Г. Мендель і домінантність - Основи генетики та закони спадковості

Сучасні уявлення про матеріальні основи спадковості беруть початок від досліджень Г. Менделя (1822-1884), історична заслуга якого полягає в тому, що він сформулював теорію, що пояснює спадковість існуванням і передачею факторів (одиниць) спадковості від батьків до потомства через репродуктивні клітки. Г. Мендель обгрунтував значення генів як фундаментальних одиниць життя і встановив закони передачі цих одиниць від батьків до потомства. Висновки, сформульовані Г. Менделем, прийнято називати тепер законами спадковості.

У подальшому Т. Морган (1886-1945) представив вирішальні докази на користь того, що гени фіксовані на хромосомах.

Роботи Г. Менделя, Т. Моргана та їх послідовників заклали основи теорії гена і хромосомної теорії спадковості.

Основу досліджень Г. Менделя, які проводилися, коли ще не були відомі хромосоми, складають схрещування і вивчення гібридів садового гороху. Г. Мендель почав дослідження, маючи в своєму розпорядженні 22 чистими лініями садового гороху, які мали добре виражені альтернативні (контрастуючи) відмінності між собою по сімох парах ознак, а саме: форма насіння (круглі - шорсткуваті), забарвлення сім'ядоль (жовті - зелені), забарвлення шкірки насіння (сіра - біла), форма бобів (виконані - зморшкуваті), забарвлення незрілих бобів (зелені - жовті), розташування квіток (пазушні - верхівкові), висота рослини (високі - карликові).

На відміну від своїх попередників, які намагалися вивчати поведінку в схрещуваннях відразу кількох ознак, Г. Мендель у схрещуваннях рослини одної лінії з рослинами іншої лінії вивчав поведінку ознак окремо. Коли було вивчено поведінку однієї пари контрастують ознак, у подальших схрещуваннях спостереження піддавалася наступна пара ознак і т. д. Закінчивши цю роботу, Г. Мендель вивчав потім поведінку в схрещуваннях одночасно двох контрастують ознак, наприклад, форми насіння і забарвлення сім'ядоль (дигибридное схрещування) , а потім трьох ознак - форми насіння, забарвлення сім'ядоль і забарвлення шкірки насіння (трігібрідние схрещування).

Враховуючи будову квіток садового гороху, Г. Мендель при схрещуванні рослин вихідних батьківських ліній виключав самозапилення і допускав його лише при схрещуванні гібридів першого і другого поколінь. Нарешті, у пошуках пояснень своїх результатів Г. Мендель використовував математику. Аналізуючи отримані дані, він формулював робочі гіпотези, перевіряючи їх правильність в подальших експериментах. У цілому робота Г. Менделя є класичним зразком методології експериментальної науки.

Г. Мендель схрещував чистолінійні рослини шляхом нанесення на маточку квітки рослини одній лінії пилку, взятої з квітки рослини іншої лінії і навпаки. Коли в схрещування були залучені рослини двох ліній, що розрізняються по такій парі контрастуючих ознак, як кругла і шорстка (незграбна) форма насіння, тобто одне схрещувати рослини давало круглі насіння, а інше - шорсткі а потім від них були отримані гібриди першого покоління (Fi), то виявилося, що всі ці гібриди одноманітні, тому що вони схожі на рослини однієї з батьківських ліній (давали насіння круглої форми). Чудовим виявилося також і те, що всі ці гібриди давали насіння круглої форми незалежно від приналежності пилку квіткам рослин однієї чи іншої батьківської лінії.

Перевіривши в інших схрещуваннях поведінку інших шести контрастуючих ознак, Г. Мендель спостерігав, що у всіх випадках гібриди Fi також одноманітно, бо вони були схожі на рослини однієї з двох схрещується (батьківських) чистих ліній садового гороху в будь-якому з відповідних поєднань. Таким чином, Г. Мендель виявив, що гібриди, отримані після схрещування рослин двох ліній, що розрізняються по парі контрастуючих ознак, проявляють лише одна ознака з цієї пари.

Ознаки, які проявилися у гібридів першого покоління, Г. Мендель назвав домінантними. У результаті всіх схрещувань домінантними ознаками виявилися кругла форма насіння, жовте забарвлення сім'ядолей, сірий колір шкірки насіння, виконаної бобів, зелене забарвлення незрілих бобів, зовнішнє розташування квіток і високий ріст рослин.

Продовжуючи експерименти, Г. Мендель допустив самозапилення гібридів першого покоління, в результаті якого квітки цих гібридів запилювалися своєї ж пилком. На противагу однаковості гібридів Г1 гібриди другого покоління (F2) характеризувалися тим, що серед них зустрічалися як особи, у яких проявлявся домінантна ознака, що є ознакою одного з батьків, так і особи, у яких проявлявся ознака другого з батьків, тобто ту ознаку, яка знаходилась в прихованому стані у гібридів F1. Отже, стосовно будь-якій парі контрастуючих ознак, за якими розрізнялися рослини схрещується ліній, відсутність одного з контрастують ознак у гібридів F1 не означало, що ця ознака назавжди зникав. Будучи лише пригніченим чи прихованим у гібридів F1, ця ознака проявлявся потім у гібридів F2.

Ознаки, придушуванні в гібридах, Г. Мендель назвав рецесивними ознаками. У числі рецесивних ознак садового гороху виявилися шорстка форма насіння, зелене забарвлення сім'ядолей, білий колір шкірки насіння, зморшкувата форма насіння, жовте забарвлення незрілих бобів, верхівкове розташування квіток і карликовий ріст рослин.

Повне домінування, виявлене Г. Менделем, у подальшому було показано багатьма дослідниками у гібридів тварин (ссавці, риби та ін) і рослин. У той же час було відмічено відсутність домінантності окремих ознак як у тварин, так і у рослин. Наприклад, схрещування червоних шортгорнами з білими супроводжується тим, що гібриди першого покоління мають проміжну масть (чвалую). Розщеплення гібридів у другому поколінні дає червоних, білих і чалих шортгорнами. Нарешті, у багатьох живих істот окремі ознаки успадковуються по частково домінантним типом, що буває тоді, коли одні ознаки частково домінують над іншими. Як видно, домінантність тієї чи іншої ознаки може бути виражена в різному ступені і ймовірно відсутня повністю. Однак важливо підкреслити, що у всіх виконаних до теперішнього часу схрещуваннях, незалежно від ступеня домінантності якого-небудь ознаки всі гібриди першого покоління за цією ознакою є однаковими. Успадковані ознаки, як і гени, що їх визначають, поділяються на домінантні, які проявляються в кожному поколінні, і рецесивні, проявляються лише за відсутності домінантних. Цитологічної основою успадкування домінантного або рецесивним ознаки служить положення про наявність в статевих клітинах половинного (гаплоїдного, 23) набору хромосом. При утворенні повного (диплоїдного, 46) набору хромосом

- тобто сполуки хромосом материнського і батьківського організмів, домінуючий ген у кожній конкретній парі хромосом пригнічує рецесивний ген. Різних варіантів комбінації домінантного (А) і рецесивним (а) генів може бути три АА, Аа, аа. Причому 1-й і 3-й варіанти - гомозиготні (тільки домінантні або тільки рецесивні гени), 2-й-гетерозиготний (комбінація домінантної і рецесивного генів).

Похожие статьи




Г. Мендель і домінантність - Основи генетики та закони спадковості

Предыдущая | Следующая