosomach, podwójna heterozygota wytwarza cztery rodzaje gamet. Allele obu par genów rozchodzą się do gamet na zasadzie losowej niezależnie od siebie. Zgodnie z prawem czystości gamet w jednej gamecie może znajdować się tylko jeden allel z danej pary genów. Podwójna heterozygota AaBb wytwarza zatem w równej liczbie gamety: AB, Ab, aB, ab.
AB | Ab | aB | ab |
|---|
Wers, w którym znajdują się w osobnych kolumnach: 1. duże AB; 2. duże A, małe b; 3. małe a, duże B; 4. małe ab.
Połączenie takich gamet powoduje powstanie aż dziewięciu różnych genotypów: AABB, AABb, AAbb, aaBB, aaBb, aabb, AaBB, AaBb, Aabb. Należy pamiętać, że liczba genotypów nie jest równa liczbie fenotypów. W eksperymencie opartym o obserwacje sposobu dziedziczenia dwóch cech nasion Mendel otrzymał w wyniku krzyżowania osobników z pokolenia F1 cztery różne fenotypy w pokoleniu F2.
Połączenie takich gamet powoduje powstanie aż dziewięciu różnych genotypów: AABB (dwa duże A, dwa duże B), AABb (dwa duże A, duże B, małe b), AAbb (dwa duże A, dwa małe b), aaBB (dwa małe a, dwa duże B), aaBb (dwa małe a, duże B, małe b), aabb (dwa małe a, dwa małe b), AaBB (duże A, małe a, dwa duże B), AaBb (duże A, małe a, duże B, małe b), Aabb (duże A, małe a, dwa małe b). Należy pamiętać, że liczba genotypów nie jest równa liczbie fenotypów. W eksperymencie opartym o obserwacje sposobu dziedziczenia dwóch cech nasion Mendel otrzymał w wyniku krzyżowania osobników z pokolenia F1 cztery różne fenotypy w pokoleniu F2.
Krzyżując ze sobą osobniki z pokolenia pierwszego (F1), czyli podwójne heterozygotypodwójne heterozygoty (AaBb), w pokoleniu drugim (F2) Mendel otrzymał rośliny wytwarzające różnorodne nasiona: gładkie żółte, gładkie zielone, pomarszczone żółte oraz pomarszczone zielone.
Najliczniejszą grupę stanowiły rośliny wydające nasiona żółte i gładkie. Znacznie mniej liczne (a przy tym równe pod względem liczby osobników) były grupy roślin o nasionach żółtych i pomarszczonych oraz o nasionach zielonych i gładkich. Najmniej osobników liczyła grupa o nasionach zielonych i pomarszczonych.
Otrzymany stosunek fenotypowy to 9:3:3:1:
nasiona żółte i gładkie – 9;
nasiona zielone i gładkie – 3;
nasiona żółte i pomarszczone – 3;
nasiona zielone i pomarszczone – 1.
Jeśli rozpatrzymy stosunek fenotypowy każdej cechy oddzielnie, zauważymy, że rozkład fenotypów jest taki sam, jaki otrzymujemy w krzyżówkach jednogenowych przy pełnej dominacji jednego z genów, a więc 3:1. Nasion żółtych mamy 12, a nasion zielonych 4 (12:4 = 3:1). Podobnie nasion gładkich mamy 12, a nasion pomarszczonych 4 (12:4 = 3:1). Oznacza to, że cechy te dziedziczą się niezależnie, ponieważ allele genów leżących w różnych chromosomach warunkujących różne cechy przechodzą do gamet niezależnie od siebie, tzn. dziedziczą się na zasadzie losowej segregacji. Przedstawiona reguła nosi nazwę II prawa Mendla.
II prawo Mendla a geny sprzężone
II prawo Mendla odnosi się do cech warunkowanych przez geny leżące na różnych chromosomach. Jeśli dwa geny (lub więcej genów) leżą w tym samym chromosomie, to nazywane są genami sprzężonymi i dziedziczą się razem.
Jednak zdarzają się wyjątki w dziedziczeniu alleli genów sprzężonych. W wyniku crossing‑overcrossing‑over zachodzącego podczas mejozy (np. przy tworzeniu gamet u zwierząt i zarodników u roślin) powstają rekombinantyrekombinanty – organizmy z innymi kombinacjami alleli genów sprzężonych niż organizmy rodzicielskie. Im dalej od siebie są położone geny na chromosomie, tym częściej między nimi zachodzi crossing‑over.
Słownik
różne formy tego samego genu, zajmujące to samo miejsce w chromosomach, ale wywołujące odmienne wykształcenie się tej samej cechy
proces polegający na wzajemnej wymianie odpowiadających sobie odcinków chromatyd chromosomów homologicznych. Rezultatem crossing‑over jest przetasowanie genów pochodzenia matczynego i ojcowskiego, prowadzące do powstania nowych, przypadkowych kombinacji alleli w ramach jednego chromosomu. Crossing‑over zachodzi w profazie I mejozy
komórka rozrodcza męska lub żeńska o zredukowanej do połowy liczbie chromosomów w stosunku do innych komórek ciała
organizm diploidalny (lub komórka diploidalna), w którego chromosomach znajdują się różne allele danego genu, np. Aa
organizm diploidalny (lub komórka diploidalna), w którego chromosomach znajdują się różne allele danego genu, np. Aa (duże A, małe a)
organizm diploidalny (lub komórka diploidalna) w którego chromosomach znajdują się takie same allele danego genu, np. AA – homozygota dominująca, aa – homozygota recesywna
organizm diploidalny (lub komórka diploidalna) w którego chromosomach znajdują się takie same allele danego genu, np. AA (dwa duże A) – homozygota dominująca, aa (dwa małe a) – homozygota recesywna
organizm diploidalny (komórka diploidalna) mający dwa różne allele w obu parach różnych genów warunkujących różne cechy, np. AaBb
organizm diploidalny (komórka diploidalna) mający dwa różne allele w obu parach różnych genów warunkujących różne cechy, np. AaBb (duże A, małe a, duże B, małe b)
allele poszczególnych genów wykluczają się wzajemnie w gametach – do każdej gamety przechodzi tylko jeden allel danej pary genów
osobniki o innym układzie alleli niż u osobnika rodzicielskiego