Genai, bruožai ir Mendelio segregacijos dėsnis
Spaudinių kolekcionierius / Hultono archyvas / Getty Images
Kaip savybės perduodamos iš tėvų palikuonims? Atsakymas yra genų perdavimas. Genai yra ant chromosomos ir susideda iš DNR . Šitie yraperėjo iš tėvų savo atžalomsperdauginimasis.
Paveldimumą valdančius principus 1860-aisiais atrado vienuolis Gregoras Mendelis. Vienas iš šių principų dabar vadinamas Mendelio segregacijos dėsnis , kuriame teigiama, kad formuojant lytinėms ląstelėms alelių poros išsiskiria arba atsiskiria, o apvaisinimo metu atsitiktinai susijungia.
Yra keturios pagrindinės sąvokos, susijusios su šiuo principu:
- Genas gali egzistuoti daugiau nei viena forma ar aleliu.
- Organizmai paveldi du alelius kiekvienam požymiui.
- Kai lytines ląsteles gamina mejozė, alelių poros išsiskiria ir palieka kiekvieną ląstelė su vienu aleliu kiekvienam požymiui.
- Kai du poros aleliai yra skirtingi, vienas yra dominuojantis, o kitas – recesyvinis.
Mendelio eksperimentai su žirnių augalais
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu
Mendelis dirbo su žirnių augalais ir pasirinko septynis bruožus, kurių kiekvienas pasireiškė dviem skirtingomis formomis. Pavyzdžiui, vienas jo tyrinėtas bruožas buvo ankšties spalva; vienų žirnių augalų ankštys yra žalios, o kitų – geltonos spalvos.
Kadangi žirnių augalai gali savarankiškai tręšti, Mendelis sugebėjo gaminti tikrojo veisimo augalai. Pavyzdžiui, tikra geltona ankštis augalas išaugintų tik geltonankštis palikuonis.
Tada Mendelis pradėjo eksperimentuoti, kad išsiaiškintų, kas atsitiktų, jei jis kryžminis apdulkintų tikruosius geltonankšties augalus su tikra žaliaankštimi. Jis pavadino du tėvinius augalus kaip tėvų karta (P karta), o gautas palikuonis buvo vadinamas pirmąja gimine arba F1 karta.
Kai Mendelis atliko kryžminį apdulkinimą tarp tikrojo veisimo geltona ankšties augalo ir tikrojo veisimo žaliaankštinio augalo, jis pastebėjo, kad visi susilaukę palikuonys, F1 karta, buvo žali.
F2 karta
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu' id='mntl-sc-block-image_2-0-7' /> Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu
Tada Mendelis leido visiems žaliesiems F1 augalams apsidulkinti. Jis šias atžalas pavadino F2 karta.
Mendelis pastebėjo a 3:1 santykis ankšties spalvoje. Apie 3/4 iš F2 augalų turėjo žalias ankštis ir apie 1/4 turėjo geltonas ankštis. Remdamasis šiais eksperimentais, Mendelis suformulavo tai, kas dabar žinoma kaip Mendelio segregacijos įstatymas.
Keturios sąvokos segregacijos teisėje
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu' id='mntl-sc-block-image_2-0-11' /> Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu
Kaip minėta, Mendelio atskyrimo dėsnis teigia, kad alelių poros išsiskiria arba atsiskiria formuojant lytinėms ląstelėms ir atsitiktinai susijungiaapvaisinimas. Nors trumpai paminėjome keturias pagrindines šios idėjos sąvokas, panagrinėkime jas išsamiau.
1: genas gali turėti kelias formas
A genas gali egzistuoti daugiau nei viena forma. Pavyzdžiui, genas, lemiantis ankšties spalvą, gali būti (G) žaliai ankšties spalvai arba (g) dėl geltonos ankšties spalvos.
2: organizmai paveldi du alelius kiekvienam bruožui
Kiekvienai savybei ar bruožui organizmai paveldi dvi alternatyvias to geno formas, po vieną iš kiekvieno iš tėvų. Šios alternatyvios geno formos vadinamos aleliai .
F1 augalai Mendelio eksperimente gavo po vieną alelį iš žaliosios ankšties motininio augalo ir vieną alelį iš geltonankšties motininio augalo. Tikroji veisimosi žalia ankštys augalai turi (GG) alelių ankštarų spalvai, turi tikrieji geltonųjų ankštarų augalai (gg) alelių, o susidarę F1 augalai turi (Gg) aleliai.
Segregacijos sąvokų įstatymas tęsiamas
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu' id='mntl-sc-block-image_2-0-19' /> Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu
3: alelių poros gali išsiskirti į pavienius alelius
Kada gametos (lytinės ląstelės) gaminamos, alelių poros atsiskiria arba atsiskiria, paliekant po vieną alelį kiekvienam požymiui. Tai reiškia, kadlytinių ląsteliųturi tik pusę genų komplemento. Kai apvaisinimo metu susijungia gametos, gautuose palikuoniuose yra du alelių rinkiniai, po vieną alelių rinkinį iš kiekvieno iš tėvų.
Pavyzdžiui, žaliosios ankšties augalo lytinė ląstelė turėjo vieną (G) alelis ir geltona ankšties augalo lytinė ląstelė turėjo vieną (g) alelis. Po apvaisinimo gauti F1 augalai turėjo du alelius (Gg) .
4: skirtingi aleliai poroje yra dominuojantys arba recesyviniai
Kai du poros aleliai yra skirtingi, vienas yra dominuojantis, o kitas – recesyvinis. Tai reiškia, kad vienas bruožas yra išreikštas arba rodomas, o kitas yra paslėptas. Tai žinoma kaip visiškas dominavimas.
Pavyzdžiui, F1 gamyklos (Gg) buvo visi žali, nes alelis, reiškiantis žalią ankšties spalvą (G) buvo dominuojantis prieš alelį dėl geltonos ankšties spalvos (g) . Kai F1 augalams buvo leista apsidulkinti, 1/4 F2 kartos augalų ankštys buvo geltonos. Šis bruožas buvo užmaskuotas, nes jis yra recesyvinis. Žalios ankšties spalvos aleliai yra (GG) ir (Gg) . Geltonos ankšties spalvos aleliai yra (gg) .
Genotipas ir fenotipas
Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu' id='mntl-sc-block-image_2-0-27' /> (A pav.) Tikrųjų veislinių žaliųjų ir geltonųjų žirnių ankščių genetika susikerta. Evelyn Bailey – HD vaizdas, pagrįstas originaliu Steve'o Bergo vaizdu
Iš Mendelio segregacijos dėsnio matome, kad požymio aleliai atsiskiria, kai susidaro gametos (per ląstelių dalijimosi tipą, vadinamą mejozė ). Tada šios alelių poros apvaisinimo metu atsitiktinai sujungiamos. Jei požymio alelių pora yra vienoda, jie vadinami homozigotinis . Jei jie skiriasi, jie yra heterozigotinis .
Visi F1 kartos augalai (A pav.) yra heterozigotiniai ankščių spalvos požymiui. Jų genetinė sandara arba genotipas yra (Gg) . Jų fenotipas (išreikštas fizinis bruožas) yra žalia ankšties spalva.
F2 kartos žirnių augalai turi du skirtingus fenotipus (žalias arba geltonas) ir tris skirtingus genotipus (GG, Gg arba gg) . Genotipas lemia, kuris fenotipas yra išreikštas.
F2 augalai, turintys bet kurio genotipą (GG) arba (Gg) yra žalios. F2 augalai, kurių genotipas yra (gg) yra geltoni. Mendelis pastebėjo fenotipinį santykį 3:1 (3/4 žalių augalų iki 1/4 geltonų augalų). Tačiau genotipinis santykis buvo 1:2:1 . F2 augalų genotipai buvo 1/4 homozigotinių (GG) , 2/4 heterozigotinės (Gg) , ir 1/4 homozigotinės (gg) .
Santrauka
Key Takeaways
- 1860-aisiais vienuolis, vardu Gregoras Mendelis, atrado paveldimumo principus, aprašytus Mendelio segregacijos įstatyme.
- Mendelis savo eksperimentams naudojo žirnių augalus, nes jie turi dvi skirtingas formas. Savo eksperimentuose jis ištyrė septynis iš šių bruožų, pavyzdžiui, ankšties spalvą.
- Dabar žinome, kad genai gali egzistuoti daugiau nei viena forma ar aleliu ir kad palikuonys paveldi du alelių rinkinius, po vieną iš kiekvieno iš tėvų, kiekvienam atskiram požymiui.
- Alelių poroje, kai kiekvienas alelis yra skirtingas, vienas yra dominuojantis, o kitas yra recesyvinis.
Šaltiniai
- Reece, Jane B. ir Neil A. Campbell. Campbell biologija . Benjaminas Cummingsas, 2011 m.