Come risultato della ricerca degli scienziati K. Correns, G. de Vries, E. Cermak nel 1900, le leggi della genetica furono "riscoperte", formulate nel 1865 dal fondatore della scienza dell'ereditarietà - Gregor Mendel. Nei suoi esperimenti, il naturalista ha applicato il metodo ibrido, grazie al quale sono stati formulati i principi di ereditarietà dei tratti e alcune proprietà degli organismi. In questo articolo considereremo i principali modelli di trasmissione ereditaria studiati da un genetista.
G. Mendel e la sua ricerca
L'uso del metodo ibrido ha permesso allo scienziato di stabilire una serie di schemi, in seguito chiamati leggi di Mendel. Ad esempio, formulò la regola dell'uniformità degli ibridi di prima generazione (prima legge di Mendel). Ha indicato il fattomanifestazioni negli ibridi F1 di un solo tratto controllato dal gene dominante. Quindi, quando si incrociano piante di piselli, le cui varietà differivano per il colore dei semi (giallo e verde), tutti gli ibridi della prima generazione avevano solo la colorazione dei semi gialla. Inoltre, tutti questi individui avevano anche lo stesso genotipo (erano eterozigoti).
Legge divisa
Continuando a incrociare individui presi da ibridi di prima generazione, Mendel ricevette la divisione dei caratteri in F2. In altre parole, piante con un allele recessivo del carattere studiato (colore del seme verde) sono state fenotipicamente identificate nella quantità di un terzo di tutti gli ibridi. Pertanto, le leggi stabilite sull'eredità indipendente dei tratti hanno permesso a Mendel di tracciare il meccanismo di trasmissione dei geni sia dominanti che recessivi in diverse generazioni di ibridi.
Croci Di- e poliibride
Negli esperimenti successivi, Mendel complicò le condizioni per la loro attuazione. Ora, le piante sono state prese per l'incrocio, differendo sia per due che per un gran numero di coppie di tratti alternativi. Lo scienziato ha tracciato i principi di ereditarietà dei geni dominanti e recessivi e ha ottenuto risultati di scissione che possono essere rappresentati dalla formula generale (3:1) , dove n è il numero di coppie di tratti alternativi che contraddistinguono gli individui genitoriali. Quindi, per un incrocio diibrido, la divisione per fenotipo negli ibridi della seconda generazione sarà simile a: (3:1)2=9:6:1 o 9:3:3: 1. Cioè, ibridi del secondogenerazioni, si possono osservare quattro tipi di fenotipi: piante con giallo liscio (9/16 parti), con giallo rugoso (3/16), con verde liscio (3/16) e con semi verdi rugosi (1/16 parte). Pertanto, le leggi dell'ereditarietà indipendente dei tratti ricevettero la loro conferma matematica e l'incrocio di poliibridi iniziò a essere considerato come diversi monoibridi - "sovrapposti" l'uno all' altro.
Tipi di eredità
In genetica, ci sono diversi tipi di trasmissione di tratti e proprietà dai genitori ai figli. Il criterio principale qui è la forma di controllo del tratto, effettuata da un gene - eredità monogenica, o da più - eredità poligenica. In precedenza, abbiamo considerato le leggi dell'ereditarietà indipendente dei tratti per gli incroci mono e diibridi, vale a dire la prima, la seconda e la terza legge di Mendel. Ora considereremo tale forma come eredità collegata. La sua base teorica è la teoria di Thomas Morgan, chiamata cromosoma. Lo scienziato ha dimostrato che insieme ai tratti che vengono trasmessi indipendentemente alla prole, esistono tipi di eredità come il legame autosomico e legato al sesso.
In questi casi, diversi tratti in un individuo vengono ereditati insieme, poiché sono controllati da geni localizzati sullo stesso cromosoma e posizionati fianco a fianco in esso, uno dopo l' altro. Formano gruppi di collegamento, il cui numero è uguale all'insieme aploide di cromosomi. Ad esempio, negli esseri umani, il cariotipo è 46 cromosomi, che corrispondono a 23 gruppi di collegamento. Si è scoperto che cosaminore è la distanza tra i geni nel cromosoma, meno spesso si verifica il processo di crossing over tra di loro, che porta al fenomeno della variabilità ereditaria.
Come vengono ereditati i geni situati sul cromosoma X
Continuiamo a studiare i modelli di eredità, soggetti alla teoria cromosomica di Morgan. Studi genetici hanno scoperto che sia nell'uomo che negli animali (pesci, uccelli, mammiferi) esiste un gruppo di tratti, il cui meccanismo di ereditarietà è influenzato dal sesso dell'individuo. Ad esempio, il colore del mantello nei gatti, la visione dei colori e la coagulazione del sangue negli esseri umani sono controllati da geni situati sul cromosoma X del sesso. Pertanto, i difetti nei geni corrispondenti nell'uomo si manifestano fenotipicamente sotto forma di malattie ereditarie chiamate malattie genetiche. Questi includono emofilia e d altonismo. Le scoperte di G. Mendel e T. Morgan hanno permesso di applicare le leggi della genetica in settori così importanti della società umana come la medicina, l'agricoltura, l'allevamento di animali, piante e microrganismi.
La relazione tra i geni e le proprietà che definiscono
Grazie alla moderna ricerca genetica, si è scoperto che le leggi dell'ereditarietà indipendente dei tratti sono soggette a ulteriore espansione, poiché il rapporto "1 gene - 1 tratto" sottostante non è universale. Nella scienza sono diventati noti casi di azione multipla dei geni, così come l'interazione delle loro forme non alleliche. Questi tipi includono epistasi, complementarità, polimeria. Quindi è stato riscontrato che la quantità di pigmento della pellela melatonina, responsabile del suo colore, è controllata da un intero gruppo di inclinazioni ereditarie. Più i geni dominanti responsabili della sintesi del pigmento nel genotipo umano, più scura è la pelle. Questo esempio illustra un'interazione come il polimero. Nelle piante, questa forma di eredità è inerente alle specie della famiglia dei cereali, in cui il colore del grano è controllato da un gruppo di geni polimerici.
Quindi, il genotipo di ogni organismo è rappresentato da un sistema integrale. Si è formato come risultato dello sviluppo storico di una specie biologica: la filogenesi. Lo stato della maggior parte dei tratti e delle proprietà di un individuo è il risultato dell'interazione di geni, sia allelici che non allelici, ed essi stessi possono influenzare lo sviluppo di diversi tratti dell'organismo contemporaneamente.
