Som et resultat av forskning utført av forskerne K. Correns, G. de Vries, E. Cermak i 1900, ble genetikkens lover "gjenoppdaget", formulert i 1865 av grunnleggeren av arvevitenskapen - Gregor Mendel. I sine eksperimenter brukte naturforskeren den hybridologiske metoden, takket være hvilken prinsippene for arv av egenskaper og noen egenskaper til organismer ble formulert. I denne artikkelen vil vi vurdere hovedmønstrene for arvelighetsoverføring studert av en genetiker.
G. Mendel og hans forskning
Bruken av den hybridologiske metoden gjorde det mulig for forskeren å etablere en rekke mønstre, senere k alt Mendels lover. For eksempel formulerte han regelen om enhetlighet for hybrider av den første generasjonen (Mendels første lov). Han pekte på faktummanifestasjoner i F1 hybrider av bare én egenskap kontrollert av det dominante genet. Så når du krysser planter av såing av erter, hvis varianter var forskjellige i frøfarge (gul og grønn), hadde alle hybrider av den første generasjonen bare gul frøfarge. Dessuten hadde alle disse individene også samme genotype (de var heterozygoter).
Split Law
Mendel fortsatte å krysse mellom individer hentet fra hybrider av den første generasjonen, og Mendel mottok oppdeling av karakterer i F2. Med andre ord, planter med en recessiv allel av den studerte egenskapen (grønn frøfarge) ble fenotypisk identifisert i mengden av en tredjedel av alle hybrider. De etablerte lovene for uavhengig arv av egenskaper tillot Mendel å spore mekanismen for overføring av både dominante og recessive gener i flere generasjoner av hybrider.
Di- og polyhybridkryss
I påfølgende eksperimenter kompliserte Mendel betingelsene for implementeringen. Nå ble planter tatt for kryssing, som var forskjellige både i to og i et stort antall par alternative egenskaper. Forskeren sporet prinsippene for nedarving av dominante og recessive gener og oppnådde splittende resultater som kan representeres av den generelle formelen (3:1) , hvor n er antall par av alternative egenskaper som skiller foreldrenes individer. Så for en dihybridkryssing vil splittingen etter fenotype i hybrider av andre generasjon se slik ut: (3:1)2=9:6:1 eller 9:3:3: 1. Det vil si hybrider av den andregenerasjoner kan fire typer fenotyper observeres: planter med gule glatte (9/16 deler), med gule rynker (3/16), med grønne glatte (3/16) og med grønne rynkete frø (1/16 del). Dermed fikk lovene om uavhengig arv av egenskaper sin matematiske bekreftelse, og polyhybridkryssing begynte å bli betraktet som flere monohybrider - "overlagret" på hverandre.
Typer arv
I genetikk er det flere typer overføring av egenskaper og egenskaper fra foreldre til barn. Hovedkriteriet her er formen for kontroll av egenskapen, utført enten av ett gen - monogen arv, eller av flere - polygen arv. Tidligere har vi vurdert lovene om uavhengig arv av egenskaper for mono- og dihybride kryss, nemlig Mendels første, andre og tredje lov. Nå vil vi vurdere en slik form som knyttet arv. Dens teoretiske grunnlag er teorien til Thomas Morgan, k alt kromosomet. Forskeren beviste at sammen med egenskaper som overføres uavhengig til avkom, finnes det slike typer arv som autosomal og kjønnsbundet kobling.
I disse tilfellene arves flere egenskaper hos ett individ sammen, da de styres av gener lokalisert på samme kromosom og plassert side om side i det – etter hverandre. De danner koblingsgrupper, hvis antall er lik det haploide settet av kromosomer. For eksempel, hos mennesker er karyotypen 46 kromosomer, som tilsvarer 23 koblingsgrupper. Det ble funnet at hvajo mindre avstanden er mellom genene i kromosomet, desto sjeldnere skjer overgangsprosessen mellom dem, noe som fører til fenomenet arvelig variasjon.
Hvordan gener lokalisert på X-kromosomet arves
La oss fortsette å studere mønstrene for arv, underlagt Morgans kromosomteori. Genetiske studier har funnet at både hos mennesker og hos dyr (fisk, fugler, pattedyr) er det en gruppe egenskaper, hvor arvemekanismen er påvirket av individets kjønn. For eksempel styres pelsfarge hos katter, fargesyn og blodpropp hos mennesker av gener lokalisert på kjønns X-kromosomet. Defekter i de tilsvarende gener hos mennesker manifesterer seg altså fenotypisk i form av arvelige sykdommer k alt gensykdommer. Disse inkluderer hemofili og fargeblindhet. Oppdagelsene til G. Mendel og T. Morgan gjorde det mulig å anvende genetikkens lover på så viktige områder av det menneskelige samfunnet som medisin, jordbruk, avl av dyr, planter og mikroorganismer.
Forholdet mellom gener og egenskapene de definerer
Takket være moderne genetisk forskning, ble det funnet at lovene for uavhengig arv av egenskaper er gjenstand for ytterligere utvidelse, siden "1 gen - 1 egenskap"-forholdet som ligger til grunn for dem, ikke er universelt. I vitenskapen har tilfeller av multiple handlinger av gener, så vel som interaksjonen mellom deres ikke-alleliske former, blitt kjent. Disse typene inkluderer epistase, komplementaritet, polymeri. Så det ble funnet at mengden av hudpigmentmelatonin, som er ansvarlig for fargen, styres av en hel gruppe arvelige tilbøyeligheter. Jo mer dominerende gener som er ansvarlige for pigmentsyntese i den menneskelige genotypen, jo mørkere er huden. Dette eksemplet illustrerer en interaksjon slik som polymer. Hos planter er denne formen for arv iboende i arter av kornfamilien, der fargen på kornet er kontrollert av en gruppe polymere gener.
Dermed er hver organismes genotype representert av et integrert system. Den ble dannet som et resultat av den historiske utviklingen av en biologisk art - fylogenese. Tilstanden til de fleste egenskaper og egenskaper til et individ er et resultat av samspillet mellom gener, både alleliske og ikke-allelle, og de kan selv påvirke utviklingen av flere egenskaper ved organismen samtidig.
