G. Mendela izveidotie rakstzīmju mantojuma pamatelementi: apraksts un funkcijas

Cilvēki vienmēr ir ieinteresēti modeļosmantojuma raksturlielumi. Kāpēc bērni izskatās kā viņu vecāki? Vai pastāv pārnēsājamu slimību pārnešanas risks? Šie un daudzi citi jautājumi saglabājās noslēpuma nodalījumā līdz XIX gs. Tad Mendelam izdevās uzkrāt visas uzkrāto zināšanu par šo tēmu, kā arī izveidojot sarežģītus analītiskus eksperimentus, lai noteiktu konkrētus modeļus.

Mendela ieguldījums ģenētikas attīstībā

Galvenie mantojuma raksturlielumi -tie ir principi, saskaņā ar kuriem noteiktas pazīmes no mātes organismiem tiek nosūtīti pēcnācējiem. To atklāšana un skaidra formulēšana ir Gregora Mendela nopelns, kurš veica daudzus eksperimentus šajā jautājumā.

Galvenais zinātnieka sasniegums ir pierādījumsiedzimtu faktoru diskrētais raksturs. Citiem vārdiem sakot, katrs atribūts ir atbildīgs par specifisku gēnu. Pirmās kartes tika būvētas kukurūzas un augļu lidošanai. Pēdējais ir klasisks objekts ģenētisko eksperimentu veikšanai.

Mendela nopelnus nevar pārvērtēt, kā sakaun vietējie zinātnieki. Tātad, slavenā ģenētiķis Resovskii Timofeev ka Mendel bija pirmais, kurš veica būtiskas eksperimenti sniedza precīzu aprakstu par parādību, kas iepriekš pastāvēja līmenī hipotēzēm. Tādējādi to var uzskatīt par matemātiskās domāšanas pionieri bioloģijas un ģenētikas jomā.

Priekšnozari

Jāatzīmē, ka mantojuma likumiMendela zīmes netika izveidotas no jauna. Viņa pētījums pamatojās uz viņa priekšgājēju izpēti. Ir vērts pieminēt šādus zinātniekus:

• J. Goss eksperimentēja uz zirņiem, šķērsojot augus ar dažādu krāsu augļiem. Pateicoties šiem pētījumiem, tika atklāti pirmās paaudzes hibrīdu viendabības likumi, kā arī nepilnīga dominance. Mendel tikai konkretizēja un apstiprināja šo hipotēzi.
• Augustin Sarge ir augu audzētājs, kas izvēlētsķirbju kultūras. Viņš bija pirmais, kurš pētīja iedzimtas īpašības, nevis kopumā, bet atsevišķi. Viņš apgalvo, ka dažu īpašību pārnešanā tie nesajaucas savā starpā. Tādējādi iedzimtība ir nemainīga.
• Noden veica pētījumus par dažādiem veidiemaugs kā dopings. Analizējot rezultātus, viņš uzskatīja par nepieciešamu runāt par dominējošo pazīmju klātbūtni, kas vairumā gadījumu dominēs.

Tādējādi līdz deviņpadsmitajam gadsimtam tādstādas parādības kā dominance, pirmās paaudzes viendabīgums, kā arī nākamo hibrīdu raksturlielumu kombinatorika. Tomēr vispārējos likumus nebija. Mendela galvenās priekšrocības ir pieejamās informācijas analīze un ticamas pētījumu metodoloģijas izstrāde.

Mendela darba metodes

Mendela iezīmju mantojuma modeļi tika formulēti fundamentālo pētījumu rezultātā. Zinātniskā darbība tika veikta šādi:

• iedzimtas īpašības netika ņemtas vērā kopumā, bet atsevišķi;
• Analīzei ir tikai alternatīvaatribūti, kas raksturo būtisku atšķirību starp šķirnēm (tas ir, kas ļāva visaptverošāk izskaidrot mantojuma procesa likumus);
• pētījumi bija būtiski (Mendelpētīja lielu skaitu zirņu šķirņu, kas bija gan tīri, gan hibrīdi, un pēc tam šķērsoja "pēcnācēju"), kas ļāva runāt par rezultātu objektivitāti;
• precīzu kvantitatīvo metožu izmantošana iegūto datu analīzē (izmantojot zināšanas varbūtības teorijas jomā, Mendel samazināja nejaušo noviržu indeksu).

Hibrīdu vienveidības likums

Ņemot vērā mantojuma modeļuszīmēm ir vērts pievērst īpašu uzmanību pirmās paaudzes hibrīdu vienveidībai. To atklāja pieredze, kuras laikā vecāku formu šķērsošana tika veikta ar vienu kontrasta zīmi (forma, krāsa utt.).

Mendels nolēma turēteksperimentējiet ar divām zirņu šķirnēm - ar sarkanām un baltajām puķēm. Tā rezultātā pirmās paaudzes hibrīdi saņēma violets ziedkopus. Tādējādi bija iemesls runāt par dominējošo un recesīvo pazīmju klātbūtni.

Jāatzīmē, ka šī Mendela pieredze nebijavienīgais. Viņš izmēģinājumos izmantoja augus ar citiem ziedkopu toņiem, ar dažādu augļu formām, dažādu stumbra augstumu un citiem variantiem. Pieredze viņam ļāva pierādīt, ka visi pirmās kārtas hibrīdi ir vienveidīgi un tos raksturo dominējošs elements.

Nepilnīga dominance

Izpētot šādu jautājumu kāiezīmju mantojuma modeļi, eksperimenti tika veikti gan uz augiem, gan uz dzīviem organismiem. Tādējādi bija iespējams konstatēt, ka ne vienmēr zīmes atrodas pilnīgas dominēšanas un apspiešanas attiecībās. Piemēram, šķērsojot melnās un baltās cāļus, bija iespējams iegūt pelēkos pēcnācējus. Tas bija arī ar dažiem augiem, kad šķirnes ar violetu un baltu ziedu pie izejas sniedza rozā toņos. Tādējādi pirmo principu var labot, norādot, ka hibrīda pirmās paaudzes īpašības būs vienādas, un tās var būt starpprodukti.

Sadalīšanas iespējas

Turpinot pētīt mantojuma modeļuszīmes, Mendel uzskatīja, ka ir nepieciešams šķērsot divus pirmās paaudzes pēcteci (heterozigoti). Rezultātā tika saņemti pēcnācēji, no kuriem daži bija dominējošie, un otrs bija recesīvs. No tā var secināt, ka hibrīda pirmās paaudzes sekundārā zīme vispār nemazina, bet tikai tiek nomākta un var labi izpausties nākamajos pēcnācējos.

Neatkarīga mantošana

Daudzi jautājumi rada pareizībumantojuma raksturlielumi. Eksperimenti Mendels arī pieskārās indivīdiem, kuri vienlaicīgi atšķiras vairāku iemeslu dēļ. Katram indivīdam tika novēroti iepriekšējie modeļi. Bet, ņemot vērā raksturlielumu kopumu, nebija iespējams atklāt nekādus modeļus starp to kombinācijām. Tādējādi ir iemesls runāt par mantojuma neatkarību.

Gametes tīrības likums

Daži rakstzīmju mantojuma veidiMendela konstatējumi bija tikai hipotētiski. Tas ir jautājums par gametu tīrības likumu, kas ietver faktu, ka tajos ir tikai viena alēle no pāra, kas atrodas vecāku gēnā.

Mendela laikā nebija tehnisku līdzekļuapstiprināt šo hipotēzi. Tomēr zinātniekam izdevās formulēt vispārīgu paziņojumu. Tās būtība ir tāda, ka hibrīdu veidošanās procesā iedzimtas īpašības saglabājas nemainītā formā un tās nesajauc.

Būtiski nosacījumi

Ģenētika ir zinātne, kas izskata modeļusmantojuma raksturlielumi. Mendel devis ievērojamu ieguldījumu tā attīstībā, izstrādājot pamatnosacījumus šajā jautājumā. Tomēr, lai tos izpildītu, ir jāievēro šādi būtiski nosacījumi:

• oriģinālajām formām jābūt homozigotiskām;
• raksturlielumu alternatīva;
• tāda pati varbūtība, ka dažādās alēles veidojas hibrīdā;
• gametu vienāda dzīvotspēja;
• kad mēslošanas gametes tiek apvienotas pēc nejaušības principa;
• Zigotes ar dažādām gēnu kombinācijām ir vienlīdz dzīvotspējīgas;
• otrās paaudzes indivīdu skaitam jābūt pietiekamam, lai rezultātus varētu uzskatīt par likumīgiem;
• Parametru izpausme nedrīkst būt atkarīga no ārējo apstākļu ietekmes.

Ir vērts atzīmēt, ka lielākā daļa dzīvo organismu, ieskaitot cilvēkus, atbilst šiem raksturlielumiem.

Raksturo īpašību mantojums cilvēkiem

Neskatoties uz to, ka ģenētiskie principi sākotnēji tika pētīti, izmantojot piemērus, tie ir derīgi arī dzīvniekiem un cilvēkiem. Ir vērts atzīmēt šādus mantojuma veidus:

• Dominējošais autosomāls - dominants mantojumspazīmes, kas tiek lokalizētas autosomu veidā. Šajā gadījumā fenotips var būt ļoti izteikts vai gandrīz pamanāms. Ar šāda mantojuma veida iespējamību bērnam, kas saņem patoloģisko aleli no vecākiem, ir 50%.
• Autosomāli recesīvi - ar autosomām saistītu sekundāru pazīmju mantošana. Slimības izpaužas caur homozigotām, ar kurām tiek ietekmētas abas alejas.
• Dominējošais X-saistītais tips nozīmē determinējošo gēnu dominējošo elementu nodošanu. Tajā pašā laikā sievietēm ir divreiz biežāk sastopamas slimības kā vīrieši.
• Recessīvais X saistīts veids - mantojumsnotiek vājāk. Slimība vai tās individuālās pazīmes vienmēr parādās vīriešu dzimuma pēctečos, bet sievietēm - tikai homozigotikajā stāvoklī.

Pamatjēdzieni

Lai saprastu, kā darbojas Mendela īpašību un citu ģenētisko procesu mantojuma modeļi, ir vērts iepazīties ar pamata definīcijām un jēdzieniem. Tie ietver sekojošo:

• Dominējošā iezīme ir dominējošā īpašība, kas darbojas kā gēna noteicošais stāvoklis un kavē recesīvas attīstību.
• Recesīvs atribūts ir mantojums, bet tā nedarbojas kā noteicoša iezīme.
• Homosigota ir diploīdais indivīds vai šūna, kurā vienas un tās pašas šūnas hromosomas satur vienu un to pašu gēnu.
• Heterozigotne ir diploīdais indivīds vai šūna, kas sadalās un dažādās alēles atrodas vienā un tajā pašā gēnā.
• Alēle - tas ir viens no alternatīvas gēna, kas atrodas noteiktā vietā uz hromosomas un kas raksturīgs ar unikālu nukleotīdu sekvenci.
• Allele ir gēnu pāri, kas atrodas vienā un tajā pašā homologu hromosomu zonā un kontrolē noteiktu pazīmju veidošanos.
• Non-allelic gēni atrodas dažādās hromosomas un ir atbildīgi par izpausme dažādiem simptomiem.

Secinājums

Mendels formulēts un praksē pierādītsfunkciju mantojuma pamata modeļi. To apraksts ir sniegts uz augu piemēriem un nedaudz vienkāršots. Bet praksē tas ir taisnīgi visiem dzīviem organismiem.