ПРОМЕЖУТОЧНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, неполное доминирование
Первый закон Менделя. Типы взаимодействия аллельных генов
Основные закономерности наследования признаков были впервые сформулированы в работах австрийского исследователя Грегора Менделя. Менделя считают отцом генетики — науки о закономерностях наследственности и изменчивости организмов. Он использовал в своей работе гибридологический метод генетики. Этот метод заключается в скрещивании организмов с определенными признаками и анализе проявления признаков у потомства. Предшественники Менделя уже пытались установить основные закономерности наследственности. Они занимались скрещиванием растений, реже животных и наблюдали такие явления, как доминирование и расщепление, однако не смогли сделать достаточно общих выводов из наблюдений.
Что же позволило работе Менделя стать революцией в биологии, и каковы ее основные принципы?
1. Одной из важнейших составляющих успеха Менделя было то, что он скрещивал сорта гороха, которые различались парами альтернативных признаков. Альтернативные признаки имеют четко различимые взаимоисключающие проявления без промежуточных форм по принципу «или — или». Например:
- желтые или зеленые семена;
- карликовые или нормальные растения;
- пазушные или верхушечные цветки;
- гладкие или морщинистые семядоли.
2. Второй составляющей работы Менделя является анализ генотипа и фенотипа организмов.
Определение
Генотип — это совокупность генов данного организма, а фенотип (от «фен» — признак) — это совокупность его признаков.
|
|
|
Поскольку гены не всегда проявляются как признаки, организмы могут иметь одинаковый фенотип, но разные генотипы. Фенотип также зависит от взаимодействия генотипа и окружающей среды, то есть организмы с одинаковым генотипом могут иметь разные признаки (например, близнецы или растения при вегетативном размножении).
3. Мендель проводил точный количественный учет проявления признаков у потомства, разбивая его на группы по признакам и подсчитывая число особей (или семян) в каждой. Он оперировал в своей работе не качественными понятиями («больше — меньше»), а точными цифрами. Он анализировал эти цифры и старался усмотреть в них определенные математические соотношения. Это без преувеличения можно назвать первым синтезом математики и биологии, а в целом - переворотом в биологическом мышлении.
4. При анализе наследования Мендель всегда обращал внимание на каждый признак отдельно. Этот принцип и сегодня лежит в основе генетического анализа. Ранее исследователи пытались описать фенотип как целое, по всем признакам сразу. Это был тупиковый путь, так как в таком случае закономерности наследования становятся слишком сложными для того, чтобы их легко вычленить. Для описания наследования необходимо выделять отдельный признак и «не обращать внимания» на остальные.
|
|
|
5. Мендель брал в исходные скрещивания не любые растения, а только чистые линии.
Определение
Чистая линия — это совокупность организмов, которые на протяжении многих поколений скрещиваний друг с другом проявляют одинаковые признаки (не дают расщепления).
Их получают путем близкородственных скрещиваний. Горох — самоопыляющееся растение, поэтому в данном случае чистые линии легко получаются путем самоопыления в течение нескольких поколений и отбора особей с постоянным проявлением признака в потомстве.
ДОМИНИРОВАНИЕ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН МЕНДЕЛЯ
При скрещивании организмов из двух чистых линий, различающихся по одной паре альтернативных признаков, Мендель наблюдал явление доминирования. Оно заключается в том, что в таком скрещивании все потомство получается единообразным и проявляет признак одного из родителей, который называется в этом случае доминантным. Признак второго родителя, рецессивный, как бы исчезает, однако это лишь видимость. Если получить потомство от самоопыления гибридов первого поколения, то часть растений снова проявит рецессивный признак. Это означает, что наследственная основа, то есть ген этого признака, не исчез, он передался следующему поколению. Но в первом поколении гибридов рецессивный признак не проявляется, «скрытый» доминантным признаком, он как бы отступает в тень доминантного (слово рецессивный происходит от лат. recede — отступать).
|
|
|
Например, при скрещивании растений гороха с желтыми и зелеными семенами все потомство (т.е. гибриды первого поколения) оказалось с желтым семенами (см. рис. 1). При этом не имело значения, из какого именно семени (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Итак, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству.
Рис. 1.
При записи скрещиваний употребляются стандартные обозначения: ♀ — родитель женского пола; ♂ — родитель мужского пола; G, g, или Г — гаметы; P — родители; F — потомство
Аналогичные результаты были получены и в опытах, в которых во внимание принимались другие признаки. Так, при скрещивании растений с гладкими и морщинистыми семенами все потомство имело гладкие семена. При скрещивании высокорослых растений с низкорослыми все потомки были высокорослыми, у растений с пурпурными и белыми цветками — у всех гибридов оказались пурпурные цветки и т. д. Обнаруженная закономерность получила название первого закона Менделя, или закона доминирования.
|
|
|
Каждый организм (если он диплоидный, 2n) содержит в своем геноме 2 аллеля каждого гена. Аллель — это вариант, состояние определенного гена. Разные аллельные варианты возникают в результате мутаций и отличаются определенными нуклеотидными заменами, вставками и т.п. Каждый аллель отвечает за одно из возможных проявлений признака, например А — желтые семена, а — зеленые. Аллельные гены расположены в одном и том же участке (локусе) гомологичных хромосом (см. тему «Хромосомы, их гаплоидный и диплоидный набор. Жизненные циклы эукариот»). Один из аллелей организм получил от матери, а другой от отца при оплодотворении, в результате которого образуется зигота.
Если оба аллеля одинаковы, то организм называется гомозиготным, или гомозиготой (от греч. «гомос» — одинаковый), например AA или aa. Таковы организмы чистых линий. В геноме гибридов I поколения имеется два разных аллеля гена, отвечающего за цвет семян, — А и a (хотя проявляется только А). Такой организм, содержащий разные аллели одного гена, называется гетерозиготным, или гетерозиготой (от греч. «гетерос» — разный, другой). В его генотипе рецессивный и доминантный аллели присутствуют вместе. Состояние (аллель) признака, проявляющегося в гетерозиготном состоянии, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое у гетерозигот не проявляется, называется рецессивным (рис. 2).
Рис. 2
ПРОМЕЖУТОЧНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, неполное доминирование
Если фенотип гетерозиготы совпадает с фенотипом одной из родительских чистых линий, говорят о полном доминировании (как в случае зеленых и желтых семян у гороха).
В дальнейшем обнаружилось, что в первом поколении не всегда проявляется признак одного из родителей. Возможно явление неполного доминирования, при котором гибриды (гетерозиготы) проявляют промежуточный признак (см. рис. 3), не характерный для родительских линий.
Рис. 3.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 129; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!