Στη δεκαετία του 1860, ένας μοναχός που ονομάζεται Gregor Mendel ανακάλυψε πολλές από τις αρχές που διέπουν την κληρονομικότητα. Μια από αυτές τις αρχές, που είναι τώρα γνωστή ως Ο νόμος της ανεξάρτητης συλλογής του Mendel, δηλώνει ότι αλληλόμορφο ζεύγη ξεχωριστά κατά τη διάρκεια του σχηματισμού γαμέτες. Αυτό σημαίνει ότι τα γνωρίσματα μεταδίδονται στους απογόνους ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.
Βασικές τακτικές
- Λόγω του νόμου της ανεξάρτητης συλλογής, τα γνωρίσματα μεταδίδονται από τους γονείς στους απογόνους ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.
- Ο νόμος περί διαχωρισμού του Mendel είναι στενά συνδεδεμένος και θεμελιώδης με τον νόμο του ανεξάρτητου συνδυασμού.
- Όχι όλα τα μοτίβα κληρονομιάς συμμορφώνονται με τα πρότυπα διαχωρισμού του Μεντελλίου.
- Η ατελή κυριαρχία οδηγεί σε έναν τρίτο φαινότυπο. Αυτός ο φαινότυπος είναι ένα αμάλγαμα των γονικών αλληλόμορφων.
- Σε κοινή κυριαρχία, και τα δύο γονικά αλληλόμορφα εκφράζονται πλήρως. Το αποτέλεσμα είναι ένας τρίτος φαινότυπος που έχει τα χαρακτηριστικά και των δύο αλληλόμορφων.
Ο Mendel ανακάλυψε αυτή την αρχή μετά την εκτέλεση διαφυλικοί σταυροί μεταξύ φυτών που είχαν δύο χαρακτηριστικά, όπως το χρώμα σπόρου και το χρώμα του σπόρου, που διέφεραν το ένα από το άλλο. Αφού αφέθηκαν αυτά τα φυτά να αυτο-γονιμοποιήσουν, παρατήρησε ότι η ίδια αναλογία 9: 3: 3: 1 εμφανίστηκε στους απογόνους. Ο Mendel κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα γνωρίσματα μεταδόθηκαν ανεξάρτητα στους απογόνους.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει μια πραγματική μονάδα αναπαραγωγής με τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά πράσινου χρώματος (GG) και χρώματος κίτρινου σπόρου (ΥΥ) πραγματική μονάδα αναπαραγωγής με κίτρινο χρώμα pod (gg) και πράσινο χρώμα σπόρου (yy). Οι προκύπτοντες απόγονοι είναι όλοι ετερόζυγο για πράσινο χρώμα pod και χρώμα κίτρινου σπόρου (GgYy). Εάν οι απόγονοι επιτρέπεται να επικονιαστούν μόνοι τους, στην επόμενη γενιά θα εμφανιστεί μια αναλογία 9: 3: 3: 1. Περίπου εννέα φυτά θα έχουν πράσινα λοβούς και κίτρινους σπόρους, τρεις θα έχουν πράσινα λοβούς και πράσινους σπόρους, τρεις θα έχουν κίτρινα λοβούς και κίτρινους σπόρους, και κάποιος θα έχει κίτρινο κορμό και πράσινους σπόρους. Αυτή η κατανομή των χαρακτηριστικών χαρακτηριστικών των διχρυδών σταυρών.
Ο νόμος του διαχωρισμού του Mendel
Θεμελιώδες για το νόμο της ανεξάρτητης συλλογής είναι το νόμου του διαχωρισμού. Τα προηγούμενα πειράματα του Mendel τον οδήγησαν να διατυπώσει αυτή την αρχή της γενετικής. Ο νόμος του διαχωρισμού βασίζεται σε τέσσερις βασικές έννοιες. Το πρώτο είναι αυτό γονίδια υπάρχουν σε περισσότερες από μία μορφές ή αλληλόμορφα. Δεύτερον, οι οργανισμοί κληρονομούν δύο αλληλόμορφα (ένα από κάθε γονέα) κατά τη διάρκεια σεξουαλική αναπαραγωγή. Τρίτον, αυτά τα αλληλόμορφα διαχωρίζονται κατά τη διάρκεια Μεϊώση, αφήνοντας κάθε γαμέτα με ένα αλληλόμορφο για ένα μοναδικό χαρακτηριστικό. Τελικά, ετερόζυγο αλληλόμορφα επιδεικνύουν πλήρη κυριαρχία, καθώς το ένα αλληλόμορφο είναι κυρίαρχο και το άλλο είναι υπολειπόμενο. Είναι ο διαχωρισμός των αλληλίων που επιτρέπει την ανεξάρτητη μετάδοση των χαρακτηριστικών.
Υποκείμενος Μηχανισμός
Μη γνωρίζοντας τον Mendel κατά τη διάρκεια του χρόνου του, τώρα γνωρίζουμε ότι τα γονίδια βρίσκονται στα χρωμοσώματα μας. Ομόλογα χρωμοσώματα, ένα από τα οποία παίρνουμε από τη μητέρα μας και το άλλο από το πατέρα μας, έχουν αυτά τα γονίδια στην ίδια θέση σε κάθε ένα από τα χρωμοσώματα. Ενώ τα ομόλογα χρωμοσώματα είναι πολύ παρόμοια, δεν είναι πανομοιότυπα λόγω διαφορετικών αλληλομόρφων γονιδίων. Κατά τη διάρκεια της μείωσης I, στη μεταφάση Ι, καθώς τα ομόλογα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στο κέντρο της κυψέλης, ο προσανατολισμός τους είναι τυχαίος ώστε να δούμε τη βάση για ανεξάρτητη ποικιλία.
Μη-Μεντελική Κληρονομιά
Ορισμένα μοτίβα κληρονομιάς δεν παρουσιάζουν τακτικά μοτίβα διαχωρισμού του Μεντελλίου. Σε ατελή κυριαρχία, για παράδειγμα, ένα αλληλόμορφο δεν κυριαρχεί πλήρως στο άλλο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το ένα τρίτο φαινότυπο που είναι ένα μείγμα εκείνων που παρατηρούνται στα γονικά αλλήλια. Ένα παράδειγμα ατελούς δεσπόζουσας θέσης μπορεί να παρατηρηθεί στα φυτά snapdragon. Ένα κόκκινο φυτό snapdragon που είναι επικονιασμένο με ένα λευκό φυτό snapdragon παράγει ροζ snapdragon απογόνους.
Σε κοινή κυριαρχία, και τα δύο αλληλόμορφα εκφράζονται πλήρως. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα τρίτο φαινότυπο που εμφανίζει ξεχωριστά χαρακτηριστικά και των δύο αλληλόμορφων. Για παράδειγμα, όταν οι κόκκινες τουλίπες διασταυρώνονται με λευκές τουλίπες, οι προκύπτοντες απόγονοι έχουν μερικές φορές λουλούδια που είναι κόκκινα και λευκά.
Ενώ οι περισσότεροι γονίδια περιέχουν δύο μορφές αλληλόμορφων, μερικά έχουν πολλαπλά αλλήλια για ένα χαρακτηριστικό. Ένα κοινό παράδειγμα αυτού στους ανθρώπους είναι ABO τύπου αίματος. Οι τύποι αίματος ABO έχουν τρία αλληλόμορφα, τα οποία αντιπροσωπεύονται ως (IΕΝΑ, ΕΓΩσι, ΕΓΩΟ).
Μερικά γνωρίσματα είναι πολυγενή, πράγμα που σημαίνει ότι ελέγχονται από περισσότερα από ένα γονίδια. Αυτά τα γονίδια μπορεί να έχουν δύο ή περισσότερα αλληλόμορφα για ένα συγκεκριμένο γνώρισμα. Τα πολυγονικά χαρακτηριστικά έχουν πολλά πιθανά φαινότυπα. Παραδείγματα τέτοιων χαρακτηριστικών περιλαμβάνουν το χρώμα του δέρματος και το χρώμα των ματιών.
Πηγές
- Reece, Jane B. και Neil A. Κάμπελ. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.