Genetika Mendelja

Source: http://anthro.palomar.edu/mendel/mendel_1.htm

photo of 3 domesticated horses pulling a plow

Hibridizovala pripitomljeni konji

Hiljadama godina poljoprivrednika i stočara su selektivno uzgoj svoje biljke i životinje za proizvodnju više korisnih hibrida da čuje prethodnom pojam izgovara. To je donekle procesa hit ili promašaj od stvarne mehanizme kojima se uređuje nasljedstva bili nepoznati. Poznavanje ovih genetskih mehanizama konačno je došao kao rezultat uzgoja eksperimenata oprezni laboratorija obavlja preko prošlog stoljeća i pol.

photo of Gregor Mendel

Gregor Mendel 1822-1884

Do 1890, izum bolje mikroskopa dozvoljeno biolozi otkriti osnovne činjenice deobe ćelija i seksualnu reprodukciju. Fokus genetike čuje prethodne pojam izriče istraživanja zatim prebačen na razumijevanju šta se stvarno događa u prenošenju nasljednih osobina sa roditelja na djecu. Jedan broj hipoteza je predloženo da se objasni nasleđa, ali Gregor Mendel kliknete na ovu ikonu da čuju ime izgovara, malo poznatog Central European monah, bio je jedini koji je to više ili manje u pravu. Njegove ideje su objavljeni 1866. godine, ali u velikoj mjeri je neprepoznata do 1900. godine, koji je dugo nakon njegove smrti. Njegov rani život odraslih je proveo u relativnom opskurnosti radi istraživanja osnovne genetike i nastavi srednjih škola matematike, fizike, i grčki u Brnu (sada u Češkoj). U svojim kasnijim godinama, postao je iguman svog manastira i ostavi po strani naučni rad.

 

photo of 3 pea pods and peas

Zajednički jestive grašak

Dok Mendel je istraživanja bio je s biljkama, osnovne principe nasleđa kliknite na ovu ikonu da čuje prethodni pojam izriče da je otkrio odnose se i na ljude i druge životinje, jer mehanizmi nasleđa su u osnovi isti za sve složene oblike života.

Kroz selektivno ukrštanjem zajedničke graška biljaka (Pisum sativum) tokom mnogih generacija, Mendel otkrio da su neke osobine pokazuju u potomstvo bez miješanje karakteristika roditelja. Na primjer, graška cvijeće su ili ljubičaste ili bijele – srednji boje ne pojavljuju u potomstvo cross-oprašuju graška biljke. Mendel primetio sedam osobine koje se lako prepoznaju i po svemu sudeći javljaju samo u jednom od dva oblika:

1. cvijet boja je ljubičasta ili bijele boje          5. sjeme je žuta ili zelena
2. položaj cvijet je AXIL ili terminal               6. pod oblik napumpana ili sužen
3. dužina stručak je duga ili kratka                 7. pod boja je žuta ili zelena
4. sjeme oblik je okrugli ili naborana

Ovo zapažanje da ove osobine ne pokazuju se u potomstvo biljaka sa srednjim oblicima je od presudnog značaja, jer je vodeća teorija u biologiji u to vrijeme je bio da nasledne osobine spoj iz generacije u generaciju. Većina vodećih naučnika u 19. stoljeću prihvatila taj “miješanje teoriju.” Charles Darwin je predložio još jednako nije u redu teorija poznata kao “pangenesis” kliknite na ovu ikonu da čuju ime izgovara. Ovo je smatrao da nasledne “čestice” u našim tijelima su pogođene stvari koje radimo tokom naših života. Mislio je ove modifikovane čestice da migriraju preko krvi u reproduktivne stanice i potom se može naslijedila od naredne generacije. To je u suštini varijacija Lamarck je pogrešnog ideju “nasljeđivanja stečenih karakteristika.”

Mendel izabrali zajednički vrt graška postrojenja za fokus svog istraživanja jer se mogu lako uzgaja u velikom broju i njihova reprodukcija može manipulisati. Pea biljke imaju i muške i ženske reproduktivne organe. Kao rezultat toga, oni mogu ili samo-oprašuju sebe ili cross-oprašuju sa druge biljke. U svojim eksperimentima, Mendel je bio u mogućnosti da se selektivno cross-oprašivanje rasnih da čuje prethodne pojam izriče biljke sa posebnim osobinama i poštuju ishod tokom mnogih generacija. To je bila osnova za svoje zaključke o prirodi genetskog nasljeđivanja.

drawing of a flower cross-section showing both male and female sexual structures

Reproduktivnog strukture cvijeće

U unakrsnom oprašivanje biljaka koje ili proizvode isključivo žute ili zelene boje graška sjemena, Mendel je utvrdio da je prvi izdanak generacije (F1) uvijek ima žute sjemena. Međutim, sljedeće generacije (F2) stalno ima 3: 1 odnos žute do zelene.

diagram showing the result of cross-pollination in the first 2 offspring generations--in generation f1 all are yellow peas but in generation f2 the ratio of yellow to green peas is 3 to 1

Ova 3: 1 odnos javlja u kasnijim generacijama kao dobro. Mendel shvatio da je to u osnovi pravilnost je ključ za razumijevanje osnovnih mehanizama nasljeđivanja.

diagram showing the result of cross-pollination in the 3rd offspring generation--the offspring of the 2nd generation green peas are all green, the offspring of one third of the 2nd generation yellow peas are all yellow, the offspring of the other 2nd generation yellow peas are green or yellow in a 3 to 1 ratio

On je došao do tri važna zaključke iz ovih eksperimentalnih rezultata:

1. da baština svakog osobina određuje “jedinice” ili “faktora” koji se prenose na potomke nepromijenjen (ove jedinice su sada nazivaju genima)
2. da pojedinac nasljeđuje jedan takav uređaj od svakog roditelja za svaku osobinu
3. da je karakterna možda neće prikazati u pojedinca, ali se i dalje mogu prenijeti na sljedeću generaciju.

Važno je shvatiti da, u ovom eksperimentu, početni matične biljke su homozigot izreći boja semena graška. To jest, oni su imali dva identična oblika (ili alela ) gena za ovu osobinu – 2 žute ili 2 zelje. Postrojenja u F1 generaciji bili sve heterozigot . Drugim riječima, svaki od njih je naslijedila dva različita alela – jedan od svake biljke roditelja. To postaje jasnije kada pogledamo stvarne genetske šminke, ili genotipa, od graška biljke umjesto samo fenotip , ili vidljivih fizičkih karakteristika.

diagram of genotypes of pea plants in 3 generations after cross-pollination

Imajte na umu da svaki od proizvodnih postrojenja f1 (prikazano gore) naslijedio Y alel od jednog roditelja i G alela od ostalih. Kada F1 biljke uzgajati, svaki ima jednaku šansu da prolaze na bilo Y ili G alela za svaki potomstvo.

Sa svih sedam graška biljka osobine koje Mendel pregledao, jedan oblik pojavio dominantan nad drugim, što će reći da maskirani prisustvo drugih alela. Na primjer, kada je genotip za kolor seme graška je YG (heterozigot), fenotip je žuta. Međutim, dominantna žuta alel ne mijenja recesivno zelena na bilo koji način. Oba aleli mogu se prenijeti na sljedeću generaciju nepromijenjen.

zapažanja Mendel iz ovih eksperimenata može se sažeti u dva principa:

1. princip segregacije
2. princip nezavisnog asortimana
Prema principu segregacije, za neku posebnu osobinu, par alela svakog roditelja odvojene i samo jedan alel prolazi od svakog roditelja na potomstvo. Koji alel u paru roditelja alela je naslijedila je stvar slučajnosti. Sada znamo da je to segregacija alela nastaje u procesu formiranja pola ćelije (i.e., mejoze).

illustration of the segregation of alleles in the production of sex cells

Segregacija alela u proizvodnju polnih ćelija

Prema principu nezavisnih asortimana, različitih parova alela prenose na potomstvo nezavisno jedan od drugog. Rezultat je da su moguće nove kombinacije gena prisutnih u ni roditelja. Na primjer, nasljeđivanja graška biljke sposobnosti da proizvede ljubičasto cvijeće umjesto bijele one ne znači da je više vjerojatno da će naslijediti sposobnost da proizvede žute graška sjemena za razliku od zelenih. Isto tako, princip nezavisnog asortimana objašnjava zašto ljudski baštine određene boje očiju ne povećati ili smanjiti vjerojatnost da imaju 6 prstiju na svakoj ruci. Danas znamo da je zbog činjenice da geni za samostalno razne osobine se nalaze na različitim kromosoma.

Ova dva principa nasljeđivanja, uz razumijevanje jedinice nasljeđivanja i dominacije, bili su počeci naše moderne nauke genetike. Međutim, Mendel nije shvatio da postoje izuzeci od ovih pravila. Neke od tih izuzetaka će se istražiti u trećem dijelu ovog tutorial i na Sintetička teorija evolucije tutorial.

Fokusirajući se na Mendel kao otac genetike, moderne biologije često zaboravlja da je njegov eksperimentalni rezultati također opovrgnuo Lamarck je teorija nasljeđivanja stečenih karakteristika opisanih u ranim teorije evolution tutorial. Mendel rijetko dobiva zasluge za to, jer njegov rad ostao u suštini nije poznato do dugo nakon Lamarck ideje su široko odbačena kao neverovatno.


NAPOMENA: Neki biolozi pogledajte Mendel je “načela” kao “zakone”.

NAPOMENA: Jedan od razloga zbog kojih Mendel obavlja svoje eksperimente uzgoj sa graška biljke je da je mogao da posmatra obrasce nasljeđivanja u do dvije generacije godišnje. Genetičari danas obično izvršavaju svoje eksperimente uzgoj s vrstama koje reproduciraju mnogo brže tako da je količina vremena i potrebno novca je značajno smanjen. Voćnih mušica i bakterija se obično koriste za tu svrhu sada. Voćnih mušica razmnožavaju u oko 2 tjedna od rođenja, dok bakterije, kao što su E. coli naći u našem digestivnog, razmnožavaju u samo 3-5 sata.


Copyright © 1997-2013 by Dennis O’Neil. All rights reserved.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *