Mendel qonunlarining amalga oshishi uchun zarur sharoitlar

MENDEL QONUNLARINING AMALGA OSHISHI UCHUN ZARUR SHAROITLAR
Esse
Mendel qonunlari - Gregor Mendel tajribalaridan kelib chiqadigan irsiy belgilarning ota-ona organizmlaridan ularning avlodlariga o'tish tamoyillari. Ushbu tamoyillar klassik genetika uchun asos bo'ldi va keyinchalik irsiyatning molekulyar mexanizmlari natijasi sifatida tushuntirildi. Rus tilidagi darsliklarda odatda uchta qonun tasvirlangan bo'lsa-da, "birinchi qonun" Mendel tomonidan kashf etilmagan. Mendel tomonidan kashf etilgan qonuniyatlar orasida "gametalarning tozaligi haqidagi faraz" alohida ahamiyatga ega.

Tarix
Shuni ta'kidlash kerakki, Gregor Mendelning o'zi o'z xulosalarini "qonunlar" sifatida shakllantirmagan va ularga hech qanday raqam bermagan. Bundan tashqari, u tomonidan "kashf qilingan" ko'plab faktlar uzoq va yaxshi ma'lum bo'lgan, deb Mendel o'z ishida ta'kidlagan.

19-asr oʻrtalariga kelib hukmronlik hodisasi ochildi (O. Sarje, C. Noden va boshqalar). Ko'pincha birinchi avlodning barcha duragaylari bir-biriga o'xshash (duragaylarning bir xilligi) va bu xususiyatga ko'ra, ularning barchasi ota-onalardan biriga o'xshashdir (uning belgisi ustunlik qiladi). Shuningdek, ular resessiv (birinchi avlod duragaylarida namoyon bo'lmagan) belgilar yo'qolmasligini ko'rsatdilar; duragaylar ikkinchi avlodda bir-biri bilan kesishganda, ba'zi duragaylar retsessiv belgilarga ega ("ota-ona shakllariga qaytish"). Shuningdek, (J. Goss va boshq.) ikkinchi avlod duragaylari orasida dominant xususiyatga ega bo'lganlar orasida har xil - o'z-o'zini changlatish paytida bo'linish va bermaslik borligi ko'rsatildi. Biroq, bu tadqiqotchilarning hech biri o'z kuzatishlarini nazariy asoslab bera olmadi.

Mendelning asosiy xizmati irsiyat nazariyasini yaratish bo'lib, u o'rgangan irsiyat qonuniyatlarini tushuntirib berdi.

Mendel ishining usullari va borishi

Mendelning no'xat bilan tajribasi

Mendel individual xususiyatlar qanday meros bo'lishini o'rgangan.
Mendel barcha belgilar orasidan faqat muqobillarini tanladi - uning navlari uchun ikkita aniq farqli variantlar mavjud (urug'lar silliq yoki ajinlangan; oraliq variantlar yo'q). Tadqiqot muammosining bunday ongli ravishda torayishi merosning umumiy qonuniyatlarini aniq belgilash imkonini berdi.
Mendel katta tajribani rejalashtirdi va o'tkazdi. U urug‘chilik korxonalaridan no‘xatning 34 navini oldi, ulardan 22 ta “toza” (o‘z-o‘zini changlatish vaqtida o‘rganilgan xususiyatlariga ko‘ra bo‘linmaydigan) navlarni tanlab oldi. Keyin u navlarni sun'iy duragaylashni amalga oshirdi va hosil bo'lgan duragaylar bir-biri bilan kesishdi. U jami 20 000 ga yaqin ikkinchi avlod duragaylarini o‘rganib, yetti belgining merosxo‘rligini o‘rgandi. Tajribaga ob'ektni yaxshi tanlash yordam berdi: no'xat odatda o'z-o'zini changlatuvchi hisoblanadi, ammo sun'iy duragaylashni amalga oshirish oson.
Mendel biologiyada birinchilardan bo'lib ma'lumotlarni tahlil qilish uchun aniq miqdoriy usullardan foydalangan. Ehtimollar nazariyasi haqidagi bilimlariga asoslanib, u tasodifiy og'ishlarning rolini bartaraf etish uchun ko'p sonli xochlarni tahlil qilish zarurligini tushundi.

Birinchi avlod duragaylarining bir xillik qonuni

Mendelning birinchi va ikkinchi qonunining sxemasi. 1) Oq gulli o'simlik (retsessiv allelning ikki nusxasi w) qizil gulli o'simlik bilan kesishadi (dominant allel R ning ikki nusxasi). 2) Barcha avlod o'simliklari qizil gulli va bir xil Rw genotipiga ega. 3) O'z-o'zini urug'lantirishda ikkinchi avlod o'simliklarining 3/4 qismi qizil gulli (RR + 2Rw genotiplari) va 1/4 qismi oq gullarga ega (ww).

Gibridlarda ota-onalardan faqat bittasi xususiyatining namoyon bo'lishini Mendel dominantlik deb atagan.

Turli xil sof chiziqlarga mansub va belgining bir juft muqobil ko'rinishida bir-biridan farq qiluvchi ikkita homozigot organizmni kesib o'tganda, duragaylarning butun birinchi avlodi (F1) bir xil bo'ladi va ota-onalardan birining xususiyatining namoyon bo'lishini ta'minlaydi.

Bu qonun “xususiyatlarning ustunligi qonuni” deb ham ataladi. Uning formulasi o'rganilayotgan belgiga nisbatan toza chiziq kontseptsiyasiga asoslanadi - zamonaviy tilda bu ushbu xususiyat uchun individlarning homozigotligini anglatadi. Mendel esa o'z-o'zini changlatish jarayonida ma'lum bir shaxsning bir necha avlodlarida barcha avlodlarda qarama-qarshi xususiyatlarning namoyon bo'lmasligi sifatida belgining sofligini shakllantirdi.

Binafsha gulli no'xat va oq gulli no'xatning sof chiziqlarini kesib o'tganda, Mendel o'simliklarning ko'tarilgan avlodlari binafsha gullarga ega ekanligini, ular orasida bitta oq rang yo'qligini payqadi. Mendel tajribani boshqa belgilar yordamida bir necha marta takrorladi. Agar u no'xatni sariq va yashil urug'lar bilan kesib o'tgan bo'lsa, barcha avlodlarda sariq urug'lar bor edi. Agar u no'xatni silliq va ajin urug'lari bilan kesib o'tgan bo'lsa, nasl silliq urug'larga ega edi. Uzun va past o'simliklardan olingan nasl baland bo'yli edi. Shunday qilib, birinchi avlod duragaylari bu xususiyatda doimo bir xil bo'lib, ota-onalardan birining xususiyatini oladi. Bu belgi (kuchliroq, dominant) har doim ikkinchisini (retsessiv) bostiradi.

Birgalikda hukmronlik va to'liq bo'lmagan hukmronlik

Qarama-qarshi xususiyatlarning ba'zilari to'liq hukmronlik bilan bog'liq emas (heterozigotli shaxslarda biri har doim ikkinchisini bostiradi), balki to'liq bo'lmagan hukmronlik bilan bog'liq. Misol uchun, binafsha va oq gullar bilan sof snapdragon chiziqlarini kesib o'tganda, birinchi avlod vakillari pushti gullarga ega. Qora va oq Andalusiya tovuqlarining sof chiziqlarini kesib o'tganda, birinchi avlodda kulrang tovuqlar tug'iladi. To'liq bo'lmagan dominantlik bilan geterozigotalarda retsessiv va dominant gomozigotlar o'rtasida oraliq belgilar mavjud.

Kodominantlik bilan, to'liq bo'lmagan dominantlikdan farqli o'laroq, geterozigotalarda belgilar bir vaqtning o'zida (aralash) paydo bo'ladi. Kodominantlikning odatiy misoli odamlarda AB0 tizimining qon guruhlarini meros qilib olishdir, bu erda A va B dominant genlar, 0 esa retsessivdir. Ushbu tizimga ko'ra, genotip 00 birinchi qon guruhini, AA va A0 - ikkinchi, BB va B0 - uchinchi, AB esa to'rtinchi qon guruhini aniqlaydi. Bu. AA (ikkinchi guruh) va BB (uchinchi guruh) genotipli odamlarning barcha avlodlari AB genotipiga (to'rtinchi guruh) ega bo'ladi. Ularning fenotipi ota-onalarning fenotiplari o'rtasida oraliq emas, chunki ikkala aglutinogen (A va B) eritrotsitlar yuzasida mavjud.

Kodominantlik va belgilarning to'liq bo'lmagan dominantligi hodisalari Mendelning birinchi qonuni bilan biroz o'zgartirilgan: "Birinchi avlod duragaylari qarama-qarshi belgilarga ega bo'lgan shaxslarning sof chizig'ini kesib o'tishdan kelib chiqqan holda, bu belgida har doim bir xil bo'ladi: agar belgilar bo'lsa, ular dominant xususiyatni ko'rsatadilar. hukmronlik munosabatlari yoki aralash (oraliq) xususiyat, agar ular birgalikda hukmronlik (to'liq bo'lmagan hukmronlik) bilan bog'liq bo'lsa.

Xususiyatlarning bo'linish qonuni

Ta'rif
Bo'linish qonuni yoki Mendelning ikkinchi qonuni: birinchi avlodning ikkita geterozigota avlodi ikkinchi avlodda bir-biri bilan kesishganda, bo'linish ma'lum bir son nisbatda kuzatiladi: fenotip bo'yicha 3: 1, genotip 1 bo'yicha. :2:1.

Bitta o'rganilayotgan belgining namoyon bo'lishida farq qiluvchi, bir genning allellari javobgar bo'lgan ikkita sof chiziqli organizmlarning kesishishi monogibrid kesishish deb ataladi.

Geterozigotali individlarning kesishishi naslning shakllanishiga olib keladigan hodisa, ba'zilari dominant xususiyatga ega, ba'zilari esa retsessiv bo'lib, bo'linish deyiladi. Shuning uchun bo'linish - bu dominant va retsessiv belgilarning avlodlar o'rtasida ma'lum bir son nisbatda taqsimlanishi. Birinchi avlod duragaylarida retsessiv xususiyat yo'qolmaydi, faqat bostiriladi va ikkinchi gibrid avlodda o'zini namoyon qiladi.

Tushuntirish

Gametalarning tozaligi qonuni: har bir gametaga ota-onaning ma'lum bir genining bir juft allelidan faqat bitta allel kiradi.

Odatda, gameta har doim allel juftlikning ikkinchi genidan toza bo'ladi. Mendel davrida mustahkam o'rnatib bo'lmaydigan bu fakt gametalarning tozaligi gipotezasi deb ham ataladi. Keyinchalik bu gipoteza sitologik kuzatishlar bilan tasdiqlandi. Mendel tomonidan o'rnatilgan merosning barcha shakllaridan ushbu "Qonun" tabiatan eng umumiy hisoblanadi (u eng keng sharoitlarda amalga oshiriladi).

Gametalarning tozaligi gipotezasi. Mendel duragaylarning hosil bo'lishi jarayonida irsiy omillar aralashmaydi, lekin o'zgarishsiz qoladi, deb taklif qildi. Gibrid ikkala omilga ega - dominant va retsessiv, ammo belgining namoyon bo'lishi dominant irsiy omilni belgilaydi, retsessiv esa bostiriladi. Jinsiy ko'payish davrida avlodlar o'rtasidagi aloqa jinsiy hujayralar - gametalar orqali amalga oshiriladi. Shuning uchun har bir gameta juftlikning faqat bitta omilini olib yuradi deb taxmin qilish kerak. Keyin, urug'lantirish paytida, har biri retsessiv irsiy omilga ega bo'lgan ikkita gametaning birlashishi fenotipik tarzda namoyon bo'ladigan retsessiv xususiyatga ega organizmning shakllanishiga olib keladi. Har birida dominant omil yoki ikkita gameta bo'lgan gametalarning birlashishi, ulardan biri dominant, ikkinchisi esa retsessiv, dominant xususiyatga ega bo'lgan organizmning rivojlanishiga olib keladi. Shunday qilib, ota-onalardan birining retsessiv belgisining ikkinchi avlodida paydo bo'lishi faqat ikkita holatda bo'lishi mumkin: 1) duragaylarda irsiy omillar o'zgarmagan holda qolsa; 2) agar jinsiy hujayralar tarkibida allel juftlikdan faqat bitta irsiy omil bo'lsa. Mendel geterozigotali shaxslarning kesishishi paytida naslning bo'linishini gametalarning genetik jihatdan toza ekanligi, ya'ni ular allel juftlikdan faqat bitta genni olib yurishi bilan izohladi. Gametalarning tozaligi haqidagi gipotezani (hozirgi qonun deb ataladi) quyidagicha shakllantirish mumkin: jinsiy hujayralar hosil bo'lishi paytida har bir gametaga ma'lum bir genning juft allellaridan faqat bitta allel kiradi. Ikkinchi avlodda ota-onalardan birining retsessiv belgisining paydo bo'lishi faqat ikkita holatda bo'lishi mumkin: 1) duragaylarda irsiy omillar o'zgarmagan holda; 2) agar jinsiy hujayralar tarkibida allel juftlikdan faqat bitta irsiy omil bo'lsa. Mendel geterozigotali shaxslarning kesishishi paytida naslning bo'linishini gametalarning genetik jihatdan toza ekanligi, ya'ni ular allel juftlikdan faqat bitta genni olib yurishi bilan izohladi. Gametalarning tozaligi haqidagi gipotezani (hozirgi qonun deb ataladi) quyidagicha shakllantirish mumkin: jinsiy hujayralar hosil bo'lishi paytida har bir gametaga ma'lum bir genning juft allellaridan faqat bitta allel kiradi. Ikkinchi avlodda ota-onalardan birining retsessiv belgisining paydo bo'lishi faqat ikkita holatda bo'lishi mumkin: 1) duragaylarda irsiy omillar o'zgarmagan holda; 2) agar jinsiy hujayralar tarkibida allel juftlikdan faqat bitta irsiy omil bo'lsa. Mendel geterozigotali shaxslarning kesishishi paytida naslning bo'linishini gametalarning genetik jihatdan toza ekanligi, ya'ni ular allel juftlikdan faqat bitta genni olib yurishi bilan izohladi. Gametalarning tozaligi haqidagi gipotezani (hozirgi qonun deb ataladi) quyidagicha shakllantirish mumkin: jinsiy hujayralar hosil bo'lishi paytida har bir gametaga ma'lum bir genning juft allellaridan faqat bitta allel kiradi. Mendel geterozigotali shaxslarning kesishishi paytida naslning bo'linishini gametalarning genetik jihatdan toza ekanligi, ya'ni ular allel juftlikdan faqat bitta genni olib yurishi bilan izohladi. Gametalarning tozaligi haqidagi gipotezani (hozirgi qonun deb ataladi) quyidagicha shakllantirish mumkin: jinsiy hujayralar hosil bo'lishi paytida har bir gametaga ma'lum bir genning juft allellaridan faqat bitta allel kiradi. Mendel geterozigotali shaxslarning kesishishi paytida naslning bo'linishini gametalarning genetik jihatdan toza ekanligi, ya'ni ular allel juftlikdan faqat bitta genni olib yurishi bilan izohladi. Gametalarning tozaligi haqidagi gipotezani (hozirgi qonun deb ataladi) quyidagicha shakllantirish mumkin: jinsiy hujayralar hosil bo'lishi paytida har bir gametaga ma'lum bir genning juft allellaridan faqat bitta allel kiradi.

Ma'lumki, tananing har bir hujayrasida ko'p hollarda bir xil diploid xromosomalar to'plami mavjud. Ikki homolog xromosoma odatda har birida ma'lum bir genning bitta alleli mavjud. Genetik jihatdan "sof" gametalar quyidagicha hosil bo'ladi:

Diagrammada diploid to'plami 2n=4 (ikki juft homolog xromosoma) bo'lgan hujayraning meiozi ko'rsatilgan. Ota va ona xromosomalari turli xil ranglar bilan belgilanadi.

Gibridda gametalar hosil bo'lish jarayonida birinchi meyotik bo'linish paytida homolog xromosomalar turli hujayralarga kiradi. Erkak va ayol jinsiy hujayralarining birlashishi natijasida diploid xromosomalar to'plamiga ega zigota hosil bo'ladi. Shu bilan birga, zigota xromosomalarning yarmini ota organizmidan, yarmini ona organizmidan oladi. Berilgan juft xromosomalar (va ma'lum bir juft allellar) uchun gametalarning ikkita navi hosil bo'ladi. Urug'lantirilganda bir xil yoki turli xil allellarni tashuvchi gametalar tasodifiy bir-biri bilan uchrashadi. Statistik ehtimolga ko'ra, naslda etarlicha ko'p gametlar bo'lsa, genotiplarning 25% homozigot dominant, 50% geterozigota, 25% homozigot retsessiv bo'ladi, ya'ni 1AA: 2Aa: 1aa nisbati o'rnatiladi (genotip). bo'linish 1: 2: 1). Shunga ko'ra, fenotipga ko'ra, monogibrid kesishish paytida ikkinchi avlod avlodlari 3: 1 nisbatda taqsimlanadi (3/4 dominant xususiyatga ega, 1/4 retsessiv shaxslar). Shunday qilib, monogibrid kesishishda belgilarning bo'linishi uchun sitologik asos gomologik xromosomalarning divergentsiyasi va meiozda haploid jinsiy hujayralarning shakllanishi hisoblanadi.

Belgilarning mustaqil irsiyat qonuni

Ta'rif

Mustaqil meros qonuni (Mendelning uchinchi qonuni) - ikkita (yoki undan ortiq) muqobil belgilar juftligida bir-biridan farq qiluvchi ikkita gomozigotali individlarni kesib o'tishda genlar va ularga mos belgilar bir-biridan mustaqil ravishda meros qilib olinadi va barcha mumkin bo'lgan kombinatsiyalarda birlashtiriladi. (monogibrid kesishuvdagi kabi). Oq va binafsha gullar, sariq yoki yashil no'xat kabi bir nechta belgilar bilan ajralib turadigan o'simliklarni kesib o'tganda, belgilarning har birining merosi dastlabki ikkita qonunga amal qilgan va nasllarda ular meros sifatida birlashtirilgan. bir-biridan mustaqil ravishda yuzaga kelgan. Ketishdan keyingi birinchi avlod har jihatdan dominant fenotipga ega edi. Ikkinchi avlodda 9:3:3:1 formula bo'yicha fenotiplarning bo'linishi kuzatildi, ya'ni 9:16 binafsha gullar va sariq no'xat bilan,

Tushuntirish

Mendel genlari homolog no'xat xromosomalarining turli juftlarida joylashgan belgilarga duch keldi. Meyoz davrida turli juftlarning homolog xromosomalari gametalarda tasodifiy birlashadi. Agar birinchi juftlikning ota xromosomasi gametaga tushgan bo'lsa, ikkinchi juftlikning ota va ona xromosomalari ham teng ehtimollik bilan bu gametaga kirishi mumkin. Shuning uchun genlari turli juft gomologik xromosomalarda joylashgan belgilar bir-biridan mustaqil ravishda birlashtiriladi. (Keyinchalik, no'xatda Mendel tomonidan o'rganilgan, xromosomalarning diploid soni 2n = 14 bo'lgan ettita juft belgidan bir juft belgi uchun mas'ul bo'lgan genlar bir xil xromosomada ekanligi ma'lum bo'ldi. Biroq, Mendel. mustaqil meros qonunining buzilishi topilmadi, shuning uchun ular orasidagi katta masofa tufayli bu genlar o'rtasidagi bog'liqlik qanday kuzatilmadi).

Mendelning irsiyat nazariyasining asosiy qoidalari

Zamonaviy talqinda bu qoidalar quyidagicha:
Diskret (alohida, aralashmaydigan) irsiy omillar - genlar irsiy belgilar uchun javobgardir ("gen" atamasi 1909 yilda V. Yogannsen tomonidan taklif qilingan).
Har bir diploid organizmda ma'lum bir belgi uchun mas'ul bo'lgan ma'lum bir genning juft allellari mavjud; ulardan biri otadan, ikkinchisi onadan olinadi.
Irsiy omillar jinsiy hujayralar orqali naslga o'tadi. Gametalarning shakllanishi jarayonida ularning har biriga har bir juftdan faqat bitta allel kiradi (gametalar ikkinchi allelni o'z ichiga olmaydi, degan ma'noda "sof").

Mendel qonunlarini amalga oshirish shartlari

Mendel qonunlariga ko'ra, faqat monogen belgilar irsiy bo'ladi. Agar fenotipik belgi uchun bir nechta gen mas'ul bo'lsa (va bunday belgilarning mutlaq ko'pchiligi mavjud bo'lsa), u yanada murakkab irsiyatga ega.

Monogibrid kesishuvda bo'linish qonunining bajarilishi shartlari

Fenotip bo'yicha 3 : 1 va genotip bo'yicha 1 : 2 : 1 bo'linish taxminan va faqat quyidagi sharoitlarda amalga oshiriladi:
Ko'p sonli xochlar (ko'p sonli nasllar) o'rganilmoqda.
A va a allellarini o'z ichiga olgan gametalar teng miqdorda hosil bo'ladi (bir xil yashash qobiliyatiga ega).
Tanlangan urug'lanish yo'q: har qanday allelni o'z ichiga olgan gametalar bir-biri bilan teng ehtimollik bilan birlashadi.
Turli xil genotipli zigotalar (embrionlar) bir xil darajada yashashga qodir.

Mustaqil meros huquqini bajarish shartlari

Bo'linish qonunini bajarish uchun barcha shartlar.
Turli juft xromosomalarda o'rganilayotgan belgilar uchun mas'ul bo'lgan genlarning joylashishi (bog'lanmagan).

Gametalarning tozalik qonunini bajarish shartlari

Meyozning normal kechishi. Xromosomalarning ajratilmasligi natijasida juftlikdagi ikkala homolog xromosoma ham bitta gametaga kirishi mumkin. Bunday holda, gameta ushbu juft xromosoma tarkibidagi barcha genlarning bir juft allelini olib yuradi.