Gény, vlastnosti a Mendelov zákon segregácie
Print Collector / Hulton Archive / Getty Images
Ako sa vlastnosti prenášajú z rodičov na potomkov? Odpoveďou je prenos génov. Gény sa nachádzajú na chromozómov a pozostávajú z DNA . Toto súprešiel z rodičov na ich potomkovcezreprodukcie.
Princípy, ktorými sa riadi dedičnosť, objavil mních Gregor Mendel v 60. rokoch 19. storočia. Jeden z týchto princípov je teraz tzv Mendelov zákon segregácie , ktorý uvádza, že alelové páry sa oddeľujú alebo segregujú počas tvorby gamét a náhodne sa spájajú pri oplodnení.
S týmto princípom súvisia štyri hlavné pojmy:
- Gén môže existovať vo viac ako jednej forme alebo alele.
- Organizmy zdedia dve alely pre každý znak.
- Keď sú pohlavné bunky produkované meiózou, alelové páry sa oddelia a zanechajú každý bunka s jednou alelou pre každý znak.
- Keď sú dve alely páru odlišné, jedna je dominantná a druhá recesívna.
Mendelove pokusy s hrachovými rastlinami
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga
Mendel pracoval s rastlinami hrachu a na štúdium vybral sedem znakov, z ktorých každá sa vyskytovala v dvoch rôznych formách. Napríklad jedna vlastnosť, ktorú študoval, bola farba strukov; niektoré rastliny hrachu majú zelené struky a iné majú žlté struky.
Keďže rastliny hrachu sú schopné samooplodnenia, Mendel dokázal produkovať pravého chovu rastliny. Skutočne sa rozmnožujúca rastlina so žltými strukami by napríklad produkovala iba potomstvo žltých strukov.
Mendel potom začal experimentovať, aby zistil, čo by sa stalo, keby krížovo opelil pravorodú rastlinu žltého struku so zeleným strukom. Dve rodičovské rastliny označil ako rodičovskú generáciu (P generácia) a výsledné potomstvo sa nazývalo prvá filiálna alebo F1 generácia.
Keď Mendel vykonal krížové opelenie medzi pravou plodovou rastlinou žltého struku a pravou plodovou zelenou rastlinou, všimol si, že všetci výslední potomkovia, generácia F1, boli zelené.
Generácia F2
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga' id='mntl-sc-block-image_2-0-7' /> Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga
Mendel potom nechal všetky zelené rastliny F1 samoopeliť. O týchto potomkoch hovoril ako o generácii F2.
Mendel si všimol a 3:1 pomer vo farbe lusku. O 3/4 z rastlín F2 mali zelené struky a asi 1/4 mali žlté struky. Z týchto experimentov Mendel sformuloval to, čo je dnes známe ako Mendelov zákon segregácie.
Štyri pojmy v zákone segregácie
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga' id='mntl-sc-block-image_2-0-11' /> Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga
Ako už bolo spomenuté, Mendelov zákon o segregácii hovorí, že alelové páry sa oddeľujú alebo segregujú počas tvorby gamét a náhodne sa spájajú prioplodnenie. Zatiaľ čo sme stručne spomenuli štyri základné koncepty zahrnuté v tejto myšlienke, pozrime sa na ne podrobnejšie.
#1: Gén môže mať viacero podôb
A gén môže existovať vo viacerých formách. Napríklad gén, ktorý určuje farbu strukov, môže byť buď (G) pre zelenú farbu strúčikov príp (g) pre žltú farbu lusku.
#2: Organizmy zdedia dve alely pre každú vlastnosť
Pre každú charakteristiku alebo znak zdedia organizmy dve alternatívne formy tohto génu, jednu od každého rodiča. Tieto alternatívne formy génu sa nazývajú alely .
Každá rastlina F1 v Mendelovom experimente dostala jednu alelu z rodičovskej rastliny zeleného struku a jednu alelu z materskej rastliny žltého struku. Pravoplodné zelené strukové rastliny majú (GG) alely pre farbu strukov, pravé šľachtiteľské rastliny žltého struku majú (gg) alely a výsledné rastliny F1 majú (Gg) alely.
Pokračovanie konceptov zákona o segregácii
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga' id='mntl-sc-block-image_2-0-19' /> Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga
#3: Alelové páry sa môžu oddeliť do jednotlivých alel
Kedy gaméty (pohlavné bunky), alelové páry sa oddelia alebo segregujú a zostane im jediná alela pre každý znak. To znamená, žepohlavné bunkyobsahujú iba polovicu komplementu génov. Keď sa gaméty spoja počas oplodnenia, výsledné potomstvo obsahuje dve sady alel, jednu sadu alel od každého rodiča.
Napríklad pohlavná bunka pre rastlinu zeleného struku mala jedinú (G) alela a pohlavná bunka pre rastlinu žltého struku mali jednu (g) alela. Po oplodnení mali výsledné F1 rastliny dve alely (Gg) .
#4: Rôzne alely v páre sú buď dominantné alebo recesívne
Keď sú dve alely páru odlišné, jedna je dominantná a druhá recesívna. To znamená, že jedna vlastnosť je vyjadrená alebo zobrazená, zatiaľ čo druhá je skrytá. Toto je známe ako úplná dominancia.
Napríklad závody F1 (Gg) boli všetky zelené, pretože alela pre farbu zeleného struku (G) bola dominantná nad alelou pre farbu žltého struku (g) . Keď sa rastliny F1 nechali samoopeliť, 1/4 struky rastlín generácie F2 boli žlté. Táto vlastnosť bola maskovaná, pretože je recesívna. Alely pre zelenú farbu strukov sú (GG) a (Gg) . Alely pre žltú farbu strukov sú (gg) .
Genotyp a fenotyp
Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga' id='mntl-sc-block-image_2-0-27' /> (Obrázok A) Genetika kríženca medzi strukami zeleného a žltého hrachu z pravého chovu. Evelyn Bailey - HD obraz založený na originálnom obrázku Steva Berga
Z Mendelovho zákona o segregácii vidíme, že alely pre znak sa pri tvorbe gamét oddeľujú (prostredníctvom typu bunkového delenia tzv. meióza ). Tieto alelové páry sú potom náhodne spojené pri oplodnení. Ak je pár alel pre znak rovnaký, nazývajú sa homozygotný . Ak sú odlišné, sú heterozygotný .
Rastliny generácie F1 (obrázok A) sú všetky heterozygotné pre farebný znak strukov. Ich genetická výbava resp genotyp je (Gg) . ich fenotyp (vyjadrená fyzická črta) má zelenú farbu struku.
Rastliny hrachu generácie F2 vykazujú dva rôzne fenotypy (zelený alebo žltý) a tri rôzne genotypy (GG, Gg alebo gg) . Genotyp určuje, ktorý fenotyp je exprimovaný.
Rastliny F2, ktoré majú genotyp jedného z nich (GG) alebo (Gg) sú zelené. Rastliny F2, ktoré majú genotyp (gg) sú žlté. Fenotypový pomer, ktorý Mendel pozoroval, bol 3:1 (3/4 zelených rastlín až 1/4 žltých rastlín). Genotypový pomer však bol 1:2:1 . Genotypy rastlín F2 boli zo 1/4 homozygotné (GG) , 2/4 heterozygot (Gg) a 1/4 homozygotná (gg) .
Zhrnutie
Kľúčové informácie
- V 60. rokoch 19. storočia objavil mních Gregor Mendel princípy dedičnosti opísané Mendelovým zákonom o segregácii.
- Mendel použil na svoje experimenty rastliny hrachu, pretože majú vlastnosti, ktoré sa vyskytujú v dvoch odlišných formách. Vo svojich experimentoch študoval sedem z týchto vlastností, napríklad farbu strukov.
- Teraz vieme, že gény môžu existovať vo viac ako jednej forme alebo alele a že potomstvo zdedí dve sady alel, jednu sadu od každého rodiča, pre každý odlišný znak.
- V alelovom páre, keď je každá alela iná, jedna je dominantná, zatiaľ čo druhá je recesívna.
Zdroje
- Reece, Jane B. a Neil A. Campbell. Campbellova biológia . Benjamin Cummings, 2011.