Als Ergebnis der Forschungen der Wissenschaftler K. Correns, G. de Vries, E. Cermak im Jahr 1900 wurden die Gesetze der Genetik "wiederentdeckt", die 1865 vom Begründer der Vererbungswissenschaft - Gregor Mendel - formuliert wurden. In seinen Experimenten wandte der Naturforscher die hybridologische Methode an, dank derer die Prinzipien der Vererbung von Merkmalen und einiger Eigenschaften von Organismen formuliert wurden. In diesem Artikel betrachten wir die Hauptmuster der Vererbung, die von einem Genetiker untersucht wurden.
G. Mendel und seine Forschung
Die Verwendung der hybridologischen Methode ermöglichte es dem Wissenschaftler, eine Reihe von Mustern zu etablieren, die später Mendelsche Gesetze genannt wurden. So formulierte er beispielsweise die Uniformitätsregel der Hybriden der ersten Generation (Mendels erstes Gesetz). Er wies auf die Tatsache hinManifestationen in F1-Hybriden von nur einem Merkmal, das durch das dominante Gen kontrolliert wird. Bei der Kreuzung von Saaterbsenpflanzen, deren Sorten sich in der Samenfarbe (gelb und grün) unterschieden, hatten alle Hybriden der ersten Generation nur eine gelbe Samenfärbung. Darüber hinaus hatten alle diese Individuen auch den gleichen Genotyp (sie waren heterozygot).
Split Law
Mendel fuhr fort, zwischen Individuen zu kreuzen, die aus Hybriden der ersten Generation stammten, und erhielt eine Aufsp altung von Zeichen in F2. Mit anderen Worten, Pflanzen mit einem rezessiven Allel des untersuchten Merkmals (grüne Samenfarbe) wurden in einer Menge von einem Drittel aller Hybriden phänotypisch identifiziert. So ermöglichten es die etablierten Gesetze der unabhängigen Vererbung von Merkmalen Mendel, den Mechanismus der Übertragung sowohl dominanter als auch rezessiver Gene in mehreren Generationen von Hybriden zu verfolgen.
Di- und Polyhybridkreuzungen
In späteren Experimenten komplizierte Mendel die Bedingungen für ihre Durchführung. Nun wurden Pflanzen zur Kreuzung genommen, die sich sowohl in zwei als auch in einer großen Anzahl von Paaren alternativer Merkmale unterscheiden. Der Wissenschaftler verfolgte die Prinzipien der Vererbung von dominanten und rezessiven Genen und erhielt Aufsp altungsergebnisse, die durch die allgemeine Formel (3:1) dargestellt werden können, wobei n die Anzahl der Paare alternativer Merkmale ist die elterliche Individuen unterscheiden. Für eine Dihybrid-Kreuzung sieht die Aufteilung nach Phänotyp bei Hybriden der zweiten Generation also so aus: (3:1)2=9:6:1 oder 9:3:3: 1. Das heißt, Hybriden der zweitenGenerationen können vier Arten von Phänotypen beobachtet werden: Pflanzen mit gelben, glatten (9/16 Teile), mit gelben, f altigen (3/16), mit grünen, glatten (3/16) und mit grünen, f altigen Samen (1/16 Teil). So erhielten die Gesetze der unabhängigen Vererbung von Merkmalen ihre mathematische Bestätigung, und die Polyhybridkreuzung wurde als mehrere Monohybride betrachtet - "überlagert" einander.
Erbschaftsarten
In der Genetik gibt es mehrere Arten der Übertragung von Merkmalen und Eigenschaften von Eltern auf Kinder. Das Hauptkriterium ist hier die Form der Kontrolle des Merkmals, die entweder durch ein Gen - monogene Vererbung oder durch mehrere - polygene Vererbung durchgeführt wird. Zuvor haben wir die Gesetze der unabhängigen Vererbung von Merkmalen für mono- und dihybride Kreuzungen betrachtet, nämlich das erste, zweite und dritte Gesetz von Mendel. Nun betrachten wir eine solche Form als verknüpfte Vererbung. Seine theoretische Grundlage ist die Theorie von Thomas Morgan, genannt das Chromosom. Der Wissenschaftler wies nach, dass es neben Merkmalen, die unabhängig voneinander an die Nachkommen weitergegeben werden, auch solche Arten der Vererbung wie autosomale und geschlechtsgebundene Vererbung gibt.
In diesen Fällen werden mehrere Merkmale in einem Individuum gemeinsam vererbt, da sie von Genen gesteuert werden, die auf demselben Chromosom lokalisiert sind und darin nebeneinander liegen - eines nach dem anderen. Sie bilden Bindungsgruppen, deren Anzahl dem haploiden Chromosomensatz entspricht. Beispielsweise besteht der Karyotyp beim Menschen aus 46 Chromosomen, was 23 Bindungsgruppen entspricht. Es wurde festgestellt, dass wasJe kleiner der Abstand zwischen den Genen im Chromosom ist, desto seltener findet der Crossing-over-Prozess zwischen ihnen statt, was zu dem Phänomen der erblichen Variabilität führt.
Wie Gene auf dem X-Chromosom vererbt werden
Untersuchen wir weiter die Vererbungsmuster, abhängig von Morgans Chromosomentheorie. Genetische Untersuchungen haben ergeben, dass es sowohl beim Menschen als auch bei Tieren (Fische, Vögel, Säugetiere) eine Gruppe von Merkmalen gibt, deren Vererbungsmechanismus vom Geschlecht des Individuums beeinflusst wird. Beispielsweise werden die Fellfarbe bei Katzen, das Farbensehen und die Blutgerinnung beim Menschen durch Gene gesteuert, die sich auf dem Geschlechts-X-Chromosom befinden. So äußern sich Defekte in den entsprechenden Genen beim Menschen phänotypisch in Form von Erbkrankheiten, sogenannten Genkrankheiten. Dazu gehören Hämophilie und Farbenblindheit. Die Entdeckungen von G. Mendel und T. Morgan ermöglichten es, die Gesetze der Genetik in so wichtigen Bereichen der menschlichen Gesellschaft wie Medizin, Landwirtschaft, Tier-, Pflanzen- und Mikroorganismenzucht anzuwenden.
Die Beziehung zwischen Genen und den Eigenschaften, die sie definieren
Dank der modernen Genforschung wurde festgestellt, dass die Gesetze der unabhängigen Vererbung von Merkmalen einer weiteren Ausweitung unterliegen, da das ihnen zugrunde liegende Verhältnis „1 Gen – 1 Merkmal“nicht universell ist. In der Wissenschaft sind Fälle von Mehrfachwirkung von Genen sowie die Wechselwirkung ihrer nicht-allelischen Formen bekannt geworden. Diese Typen umfassen Epistase, Komplementarität, Polymerie. So wurde festgestellt, dass die Menge an HautpigmentMelatonin, das für seine Farbe verantwortlich ist, wird von einer ganzen Gruppe erblicher Anlagen gesteuert. Je dominanter die für die Pigmentsynthese verantwortlichen Gene im menschlichen Genotyp sind, desto dunkler ist die Haut. Dieses Beispiel veranschaulicht eine Wechselwirkung wie Polymer. Bei Pflanzen ist diese Form der Vererbung Arten der Getreidefamilie eigen, bei denen die Farbe des Korns durch eine Gruppe polymerer Gene gesteuert wird.
Daher wird der Genotyp jedes Organismus durch ein integrales System repräsentiert. Es entstand als Ergebnis der historischen Entwicklung einer biologischen Art - der Phylogenese. Der Zustand der meisten Merkmale und Eigenschaften eines Individuums ist das Ergebnis der Wechselwirkung von allelischen und nicht-allelischen Genen, und sie selbst können die Entwicklung mehrerer Merkmale des Organismus gleichzeitig beeinflussen.
