Prawa Mendla

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Drugie prawo Mendla)
Skocz do: nawigacja, szukaj

Prawa Mendla – reguły przekazywania cech dziedzicznych. Zostały sformułowane w 1866 przez Gregora Mendla podczas jego badań nad krzyżowaniem roślin, głównie grochu zwyczajnego (Pisum sativum L.)[1].

W uwspółcześnionej postaci, uwzględniającej naszą obecną wiedzę o chromosomach i genach, brzmią następująco:

  1. Pierwsze prawo Mendla (prawo czystości gamet) – każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu. Wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym allelu z każdej pary[2].
  2. Drugie prawo Mendla (prawo niezależnej segregacji cech) – geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli, w związku z czym w drugim pokoleniu potomnym (F2) obserwuje się rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1[3].
Dziedziczenie barwy kwiatów u grochu Pisum sativum: P – pokolenie rodzicielskie, F1 – pierwsze pokolenie potomne, F2 – drugie pokolenie potomne, F3 – trzecie pokolenie potomne

W czasach Mendla nie wiedziano jeszcze nic o genach i sposobie, w jaki zorganizowany jest materiał dziedziczny w komórce. Mendel zatem nie użył określenia gen i allel, posługiwał się opisowym określeniem "czynnik dziedziczenia"[4][5].

Po skrzyżowaniu roślin rodzicielskich (P) o kwiatach czerwonych z roślinami o kwiatach białych stwierdził, że wszystkie kwiaty w 1. pokoleniu (F1) są czerwone. Mendel rozumował prawdopodobnie tak: każdy organizm zwierzęcy i roślinny jest najpierw zygotą, powstałą z połączenia dwóch gamet. Zygota ma zatem niejako dwoistą naturę, nosząc cechy zarówno "ojca", jak "matki". Podobnie zresztą, jak cały dorosły organizm. Skoro w pokoleniu wszystkie osobniki F1 mają dwoistą naturę (dziś powiedzilibyśmy, że są diploidalne), i wiadomo, że pochodzą od różniących się barwą rodziców, ale tej dwoistości nie widać, bo wszystkie są czerwone, zatem czynnik czerwonej barwy musi być "silniejszy" i zagłuszać czynnik barwy białej. Nazwał go dominującym. Czynnik determinujący barwę białą określił mianem recesywnego. Aby pokazać te zależności prosto, oznaczył czynnik dominujący A, a czynnik recesywny a i wywiódł z tego, że pokolenie F1 składa się z osobników mających oba te czynniki; dziś powiedzielibyśmy: mających genotyp Aa.

Nie poprzestał jednak na jednym krzyżowaniu, skrzyżował bowiem następnie osobniki z pokolenia F1. Krzyżowanie takie można przestawić w formie szachownicy Punnetta. Jeśli krzyżujemy osobniki:

  • Aa (o czerwonych kwiatach) × Aa (o czerwonych kwiatach) otrzymamy:
A a
A AA Aa
a Aa aa

Czyli w pokoleniu potomnym F2 uzyskał ok. 75% osobników czerwonych, ale pojawiły się też osobniki białe. To zgadzało się z jego przewidywaniami. Po skrzyżowaniu roślin, tym razem z pokolenia F2, uzyskał pokolenie F3, w którym występowały kwiaty zarówno białe jak i czerwone, ale w zupełnie nowym stosunku. Okazało się, że 1/3 osobników czerwonych F2 dała potomstwo tylko czerwone, 2/3 osobników czerwonych F2 dało potomstwo czerwone i białe (w znanym stosunku 3:1), natomiast wszystkie białe kwiaty z pokolenia F2 wydały potomków kwitnących na biało.

Odstępstwa[edytuj]

Allele mogą też być kodominujące, jak to jest w przypadku grup krwi. Przyjęto, że allele jednego genu oznacza się różnymi wariantami tej samej litery. W puli genowej populacji na ogół występuje wiele alleli tego samego genu, przy czym allele te mogą mieć różny porządek recesji, dominacji lub kodominacji. Inne odstępstwo polega na tym, że gen może mieć więcej niż dwa allele[6]. Badania Tomasza Morgana udowodniły, że geny położone w tym samym chromosomie dziedziczą się razem, co częściowo obala teorię Mendla[7]. Mendel przypisywał jednej cesze jeden allel, tymczasem większość cech jest warunkowana przez wiele alleli[8].

Przypisy

  1. R. B. Blumberg: MendelWeb (ang.). 1997. [dostęp 2006-10-30].
  2. Struktura i funkcje genów. W: Claude A. Villee: Biologia. Wyd. IX według VII wyd. amerykańskiego. Warszawa: PWRiL, 1990, s. 725. ISBN 83-09-00748-5.
  3. Piotr Kawa: Biologia. Testy maturzysty. Warszawa: Wydawnictwo Szkolne PWN, 2007, seria: Matura na 100%. ISBN 978-83-7446-297-6.
  4. Mendel G. 1865. Versuche über Pflanzen-Hybriden. Vorgelegt in den Sitzungen vom 8. Februar und 8. März 1865. Naturforschedenden Vereins, Brünn. (Oryginalny referat Mendla odczytany na posiedzeniu towarzystwa naukowego.)
  5. Mendel G. 1866. Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines, Abhandlungen, Brünn 4: 3–47.
  6. Dennis O'Neil: Exceptions to Simple Inheritance (ang.). [dostęp 2015-08-13].
  7. Genetic Linkage and Violation of the Law of Independent Assortment (ang.). Boundless.com. [dostęp 2016-08-13].
  8. Kenneth M. Weiss. Do we understand the genetic basis of evolution?: Most traits look polygenic, but that may not be how they evolve. „Evolutionary Anthropology”. 23, s. 88–92, 2014. DOI: 10.1002/evan.21375 (ang.). [dostęp 2016-08-13].