3 Vigtige arvelighedsprincipper: formuleret af Mendel

Tre vigtige principper for arv formuleret af Mendel er: a) Principen om dominans (b) Segregationsprincippet eller renhed af gameter og (c) Princip for selvstændigt sortiment:

(A) Princip (lov) af dominans:

Ud af to kontrasterende allelomorfe faktorer udtrykker kun en sig selv i et individ. Faktoren, der udtrykker sig, kaldes dominerende, mens den anden, der ikke har vist sin virkning, betegnes som recessiv. Når homozygote (ægte opdrættede) høje ærter krydses med homozygote dværgplanter (figur 5.7), forekom planterne i første filialgenerering høje, selv om de har fået en faktor fra dværgplanten. Imidlertid kom denne recessive skjulte karakter, uændret i anden filialgenerering.

Denne opfattelse af Mendel afviste blandingens teori om arv og bekræftede synspunktet om karakteristiske arv af tegn. Den danske botaniker Johanssen introducerede udtrykket gen for Mendel's faktor i 1909.

Følgende konklusioner kan gøres for lov om dominans:

(i) Tegn styres af diskrete enheder kaldte faktorer.

(ii) Faktorer forekommer i par.

(iii) I et uensartet par faktorer dominerer et medlem af parret (dominerende), den anden mangler at forekomme (recessiv).

Forklaring til begrebet dominans:

Et gen er ansvarlig for udseendet af et bestemt træk. I diploide organismer repræsenteres et gen af ​​et par alleler. Når disse to alleler ikke er identiske, er en af ​​alleler forskellig med modificerede oplysninger. Normal allel vil danne normalt enzym. Ændret eller modificeret allel kan danne tre typer af enzymer, dvs.

(i) Normal enzym.

(ii) Ikke-funktionelt enzym.

(iii) Intet enzym overhovedet.

Enzym er altid påkrævet for dannelsen af ​​substrat, sige 'S'.

I tilfælde af (i) modificeret allel næsten svarer til normal allel og danner det samme enzym og producerer samme fænotypiske egenskab, dvs. fører til dannelsen af ​​substrat 'S'. Men i tilfælde (ii) og (iii), hvor allel danner ikke-funktionelt enzym eller intet enzym, vil fænotypegenskab være afhængig af funktionen af ​​uændret allel. Funktions- eller umodificeret allel vil danne det oprindelige normale fænotypiske træk (på grund af dominerende allel), og modificeret allel vil blive kendt som recessiv allel.

Betydningen af ​​dominansloven:

Fænomenet dominans er af praktisk betydning, da de skadelige recessive tegn forbliver skjult af normale dominerende karakterer i hybrider. Hos mennesker er en form for idioci, diabetes og hæmofili recessive tegn.

Tabel 5.7. Dominans i syv par træk i havenærter.

(B) Segregations princip (lov)

Segregationsloven fastslår, at når en par kontrastfaktorer eller allelomorfer eller gener bringes sammen i en hybrid (heterozygote), blandes eller blandes disse faktorer ikke sammen, men forbinder dem og forbliver sammen og adskiller på tidspunktet for gametdannelsen . For at forstå ideen om segregeringslov er der taget monohybrid kors.

For eksempel et monohybrid kryds mellem ærter med bærende aksiale blomster (AA) og en ærter med bærende terminale blomster (aa). Hvis to rene sorter krydses sammen, i første filialgenerering (F1) produceres en heterozygot eller hybrid med genotype af Aa. Planter vises med aksiale blomster. I F ₂ generation forekommer de to sorter i forholdet 3: 1 dvs. tre planter med aksiale blomster og en plante med terminale blomster (figur 5.9).

I hybrid (F1) dannes to typer af han- og hunkarner i samme mængde. Ved adskillelse er disse faktorer tilfældigt forenet i par på befrugtningstidspunktet og overført til afkom. I rene homozygote former, hvor begge faktorer er ens, dannes kun en type gameter. Derfor kan adskillelsesregler også defineres som allelpar, der adskilles eller adskilles under gamete-dannelsen, og den parrede tilstand genoprettes

Tabel 5.8. Forskelle mellem dominerende og recessiv faktor / træk allel.

ved tilfældig fusion af gameter under befrugtning. Et monohybrid kryds mellem glat og rynket af podede former er symboliseret i figur 5.9. Det visuelle diagram kaldes Punnet square = (Checker Board), som blev brugt for første gang af engelsk genetiker RC Punnet.

Mendelisk 1: 2: 1 forhold forklaret af sandsynlighed:

De enklere problemer i genetik er nøjagtigt som problemet med at beregne de forventede resultater ved at kaste to mønter eller rullende to terninger og tæller mærkeligt og jævnt. Intet nyt er tilføjet, medmindre vi bruger gameter i stedet for pennier eller terninger, og vi får zygoter i stedet for kombinationer af pennier eller terninger.

Ifølge den mendeliske hypotese kombineres gameterne med chanceneglerne med bestemte faste sandsynligheder. Fælles erfaring har vist, at jo større antal forsøg, jo mere ensartede er resultaterne.

Hvis et halvt dusin mønter er kastet, er det ikke en særlig usandsynlig begivenhed at få dem alle at komme op på hovedet, men hvis store antal blev kastet, er det næsten sikkert, at både hoveder og haler findes i omtrent lige store mængder. Det samme gælder for Mendelske klassefrekvenser.

Når et forhold på 3/4 til 1/4 forventes i en gruppe på et halvt dusin dyr, kan næsten alt ske, og det gør det i praksis. På den anden side med et stort antal afkom, bliver tallene mere og mere præcis forudsigelige. En grund til Mendels succes var, at han brugte stort antal forsøgsplanter og dermed fik let genkendelige forhold.

Lad os diskutere det Mendelske 1: 2: 1-forhold forklaret af sandsynlighedsteori. Her er hybrid F ₁ heterozygot, det betyder, at begge forældre er heterozygote dvs. Aa. Vi begynder med at adskille allellerne i gameter. Et afkom af F ₁ på selvbestøvning får A eller en faktor fra den mandlige gamete. Tilsvarende A eller en faktor fra den kvindelige gamete under befrugtning. Så sandsynligheden for at have A og a fra både mandlige og kvindelige gameter er 1/2 hver.

De fire mulige kombinationer af genotyper er (figur 5.11) = AA, Aa, Aa og aa.

dvs. A fra mandlig gamete, A fra kvindelig gamete = AA

A fra mandlig gamete, a fra kvindelig gamete = Aa

a fra mandlig gamete, A fra kvindelig gamete = aA

a fra mandlig gamete, a fra kvindelig gamete = aa

Ved anvendelse af regel for multiplikation vil produkt af individuelle sandsynligheder i F ₂ generation være:

Fra ovenstående beregninger kan det ses, at hybrid Aa forekommer i 1/4 og 1/4 forhold. Summen af ​​den separate sandsynlighed svarer til 1/4 + 1/4 = 1/2.

Så F ₂ ratio er 1/4: 1/2: 1/4, som svarer til 1: 2: 1 (en ren dominant: to hybrid dominant og en ren recessiv).

Ved hjælp af sandsynlighedsregler kunne Mendel drage sine konklusioner.

Vi kan opsummere dem som følger:

1. For en bestemt arvelig egenskab besidder en plante to gener (alleler), der kan være ens eller forskellige.

2. Der er bestemte elementer eller faktorer eller gener, der bestemmer arv af egenskaber.

Gametes af Aa forælder: 1/2 A + 1/2 a

Gameter af anden Aa forælder: 1/2 A + 1/2 a

1 / 4AA + 1/4 Aa

+1/4 Aa +1/4 aa

1/4 AA + 1/2 Aa + 1/4 aa

Fig. 5.11. Bestemmelse af forventede genotyper i afkom, når forældrene er heterozygote for samme træk. Med hensyn til dette træk producerer hver forælder kun to typer gameter. Symbolerne (A og a) for gameterne er placeret langs to sider af et "checkerboard" og den angivne kombination er lavet for hver firkant i brættet. Resultaterne: 1/4 AA, 2/2 Aa og 1/4 aa.

3. Når to alleler er forskellige, vil man udtrykke (dominant) og andre forblive skjult (recessiv).

4. Allelerne, uændret i naturen, er adskilt i gameter, og hver gamet bærer kun en allel af hvert par (Mendel's segregeringslov), så er gameten ren for egenskaben.

5. Parets to faktorer forekommer med lige hyppighed i mandlige eller kvindelige gameter.

6. Ved befrugtning er der tilfældig forening af mandlige og kvindelige gameter, hvilket resulterer i forudsigeligt forhold mellem alternative træk blandt afkomene.

Test Kors:

F ₁ generation kan også krydses med en af ​​de to forældre, hvorfra den er afledt. Et sådant kryds af F ₁ individ med en af ​​de to forældre er kendt som back-cross. I sådanne tilbagekrydsninger, når F ₁ er krydset tilbage med dominerende forælder, modtages ingen recessive individer i afkom. Her udvikler alle F ₂ afkom fremherskende karakter.

På den anden side, når F _1- hybrider er krydset tilbage med recessiv forælder, forekommer individer med begge fænotyper i lige stor grad. Begge typer af kryds udgør backkors, den anden kaldes testkors (figur 5.12 B).

Testkorset defineres således som et kryds mellem heterozygot F-hybrid og den recessive homozygote forælder. I monohybrid testkors er dog 50 procent høje og andre 50 procent er dværg, når arv af højdekarakter i ærter undersøges. Det er forholdet svarer til 1: 1 (figur 5.12 B).

Fig. 5.13. Genetik af en rygkors mellem en F, afkom og en dominerende forælder.

Testkorset defineres således som et kryds mellem heterozygotisk F1-hybrid og den recessive homozygotiske forælder. I monohybrid testkors er dog 50 procent høje og andre 50 procent er dværg, når arv af højdekarakter i ærter undersøges. Det er forholdet svarer til 1: 1 (figur 5.12 B).

Et kryds mellem F ₁ hybrid høj og homozygot høje ærter producerer dog alle høje afkom. Men kun halvdelen af ​​dem er homozygote høje. Resterende halvdel er heterozygot høj (figur 5.12 A)

(C) Princip (lov) af uafhængigt sortiment:

Loven fastslår, at generne af forskellige tegn placeret i forskellige par af kromosomer er uafhængige af hinanden i deres segregering under gametedannelse (meiosis). Princippet om uafhængigt sortiment kan også defineres som "Hvis vi betragter arv af to eller flere gener ad gangen, er deres fordeling i gameterne og i efterkommerne af efterfølgende generationer uafhængige af hinanden."

Dette siger, at de forskellige faktorer eller allelomorfe par i gameter og zygoter sorterer sig og adskiller sig uafhængigt af hinanden. Efter at have overvejet tegnparet enkelt, begyndte Mendel nu sine eksperimenter med to par tegn samtidigt og således opnåede dihybridforholdet.

Mendel krydsede en sort med runde og gule (cotyledons) frø med en, der har rynket og grønt (cotyledons) frø. Efter konventionen for notering ville disse være RRYY for runde og gule og rryy for rynket og grønt.

Under gametogenese producerer RRYY plante gamete med RY alleler, og rryy vil producere gamete med ry ralleles, som efter befrugtning vil resultere i en hybrid plante med RrYy alleler. Denne plante vil producere gule og runde frø, fordi R dominerer r og Y dominerer y alleler. For F ₂ generation fremstilles fire typer gameter, dvs. RY, Ry, Ry, Ry (Fig. 5.15).

Således er fire typer alleler assorteret uafhængigt i de fire typer gameter. Disse gameter på befrugtning producerer seksten planter i F ₂ generation, hvilket giver forholdet 9: 3: 3: 1.

For ovenfor krydsede Mendel fik 556 F ₂ frø af følgende typer:

(en) 315 runde gule frø

(B) 108 runde grønne frø

(C) 101 rynket gule frø

(D) 32 rynket grønne frø.

Med hensyn til proportioner er disse tal meget tæt på 9: 3: 3: 1-forholdet, hvilket for 556 personer helst ville være 312, 75: 104, 25: 104, 25: 34, 75.

Tabel 5.9. Relative proportioner af fire kombinationer i et dihybridkors som afledt af monohybridkryds:

Tabel 5.10. Segregation for frøfarve blandt forskellige klasser af frøform:

Sandsynligheden for F2-genotyper og fænotyper af et dihybridkors I forholdet 9: 3: 3: 1 kan vi analysere dem for enkeltstående karakter separat (Tabeller 5.9 og 5.10).

Tabel 5.11. Segregation for frøform mellem forskellige klasser af frøfarve:

Da sandsynligheden for monohybridkorset er lig med 1/4: 2/4: 1/4, er runens genotyper af F ₂ generation for de to gener produkterne af tre genotyper for hvert gen som vist nedenfor.

For eksempel i RrYy x RrYy udfører vi R cross først og ignorerer Y'erne. Så gør vi Y-krydset og ignorerer R'erne.

Resultat af R krydse ignorerer Y'erne:

Gametes af rr forældre: 1/1 r

Gameter af RR-forældre: 1/1 R

1/1 Rr

Resultat af Y kryds ignorerer R'erne:

Gametes af din forælder: 1/1 y

Gameter af YY forældre: 1/1 Y

1/1 Yy

For R kryds har vi Rr x Rr.

Dette giver resultaterne som følger:

1/4 RR + 2/4 Rr + 1/4 rr

For Y kryds har vi Yy x Yy.

Dette giver resultaterne som følger:

1 / 4YY + 2 / 4Yy + l / 4yy

F ₂ Fænotyper:

Sandsynlighederne for F2-fænotyper af en selvforsynet F1-di-hybrid er et produkt af sandsynlighederne for de separate selvstændige F1-monohybridfænotyper dvs. 3/4: 1/4. Disse 9: 3: 3: 1 forhold for parret af egenskaber er uafhængige af hinanden, og at kombinationer dukker op som forventet ved en tilfældighed.

Trihybrid Cross:

Mendel forsøgte også arv af tre par kontrasterende tegn, dvs trihybridkors.

Han krydsede ærter med høj stamme, gul frøfarve og rund frøform (TTYYRR) med planter med dværgstængler, grøn farve og rynket frøformet frø (ttyyrr). F ₁ generation havde genotypen af ​​TtYyRr med fænotype af høj gul rund.

I F ₂ generation var trihybridforholdet som under:

1. Høj gul rund: 27

2. Høj gul krøllet: 9

3. Lang grøn rund: 9

4. Dværg gul rund: 9

5. Lang grøn rynket: 3

6. Dværg gul rynket: 3

7. Dværg grøn rund: 3

8. Dværggrøn krøllet: 1

Fænotypisk forhold var således 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Trihybridkors repræsenterer i bund og grund kombinationen af ​​tre monohybridkryds.