Prawa Mendla: segregacji i niezależnego dziedziczenia.
Grzegorz Mendel urodził się 22 czerwca 1822r. Od 1843r był zakonnikiem i opatem klasztoru na Morawach. Jest on uważany za prekursora genetyki.
Założenia Mendla: każda cecha w organizmie musi być zapisana w materialnych czynnikach, a te czynniki są przekazywane potomstwu w procesie rozmnażania.
Jako obiekt swych badań wybrał groch zwyczajny, który jest łatwy w uprawie, wykazuje wiele genetycznie zróżnicowanych odmian oraz łatwo przeprowadzić sztuczne zapylenie rośliny. Badania te miały na celu ustalenie schematu pojawiania się cech rodziców u ich potomstwa, czyli chodziło o wyjaśnienie mechanizmu dziedziczenia. Przed przystąpieniem do badań wyselekcjonował odmiany grochu utrzymujące się w jednym typie, czyli czyste genetycznie, aby zapobiec ewentualnym błędom podczas krzyżowania różnych odmian grochu o wyrazistych cechach. Te cechy to: barwa nasion(zielona, żółta),barwa kwiatów(czerwona, biała),powierzchnia nasion (pomarszczona, gładka),wysokość rośliny(wysokie, niskie).
Grzegorz Mendel w swych doświadczeniach zauważył, że w wyniku skrzyżowania grochu o kwiatach czerwonych, z grochem o kwiatach białych, wszystkie rośliny pierwszego pokolenia potomnego (F1) miały kwiaty czerwone. Taki kolor uważamy za dominujący. Gdy skrzyżował osobniki pokolenia F1, to w drugim pokoleniu potomnym (F2), nastąpiło rozszczepienie cech ubarwienia: w 75% były to kwiaty czerwone a w 25% to białe. Z każdym następnym skrzyżowaniem osobników potomnych wychodziło więcej osobników białych. W końcu stworzyło się pokolenie całkowicie białe.
Grzegorz Mendel na podstawie swoich doświadczeń w 1866r sformułował Prawa Mendla.
I Prawo Mendla - czyli prawo czystości gamet - stwierdza, że każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden gen z danej pary alleli (jedna z wersji genu w określonym locus na danym chromosomie homologicznym). Wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym genie z każdej pary alleli.
II Prawo Mendla - czyli prawo niezależnej segregacji cech opisuje, że geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli.
I prawo Mendla zwane także prawem czystości gamet tzn., że w gametach znajduje się po jednym z pary alleli determinujących określona cechę.
Prawo to stwierdza, że allele genów wykluczają się nawzajem w gametach. W gamecie może być tylko jeden allel danej pary, podczas gdy w zygocie jest ich zawsze dwa. Heterozygota w stosunku do danej pary alleli wytwarza dwa rodzaje gamet z pojedynczymi allelami w stosunku ilościowym 1:1
Jednostki dziedziczne wniesione przez każdego z rodziców rozdzielają się od siebie w czasie wytwarzania przez mieszańca komórki rozrodczej. I prawo Mendla spełnia się w anafazie I, jeden gen od matki i jeden gen od ojca. Każdy osobnik (zygota) zawiera 2 zawiązki na daną cechę (2 allele) natomiast do gamety przechodzi tylko jeden gen (allel) z określonej pary alleli
Doświadczenie potwierdzające I prawo Mendla:
Skrzyżowano ze sobą czyste odmiany grochu o czerwonych AA i białych kwiatach aa.
RODZICE: AA x aa
GAMETY: A A a a
POKOLENIE F1: Aa Aa Aa Aa
gamety |
A |
A |
a |
Aa |
Aa |
a |
Aa |
Aa |
Wniosek: nasiona otrzymane w wyniku takiej krzyżówki dały wyłącznie rośliny o kwiatach czerwonych.
Stosunek: 1:1
POKOLENIE F1: Aa x Aa
GAMETY: A a A a
POKOLENIE F2: AA Aa Aa aa
Wniosek: w wyniku takiej krzyżówki powstały osobniki o kwiatach czerwonych AA,Aa,Aa i białych aa. Stosunek: 3:1
II prawo Mendla zwane prawem niezależnej segregacji, tzn., że w gametach znajduje się po jednym z pary alleli determinujących określoną cechę.
Stwierdza ono, że geny należące do par nieallelicznych dziedziczą się niezależnie. Innymi słowy allele należące do dwóch różnych par są przekazywane do gamet niezależnie na zasadzie losowej segregacji.
Cechy dziedziczone są niezależnie od siebie, jeśli każda z rozpoznawanych cech uwarunkowana jest przez parę alleli, z których jeden był dominujący a drugi recesywny to w pokoleniu F2 zaobserwuje się rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1.
II prawo Mendla spełnia się w anafazie I, sposób rozchodzenia się pierwszej pary chromosomów homologicznych nie determinuje rozejścia się drugiej pary chromosomów homologicznych.
Doświadczenie potwierdzające II prawo Mendla:
Skrzyżowano ze sobą groch, który wytwarzał nasiona żółte i gładkie AABB i grochem wytwarzającym nasiona zielone i pomarszczone aabb.
A - gładkie
a - pomarszczone
B - żółte
b - zielone
RODZICE: AABB x aabb
GAMETY: AB AB ab ab
POKOLENIE F1: AaBb AaBb AaBb AaBb
Wniosek: w wyniku krzyżówki takich roślin w pierwszym pokoleniu F1 powstają rośliny o nasionach żółtych i gładkich.
POKOLENIE F1: AaBb x AaBb
GAMETY: AB Ab aB ab AB Ab aB ab
POKOLENIE F2:
gamety |
AB |
Ab |
aB |
ab |
AB |
AABB |
AABb |
AaBB |
AaBb |
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
Wniosek: w wyniku takiej krzyżówki w pokoleniu F2 powstały rośliny o nasionach:
Żółtych i gładkich - 9
Żółtych i pomarszczonych - 3
Zielonych i gładkich - 3
Zielonych i pomarszczonych - 1
Stosunek: 9:3:3:1