Οι 3 νόμοι της Mendel και τα πειράματα των μπιζελιών



Το 3 νόμους της Mendel ή η γενετική της Μεντελίας είναι οι πιο σημαντικές δηλώσεις βιολογικής κληρονομιάς. Ο Gregorio Mendel, ένας μοναχός και αυστριακός φυσιοδίφης, θεωρείται ο πατέρας της Γενετικής. Μέσα από τα πειράματά του με τα φυτά, ο Mendel ανακάλυψε ότι ορισμένα χαρακτηριστικά κληρονομούνταν ακολουθώντας συγκεκριμένα πρότυπα.

Ο Mendel μελετούσε την κληρονομιά πειραματίζοντας με τα μπιζέλια από ένα φυτό του είδους Pisum sativum είχε στον κήπο του. Αυτό το φυτό ήταν ένα εξαιρετικό μοντέλο δοκιμής επειδή θα μπορούσε να αυτο-γονιμοποιηθεί ή να διασταυρωθεί, εκτός από την ύπαρξη αρκετών χαρακτηριστικών που έχουν μόνο δύο μορφές.

Για παράδειγμα: η λειτουργία "χρώμα" μπορεί να είναι μόνο πράσινη ή κίτρινη, η λειτουργία "υφή" μπορεί να είναι μόνο ομαλή ή τραχιά, και έτσι με τις άλλες 5 λειτουργίες με δύο σχήματα κάθε.

Γκρέγκορ Μέντελ διατύπωσε τρεις νόμους του στο έργο του που δημοσιεύθηκε ως πειράματα σε Φυτών υβριδισμός (1865), η οποία παρουσιάστηκε στο Φυσικής Ιστορίας Κοινωνία της Brünn, αλλά αγνοήθηκαν και δεν έχουν ληφθεί υπόψη μέχρι το 1900.

Ευρετήριο

  • 1 Ιστορία του Γκρέγκορ Μέντελ
  • 2 πειράματα Mendel 
    • 2.1 Αποτελέσματα των πειραμάτων
    • 2.2 Πως εκτελέστηκαν τα πειράματα του Mendel?
    • 2.3 Γιατί η Μεντέλ επέλεξε τα φυτά μπιζελιού?
  • Οι 3 νόμοι του Mendel συνοψίζονται
    • 3.1 Ο πρώτος νόμος του Mendel
    • 3.2 Δεύτερος νόμος της Mendel
    • 3.3 Τρίτος νόμος της Μέντελ
  • 4 Όροι που εισήγαγε η Mendel
    • 4.1 Κυρίαρχο
    • 4.2 Υπόλοιπο
    • 4.3 Υβριδικό
  • 5 Μεντελική κληρονομιά που εφαρμόζεται στους ανθρώπους
  • 6 Παράδειγμα κληρονομίας στις γάτες
  • 7 4 Παραδείγματα χαρακτηριστικών Mendelian
  • 8 Παράγοντες που μεταβάλλουν τον διαχωρισμό των Μεντελίων
    • 8.1 Κληρονομιά που συνδέεται με το φύλο
  • 9 Αναφορές

Ιστορία του Gregor Mendel

Ο Gregor Mendel θεωρείται ο πατέρας της γενετικής, λόγω των συνεισφορών που έφυγε από τους τρεις νόμους του. Γεννήθηκε στις 22 Ιουλίου 1822 και λέγεται ότι από μικρή ηλικία ήταν σε άμεση επαφή με τη φύση, μια κατάσταση που τον έκανε να ενδιαφέρεται για τη βοτανική..

Κατά το έτος 1843 εισήλθε στο μοναστήρι της Brünn και τρία χρόνια αργότερα χειροτονήθηκε ως ιερέας. Αργότερα, το 1851 αποφάσισε να σπουδάσει βοτανική, φυσική, χημεία και ιστορία στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης.

Μετά τη μελέτη, ο Mendel επέστρεψε στο μοναστήρι και εκεί ήταν εκεί όπου εκτέλεσε τα πειράματα που του επέτρεψαν να διατυπώσει τους λεγόμενους νόμους του Mendel.

Δυστυχώς, όταν παρουσίασε το έργο του, πέρασε απαρατήρητο και λέγεται ότι ο Mendel εγκατέλειψε τα πειράματα για την κληρονομιά.

Ωστόσο, στις αρχές του 20ού αιώνα τα έργα του άρχισαν να αναγνωρίζονται, όταν αρκετοί επιστήμονες και βοτανολόγοι διεξήγαγαν παρόμοια πειράματα και βρήκαν τις σπουδές τους.

Τα πειράματα του Μέντελ

Ο Mendel σπούδασε επτά χαρακτηριστικά του φυτού μπιζελιού: το χρώμα του σπόρου, το σχήμα του σπόρου, η θέση του λουλουδιού, το χρώμα του λουλουδιού, το σχήμα του κορμού, το χρώμα του κορμού και το μήκος του στελέχους.

Υπήρχαν τρία βασικά βήματα για τα πειράματα του Mendel:

1-Με την αυτο-γονιμοποίηση παρήγαγε μια γενιά καθαρών φυτών (ομόζυγοι). Δηλαδή, τα φυτά με μωβ άνθη παρήγαγαν πάντα σπόρους που παρήγαγαν μωβ άνθη. Κάλεσε αυτά τα φυτά η γενιά Ρ (των γονέων).

2-Στη συνέχεια, διέσχισε ζεύγη από αγνά φυτά με διαφορετικά χαρακτηριστικά και οι απόγονοι αυτών ονόμαζαν δεύτερη γενιά filial (F1).

3-Τέλος, έλαβε μια τρίτη γενιά φυτών (F2) με αυτοσφραγίσεις δύο εργοστασίων παραγωγής F1, δηλαδή διέλευση δύο φυτών της γενιάς F1 με τα ίδια χαρακτηριστικά.

Αποτελέσματα των πειραμάτων

Ο Mendel βρήκε μερικά απίστευτα αποτελέσματα από τα πειράματά του.

F1 γενιά

Ο Mendel ανακάλυψε ότι η γενιά F1 παρήγαγε πάντα το ίδιο χαρακτηριστικό, παρόλο που οι δύο γονείς είχαν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, εάν περάσατε ένα φυτό με μοβ λουλούδια με ένα φυτό με λευκά λουλούδια, όλα τα φυτά των απογόνων (F1) είχαν μοβ λουλούδια.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μοβ λουλούδι είναι το χαρακτηριστικό κυρίαρχη. Ως εκ τούτου, το λευκό λουλούδι είναι το χαρακτηριστικό υποχωρητική.

Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να παρουσιαστούν σε ένα διάγραμμα που ονομάζεται πλατεία Punnett. Το κυρίαρχο γονίδιο για το χρώμα εμφανίζεται με ένα κεφαλαίο γράμμα και το υπολειπόμενο γονίδιο με πεζά γράμματα. Εδώ το πορφυρό χρώμα είναι το κυρίαρχο γονίδιο που παρουσιάζεται με ένα "Μ" και το λευκό είναι το υπολειπόμενο γονίδιο που παρουσιάζεται με ένα "b".

Παραγωγή F2

Στην γενιά F2, ο Mendel ανακάλυψε ότι το 75% των λουλουδιών ήταν μοβ και το 25% ήταν λευκό. Διαπίστωσε ενδιαφέρον ότι παρόλο που και οι δύο γονείς είχαν μοβ λουλούδια, το 25% των απογόνων είχε λευκά λουλούδια.

Η εμφάνιση των λευκών λουλουδιών οφείλεται σε ένα γονίδιο ή υπολειπόμενο χαρακτηριστικό που υπάρχει και στους δύο γονείς. Εδώ είναι το γράφημα Punnett που δείχνει ότι το 25% των απογόνων είχε δύο γονίδια "b" που παρήγαγαν τα λευκά άνθη:

Πώς έγιναν τα πειράματα του Mendel?

Τα πειράματα του Mendel έγιναν με φυτά μπιζελιού, μια κάπως περίπλοκη κατάσταση, αφού κάθε λουλούδι έχει ένα αρσενικό μέρος και ένα θηλυκό μέρος, δηλαδή, αυτο-γονιμοποιημένο.

Πώς θα μπορούσε λοιπόν ο Μεντέλ να ελέγξει τους απογόνους των φυτών; Πώς θα μπορούσα να τα διασχίσω?.

Η απάντηση είναι απλή, για να είναι σε θέση να ελέγξει τους απογόνους των φυτών μπιζελιού, ο Mendel δημιούργησε μια διαδικασία που του επέτρεψε να εμποδίσει τα φυτά από την αυτο-γονιμοποίηση.

Η διαδικασία περιελάμβανε την κοπή των στήμονα (αρσενικά όργανα των ανθέων, περιέχουν τα θύλακες γύρη, δηλαδή, εκείνες που παράγουν γύρη) άνθη πρώτο όροφο (που ονομάζεται ΒΒ) και πασπαλίστε γύρη στον δεύτερο όροφο στην pistil (θηλυκό όργανο των λουλουδιών, το οποίο είναι στο κέντρο του) του πρώτου.

Με αυτή τη δράση ο Mendel ελέγχει τη διαδικασία γονιμοποίησης, μια κατάσταση που του επέτρεπε να εκτελεί κάθε πείραμα ξανά και ξανά για να βεβαιωθεί ότι ο ίδιος απογόνος ελήφθη πάντα.

Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο πέτυχε τη διατύπωση αυτού που τώρα είναι γνωστός ως νόμος του Mendel.

Γιατί η Μεντέλ επέλεξε τα φυτά μπιζελιού?

Γκρέγκορ Μέντελ επέλεξε φυτά μπιζελιού για γενετικά πειράματα επειδή ήταν φθηνότερα από ό, τι οποιοδήποτε άλλο φυτό και επειδή ο χρόνος παραγωγής τους είναι πολύ μικρό και έχει ένα μεγάλο αριθμό απογόνων.

Οι απόγονοι ήταν σημαντικοί, καθώς ήταν απαραίτητο να διεξαχθούν πολλά πειράματα για να διατυπωθούν οι νόμοι τους.

Τους επέλεξε επίσης λόγω της μεγάλης ποικιλίας που υπήρχαν, δηλαδή εκείνων των πράσινων μπιζελιών, εκείνων των κίτρινων μπιζελιών, εκείνων των στρογγυλών λοβών, μεταξύ άλλων..

Η ποικιλία ήταν σημαντική επειδή ήταν απαραίτητο να γνωρίζουμε ποια γνωρίσματα μπορούσαν να κληρονομηθούν. Εκεί γεννάται ο όρος της κληρονομιάς της Μεντελίας.

Οι 3 νόμοι του Mendel συνοψίζονται

Ο Πρώτος Νόμος του Μέντελ

Ο πρώτος νόμος του Mendel ή ο νόμος της ομοιομορφίας αναφέρει ότι όταν διασχίζουν δύο καθαρά άτομα (ομόζυγοι) όλοι οι απόγονοι θα είναι ίσοι (ομοιόμορφοι) στα χαρακτηριστικά τους.

Αυτό οφείλεται στην κυριαρχία ορισμένων χαρακτήρων, ένα απλό αντίγραφο αυτών είναι αρκετό για να καλύψει την επίδραση ενός ύφεσης χαρακτήρα. Επομένως, τόσο οι ομόζυγοι όσο και οι ετερόζυγοι απόγονοι θα παρουσιάσουν τον ίδιο φαινότυπο (ορατό γνώρισμα).

Ο δεύτερος νόμος του Μέντελ

Ο δεύτερος νόμος της Μέντελ, που ονομάζεται επίσης νόμος του διαχωρισμού των χαρακτήρων, προβλέπει ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των γαμετών, αλληλόμορφα (κληρονομικούς παράγοντες) διαχωρίζονται (διαχωρίζονται), έτσι ώστε ο απόγονος αποκτά ένα αλληλόμορφο από κάθε γονέα.

Αυτή η γενετική αρχή τροποποίησε την αρχική πεποίθηση ότι η κληρονομικότητα είναι μια μοναδική διαδικασία συνδυασμού στην οποία οι απόγονοι παρουσιάζουν ενδιάμεσα γνωρίσματα μεταξύ των δύο γονέων.

Ο τρίτος νόμος του Μέντελ

Ο τρίτος νόμος του Mendel είναι επίσης γνωστός ως νόμος ανεξάρτητου χωρισμού. Κατά τη διάρκεια της δημιουργίας των γαμετών, οι χαρακτήρες για τα διαφορετικά γνωρίσματα κληρονομούνται ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο.

Είναι πλέον γνωστό ότι ο νόμος αυτός δεν ισχύει για τα γονίδια στο ίδιο χρωμόσωμα, το οποίο θα κληρονομήσει μαζί. Ωστόσο, τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται ανεξάρτητα κατά τη διάρκεια της μείωσης.

Όροι που εισήγαγε η Mendel

Ο Mendel εξήγαγε αρκετούς από τους όρους που χρησιμοποιούνται σήμερα στον τομέα της γενετικής, όπως: κυρίαρχο, υπολειπόμενο, υβριδικό.

Κυρίαρχη

Όταν ο Mendel χρησιμοποίησε την κυρίαρχη λέξη στα πειράματά του, αναφερόταν στον χαρακτήρα που εκδηλώθηκε εξωτερικά στο άτομο, είτε υπήρχε μόνο ένας από αυτούς είτε υπήρχαν δύο από αυτούς.

Υπόλοιπο

Με την ύφεση, ο Μέντελ σήμαινε ότι είναι ένας χαρακτήρας που δεν εκδηλώνεται έξω από το άτομο, επειδή τον εμποδίζει ένας κυρίαρχος χαρακτήρας. Επομένως, για να υπερισχύσει θα είναι απαραίτητο για το άτομο να έχει δύο υπολειπόμενους χαρακτήρες.

Υβριδικό

Ο Mendel χρησιμοποίησε τη λέξη υβρίδιο για να αναφέρει το αποτέλεσμα διασταύρωσης δύο οργανισμών διαφορετικών ειδών ή διαφορετικών χαρακτηριστικών.

Ομοίως, ο ίδιος καθόρισε τη χρήση του κεφαλαίου γράμματος για τα κυρίαρχα αλληλόμορφα και το μικρότερο για τα υπολειπόμενα αλληλόμορφα.

Στη συνέχεια, άλλοι ερευνητές ολοκλήρωσαν το έργο τους και χρησιμοποίησαν τους υπόλοιπους όρους που χρησιμοποιούνται σήμερα: γονίδιο, αλληλόμορφο, φαινότυπο, ομοζυγώτης, ετεροζυγώτης.

Η μεντελική κληρονομικότητα εφαρμόζεται στους ανθρώπους

Τα χαρακτηριστικά των ανθρώπων μπορούν να εξηγηθούν μέσω της κληρονομιάς του Μεντελλίου, εφόσον είναι γνωστό το οικογενειακό ιστορικό.

Είναι απαραίτητο να γνωρίζετε το οικογενειακό ιστορικό, αφού μαζί τους μπορείτε να συλλέξετε τις απαραίτητες πληροφορίες για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό.

Γι 'αυτό, γεννιέται ένα γενεαλογικό δέντρο όπου περιγράφεται κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά των μελών της οικογένειας και έτσι μπορεί να προσδιοριστεί από ποιον κληρονομούνται..

Παράδειγμα κληρονομίας σε γάτες

Σε αυτό το παράδειγμα, το χρώμα της επικάλυψης υποδεικνύεται με το Β (καφέ, κυρίαρχο) ή b (λευκό), ενώ το μήκος της ουράς υποδεικνύεται από το S (βραχύ, κυρίαρχο) ή s (μακρύ).

Όταν οι γονείς είναι ομοζυγώτες για κάθε χαρακτηριστικό (SSBB και SSBB), τα παιδιά τους στην F1 γενιάς είναι ετερόζυγα και στα δύο αλληλόμορφα και δείχνουν μόνο κυρίαρχο φαινότυπο (SSBB).

Εάν οι απόγονοι να ζευγαρώσει μαζί στην γενιά F2 όλοι οι συνδυασμοί του χρώματος του τριχώματος και μήκος ουράς παράγονται: 9 είναι καφέ / σύντομη (κουτιά μωβ), τρεις είναι λευκά / σύντομη (ροζ κουτιά), τρεις είναι καφέ / μακρύ (μπλε κουτάκια) και 1 είναι λευκό / μακρύ (πράσινο κουτί).

4 Παραδείγματα χαρακτηριστικών της Μεντελίας

-Αλβινισμός: Είναι μια κληρονομική χαρακτηριστικό που συνεπάγεται μεταβολή της παραγωγής μελανίνης (η χρωστική ουσία που κατέχουν ανθρώπους και είναι υπεύθυνη για το χρώμα του δέρματος, των μαλλιών και των ματιών), τόσο συχνά δεν υπάρχει συνολικά. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι υποχωρητικό.

-Lobes του ελεύθερου αυτιού: είναι ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό.

-Οι λοβοί του αυτιού ενώθηκαν: είναι ένα υπολειπόμενο χαρακτηριστικό.

-Τα μαλλιά ή το ράμφος της χήρας: αυτό το χαρακτηριστικό αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο η γραμμή των μαλλιών τελειώνει στο μέτωπο. Σε αυτή την περίπτωση θα τελειώσει με μια κορυφή στο κέντρο. Εκείνοι που παρουσιάζουν αυτό το χαρακτηριστικό έχουν επιστολή τύπου "w" ανάποδα. Είναι ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό.

Παράγοντες που μεταβάλλουν τον διαχωρισμό των Μεντελίων

Κληρονομικότητα που συνδέεται με το σεξ

Η κληρονομιά που συνδέεται με το φύλο αναφέρεται σε αυτό που σχετίζεται με το ζευγάρι των χρωμοσωμάτων του φύλου, δηλαδή εκείνα που καθορίζουν το φύλο του ατόμου.

Οι άνθρωποι έχουν Χ χρωμοσώματα και χρωμοσώματα Υ. Οι γυναίκες έχουν ΧΧ χρωμοσώματα, ενώ οι άνδρες έχουν ΧΥ.

Μερικά παραδείγματα κληρονομιάς που συνδέονται με το σεξ είναι:

-Χρώμα τύφλωση: είναι μια γενετική αλλοίωση που κάνει τα χρώματα δεν μπορούν να διακριθούν. Συνήθως δεν μπορείτε να διακρίνετε μεταξύ κόκκινου και πράσινου, αλλά αυτό θα εξαρτηθεί από το βαθμό της τύφλωσης του χρώματος που παρουσιάζει το άτομο.

Χρώμα τύφλωση μεταδίδεται από το υπολειπόμενο αλληλόμορφο Χ-συνδεδεμένο, και ως εκ τούτου αν ένας άνθρωπος κληρονομεί ένα χρωμόσωμα Χ παρουσιάσει αυτό το υπολειπόμενο αλληλόμορφο, αυτό είναι το χρώμα τυφλή.

Ενώ για τις γυναίκες να έχουν αυτή τη γενετική αλλοίωση, είναι απαραίτητο να έχουν τα δύο αλλαγμένα χρωμοσώματα Χ. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο αριθμός των γυναικών με τύφλωση είναι χαμηλότερος από αυτόν των ανδρών.

-Αιμορροφιλία: Είναι μια κληρονομική νόσος που τους αρέσει το χρώμα τύφλωση είναι φυλοσύνδετη Αιμορροφιλία είναι μια ασθένεια που προκαλεί το αίμα των ανθρώπων που δεν πήζει σωστά.

Ως εκ τούτου, εάν κοπεί ένα άτομο με αιμορροφιλία, η αιμορραγία θα διαρκέσει πολύ περισσότερο από ό, τι ένα άλλο πρόσωπο που δεν το έχουν. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν έχετε αρκετή πρωτεΐνη στο αίμα σας για τον έλεγχο της αιμορραγίας.

-Μυϊκή δυστροφία Duchenne: είναι ένα υπολειπόμενο κληρονομική νόσος που συνδέεται με το χρωμόσωμα Χ Είναι μια νευρομυϊκή ασθένεια που χαρακτηρίζεται από την παρουσία σημαντικών μυϊκή αδυναμία, η οποία αναπτύσσει ευρέως και progresiv

-Υπερτρίχωση: πρόκειται για μια κληρονομική ασθένεια που υπάρχει στο χρωμόσωμα Y, για την οποία διαβιβάζεται μόνο από έναν πατέρα σε ένα αρσενικό παιδί. Αυτός ο τύπος κληρονομιάς ονομάζεται ολόδεδρο.

Υπερτρίχωση είναι υπερβολική τριχοφυΐα, έτσι ώστε ο πάσχων έχει μέρη του σώματός σας που είναι πάρα πολύ τριχωτό. Για την ασθένεια αυτή ονομάζεται επίσης λυκάνθρωπος σύνδρομο επειδή πολλοί από εκείνους που υποφέρουν σχεδόν πλήρως καλυμμένο με τρίχες.

Αναφορές

  1. Brooker, R. (2012). Έννοιες της Γενετικής (1η έκδοση). Οι εταιρείες McGraw-Hill, Inc.
  2. Griffiths, Α., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Εισαγωγή στη Γενετική Ανάλυση (11η έκδοση). W.H. Freeman
  3. Hasan, Η. (2005). Mendel και οι νόμοι της γενετικής (1η έκδοση). Η Rosen Publishing Group, Inc.
  4. Lewis, R. (2015). Ανθρώπινη Γενετική: Έννοιες και Εφαρμογές (11η έκδοση). McGraw-Hill Εκπαίδευση.
  5. Snustad, D. & Simmons, Μ. (2011). Αρχές Γενετικής (6η έκδ.). John Wiley και Sons.
  6. Trefil, J. (2003). Η φύση της επιστήμης (1η έκδοση). Houghton Mifflin Harcourt.