Legile mendeliene de transmitere a caracterelor ereditare

Legile mendeliene de transmitere a caracterelor ereditare

Legile de bază ale eredităţii au fost descoperite de G. Mendel în 1865. Ele au fost expuse în lucrarea sa „Cercetări asupra hibridării plantelor". G. Mendel a efectuat experimentele având ca obiect de studiu 22 de soiuri de mazăre (Pisum sativum). Aceste soiuri se caracterizau printr-un şir de caractere distinctive după culoarea şi forma bobu I ui, culoarea florii, a păstăilor, a cotiledoanelor etc.
Pentru a stabili legităţile moştenirii caracterelor,
G. Mendel încrucişa formele pa rentale (liniile pure) şi analiza descendenţa. Aceasta este metoda hibridolo- gică, sau analiza genetică.
El a argumentat rezultatele obţinute prin calcule matematice minuţioase.
Rezultatele date au permis:
• cunoaşterea mecanismelor de transmitere a caracterelor ereditare:
• prognozarea rezultatelor încrucişărilor;
• obţinerea a noi rase de animale şi soiuri de plante.
încrucişarea monohibridă
G. Mendel a încrucişat două forme de mazăre ce se deosebeau după un caracter (de exemplu, forma bobului, culoarea bobului) şi a obţinut în prima generaţie (F,) o descendenţă uniformă. Această descendenţă poseda caracterul dominant (forma netedă a bobului, culoarea galbenă a bobului).
La autopolenizarea plantelor hibride (Aa) din prima generaţie, în generaţia a doua (F2) s-au obţinut plante cu caracterul dominant şi plante cu caracterul recesiv. De fiecare dată, raportul dintre aceste plante era de aproximativ 3:1 (vezi tabelul de la p. 30).
Pentru a explica aceste rezultate, G. Mendel a presupus existenţa în nucleul celular a unor factori ereditari sub formă de pereche. în procesul de formare a gameţilor (în cadrul meiozei) are loc separarea factorilor ereditari. Ca urmare, în fiecare gamet ajunge câte un factor ereditar, asigurând puritatea lor.
în baza rezultatelor încrucişării monohibride, G. Mendel a formulat următoarele legi:
Legea uniformităţii primei generaţii - la încrucişarea liniilor pure (indivizilor homozigoţi), ce se deosebesc după un caracter (sau mai multe), în prima generaţie descendenţa este uniformă după caracterul dominant.
Aa
Aa
y y
Aa
A
AA - 25 %
Aa - 25 %
Aa - 25 %
•
aa - 25 %
F
a
AA
•
1
■>■ A
X
y
a
F
Simboluri genetice
P
?
Cf
X
f(G),,2... A (+) a
AA (aa)
Aa
Genotip
Fenotip
forme parentale; genotip femel; genotip mascul; încrucişare; generaţia (1,2...); alela dominantă a genei; alela recesivă a genei; genotip homozigot (formează un tip de gameţi şi nu segregă în descendenţă);
genotip heterozigot (formează două sau mai multe tipuri de gameţi şi segregă în descendenţă); totalitatea de gene ale organismului; totalitatea de caractere ext erne ale organismului.
1. Bazele geneticii 29
Legea segregării - la încrucişarea hibrizilor primei generaţii, în generaţia a doua se obţine o segregare după fenotip în raport de 3:1.
Segregarea caracterelor în generaţia a doua (F2), conform experienţelor lui G. Mendel
Caracterul analizat
Tipul moştenirii
Nr. de descendenţi
Raportul
dominantă
recesivă
dominanţi
recesivi
dominanţi
recesivi
1. Forma boabelor
netedă
zbârcită
5474
1850
2,99
1,01
2. Culoarea boabelor
galbenă
# verde
6022
2001
3,00
1,00
3. Consistenţa păstăilor
tare
moale
882
299
2,99
1,01
4. Culoarea păstăilor
verde
galbenă
428
152
2,95
1,05
5. Culoarea florilor
purpurie
„
705
224
3,04
0,96
6. Aranjarea florilor
axială
r
terminală
651
207
3,03
0,97
7. înălţimea plantei
înaltă
pitică
787
277
2,96
1,04
Total
14 959
5010
2,99
1,01
încrucişarea dihibridă şi polihibridă
>- AB x ab
F1 AaBb 100 %
G. Mendel a încrucişat un soi de mazăre cu boabe galbene şi netede (caractere dominante) cu un soi cu boabe verzi şi zbârcite (caractere recesive). în prima generaţie a obţinut plante cu boabe de culoare galbenă şi forma netedă (legea uniformităţii primei generaţii).
La încrucişarea hibrizilor F1 în generaţia a doua, G. Mendel a obţinut patru clase fenotipice, şi anume:
boabe galbene, netede
- 315
boabe galbene, zbârcite
- 101
•
boabe verzi, netede
- 108
0
boabe verzi, zbârcite
- 32
total
- 556
Raportul dintre aceste clase era de 9 : 3 : 3 : 1.
30 1. Bazele geneticii
Apariţia de noi fenotipuri în generaţia a doua se explică prin faptul că hibrizii diheterozigoţi (AaBb) formează patru tipuri de gameţi (AB, Ab, aB şi ab). Aceşti gameţi pot fi masculini sau feminini şi formează 16 combinaţii. Analizele acestor combinaţii relevă o anumită legitate: fiecare pereche de caractere segregă în raport de 3:1 (12 combinaţii cu boabe galbene şi 4 cu boabe verzi; 12 combinaţii cu boabe netede şi 4 cu boabe zbârcite).
Astfel a fost dedusă legea segregării independente - la încrucişarea formelor parentale, ce se deosebesc după două sau mai multe caractere, segregarea după fenotip în generaţia a doua se produce independent după fiecare pereche de caractere în raport de (3:1)n, unde n reprezintă tipul încrucişării.
r
AB
X
Ab
aB
ab
AB
AABB
V
16
AABb
y
16
AaBB
y
16
AaBb
y
16
F2
Ab
AABb
V
16
AAbb
y
16
AaBb
y
16
Aabb
1/
16
aB
AaBB
y
16
AaBb
y
16
aaBB
y
16
aaBb
y
16
ab
AaBb
y
16
Aabb
y
16
aaBb
y
16
aabb
y
16
Not[: Legea segregării independente este valabilă dacă sunt satisfăcute anumite condiţii:
1. gameţii feminini şi cei mascul ini posedă aceeaşi viabilitate;
2. contopirea gameţilor feminini cu cei masculini este randomizată (la întâmplare);
3. genele ce determină caracterele respective sunt localizate în cromozomi diferiţi (nu sunt m^n^ite);
4. genele ce determină caracterele respective sunt localizate în autozomi (nu sunt cuplate cu sexul);
5. genele ce determină caracterele respective nu interac\ioneaz[ mtre ele.