3 Principi importanti di ereditarietà: formulati da Mendel

Tre importanti principi di ereditarietà formulati da Mendel sono: (a) Principio della dominanza (b) Principio di segregazione o purezza dei gameti e (c) Principio dell'assortimento indipendente:

(A) Principio (legge) della posizione dominante:

Dei due fattori allelomorfi contrastanti, solo uno si esprime in un individuo. Il fattore che si esprime è chiamato dominante mentre l'altro che non ha mostrato il suo effetto è definito come recessivo. Quando le piante omozigoti di pisello alto vengono incrociate con piante nane omozigoti (Fig. 5.7), le piante apparse nella prima generazione filiale sono alte, sebbene abbiano ricevuto un fattore dalla pianta nana. Tuttavia, questo carattere nascosto recessivo è riapparso, immutato nella seconda generazione filiale.

Questa scoperta di Mendel non approvò la teoria dell'ereditarietà e confermò la visione sull'eredità particellare dei personaggi. Il botanico danese Johanssen ha introdotto il termine gene per il fattore di Mendel nel 1909.

A seguito di conclusioni possono essere fatte per Legge di dominio:

(i) I caratteri sono controllati da unità discrete chiamate fattori.

(ii) I fattori si verificano in coppia.

(iii) In una coppia di fattori dissimili, un membro della coppia domina (dominante), l'altro non appare (recessivo).

Spiegazione per il concetto di dominanza:

Un gene è responsabile della comparsa di un tratto specifico. Negli organismi diploidi, un gene è rappresentato da una coppia di alleli. Quando questi due alleli non sono identici, uno degli alleli è diverso con le informazioni modificate. L'allele normale formerà un enzima normale. L'allele modificato o modificato può formare tre tipi di enzimi, ad es

(i) enzima normale.

(ii) enzima non funzionale.

(iii) Nessun enzima.

L'enzima è sempre richiesto per la formazione del substrato, dire "S".

Nel caso (i) l'allele modificato è quasi simile al normale allele e forma lo stesso enzima e produce lo stesso tratto fenotipico, cioè porta alla formazione del substrato 'S'. Ma nel caso (ii) e (iii), dove l'allele forma un enzima non funzionale o nessun enzima, il tratto fenotipico dipenderà dal funzionamento dell'allele non modificato. L'allele funzionante o non modificato formerà il tratto fenotipico normale originario (dovuto ad allele dominante) e l'allele modificato sarà noto come allele recessivo.

Importanza del diritto di posizione dominante:

Il fenomeno del dominio è di importanza pratica in quanto i personaggi recessivi e dannosi rimangono nascosti dai normali caratteri dominanti negli ibridi. Negli esseri umani una forma di idiozia, diabete e emofilia sono caratteri recessivi.

Tabella 5.7. Dominanza in sette coppie di tratti in piselli da giardino.

1. Forma del seme

2. Colore dei semi

3. Colore dei semi

4. Forma del pod

5. Colore del baccello

6. Posizione dei fiori

7. Lunghezza dello stelo

Seme rotondo dominante al seme rugoso.

Seme giallo dominante al seme verde.

Cappotto di seme colorato che domina il mantello bianco.

Baccello gonfiato dominante al baccello rugoso.

Baccello verde dominante al baccello giallo.

Fiori assiali che dominano i fiori terminali.

Stelo lungo dominante a gambo corto.

(B) Principio (legge) della segregazione (purezza dei gameti):

La legge della segregazione afferma che quando una coppia di fattori contrastanti o allelomorfi o geni sono riuniti in un ibrido (eterozigote), questi fattori non si fondono o si confondono ma semplicemente si associano e rimangono insieme e separati al momento della formazione dei gameti . Per comprendere l'idea della legge della segregazione, viene preso il cross monoibrido.

Ad esempio, un incrocio monoibrido tra piante di pisello che portano fiori assiali (AA) e una pianta di pisello che porta fiori terminali (aa). Se due varietà pure vengono incrociate insieme, nella prima generazione filiale (F 1 ), un eterozigote o ibrido viene prodotto con genotipo di Aa. Le piante appaiono con fiori assiali. Nella generazione F 2, le due varietà appaiono nel rapporto di 3: 1, cioè tre piante con fiori assiali e una pianta con fiori terminali (Fig. 5.9).

Nell'ibrido (F 1 ) due tipi di gameti maschili e femminili sono formati in uguale quantità. Alla separazione questi fattori sono casualmente uniti in coppie al momento della fecondazione e trasferiti alla prole. Nelle forme omozigoti pure, essendo entrambi i fattori simili, si forma un solo tipo di gameti. Ecco perché la legge della segregazione può anche essere definita come le coppie di alleli separate o segregate durante la formazione dei gameti e la condizione accoppiata viene ripristinata

Tabella 5.8. Differenze tra l'allele fattore / tratto dominante e recessivo.

Personaggi

Fattore dominante / tratto / allele

Fattore / tratto / allele recessivo

1. Definizione

2. Catena polipeptidica

Si esprime anche in presenza di alleli recessivi.

Allele dominanti formano una catena polipeptidica completa o un enzima per esprimere il suo effetto.

L'allele recessivo non riesce a esprimere il suo effetto in presenza di alleli dominanti.

L'allele recessivo forma una catena polipeptidica difettosa incompleta o un enzima come risultato, non riesce ad esprimere i suoi effetti.

dalla fusione casuale di gameti durante la fecondazione. Un incrocio monoibrido tra liscio e rugoso di forme seminate è simboleggiato in Fig. 5.9. Il diagramma visivo è chiamato Punnet square = (Checker board) che è stato usato per la prima volta dal genetista inglese RC Punnet.

Rapporto 1: 2: 1 mendeliano spiegato dalla probabilità:

I problemi più semplici in genetica sono esattamente come il problema di calcolare i risultati attesi di tirare due monete o tirare due dadi e contare pari e dispari. Non viene aggiunto nulla di nuovo, tranne che stiamo usando gameti invece di penny o dadi e otteniamo zigoti invece di combinazioni di penny o dadi.

Secondo l'ipotesi mendeliana, i gameti sono combinati dalle regole del caso con determinate probabilità fisse. L'esperienza comune ha dimostrato che maggiore è il numero di prove, più uniformi sono i risultati.

Se una mezza dozzina di monete viene lanciata, non è un caso particolarmente improbabile che le teste vengano scoperte, ma se si lanciano grossi numeri, è quasi certo che entrambe le teste e le code si troverebbero in proporzioni approssimativamente uguali. Lo stesso vale per le frequenze di classe mendeliane.

Quando è previsto un rapporto di 3-4 / 1/4 in un gruppo di una mezza dozzina di animali, quasi tutto potrebbe accadere e lo fa nella pratica. D'altra parte con un grande numero di discendenti, i numeri diventano sempre più accuratamente prevedibili. Una delle ragioni del successo di Mendel fu che usò un gran numero di piante sperimentali e quindi ottenne rapporti facilmente riconoscibili.

Parliamo del rapporto 1: 2: 1 mendeliano spiegato dalla teoria della probabilità. Qui l'ibrido F 1 è eterozigote, significa che entrambi i genitori sono eterozigoti cioè Aa. Iniziamo separando gli alleli nei gameti. Una prole di F 1 su autoimpollinazione ottiene A o un fattore dal gamete maschile. Allo stesso modo A o un fattore dal gamete femminile durante la fecondazione. Quindi la probabilità di avere A e a da entrambi i gameti maschili e femminili sono 1/2 ciascuno.

Le quattro possibili combinazioni di genotipi sono (Fig. 5.11) = AA, Aa, Aa e aa.

cioè A dal gamete maschile, A dal gamete femminile = AA

A dal gamete maschile, dal gamete femminile = Aa

a dal gamete maschile, A dal gamete femminile = aA

un gamete maschile, un gamete femminile = aa

Applicando la regola del prodotto di moltiplicazione delle probabilità individuali nella generazione F 2 sarebbe:

Dai calcoli di cui sopra, si può vedere che l'Aa ibrido si presenta in rapporto 1/4 e 1/4. La somma della probabilità separata è uguale a 1/4 + 1/4 = 1/2.

Quindi il rapporto F 2 è 1/4: 1/2: 1/4 che equivale a 1: 2: 1 (un dominante puro: due dominanti ibridi e uno puro recessivo).

Usando le regole della probabilità, Mendel è stato in grado di trarre le sue conclusioni.

Possiamo riassumerli come segue:

1. Per ogni particolare tratto ereditario, una pianta possiede due geni (alleli) che possono essere uguali o diversi.

2. Esistono elementi o fattori o geni definiti che determinano l'ereditarietà dei tratti.

Gameti di Aa genitore: 1/2 A + 1/2 a

Gameti di altri genitori Aa: 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. Determinazione dei genotipi attesi nella prole, quando i genitori sono eterozigoti per lo stesso tratto. Rispetto a quel tratto, ogni genitore produce solo due tipi di gameti. I simboli (A e a) per i gameti sono disposti su due lati di una "scacchiera" e la combinazione indicata è fatta per ogni quadrato nel tabellone. I risultati: 1/4 AA, 2/2 Aa e 1/4 aa.

3. Quando due alleli sono diversi, uno sarà espresso (dominante) e l'altro rimarrà nascosto (recessivo).

4. Gli alleli, immutati nella natura, sono separati in gameti e ogni gamete porta un solo allele di ogni coppia (la legge di Segregazione di Mendel), il gamete è quindi puro per tratto.

5. I due fattori di una coppia si verificano con uguale frequenza nei gameti maschili o femminili.

6. Alla fecondazione, vi è un'unificazione casuale di gameti maschili e femminili, che si traduce in un rapporto prevedibile di tratti alternativi tra la prole.

Prova croce:

La generazione F 1 può anche essere incrociata con uno dei due genitori da cui è derivata. Tale croce di F 1 individuale con uno dei due genitori è conosciuta come croce di fondo. In tali incroci di schiena quando F 1 è tornato incrociato con il genitore dominante, nessun individuo recessivo viene ricevuto nella progenie. Qui tutte le progenie di F 2 sviluppano un carattere dominante.

D'altra parte, quando gli ibridi F 1 sono incrociati con il genitore recessivo, gli individui con entrambi i fenotipi appaiono in proporzione uguale. Entrambi i tipi di croci costituiscono una croce posteriore, la seconda è chiamata croce di prova (Fig. 5.12 B).

La croce di prova è quindi definita come un incrocio tra l'ibrido F eterozigote e il genitore omozigote recessivo. Nel cross monocromatico del test, tuttavia il 50% è alto e l'altro 50% è nano, quando viene indagata l'ereditarietà del carattere dell'altezza nel pisello. Questo è il rapporto pari a 1: 1 (Fig. 5.12 B).

Genitori:

Nero

X

bianca

...... Fenotipo

BB

X

bb

Genotipo

gameti

B, B

X

b, b

F 1

Bb

Bb

... nero eterozigote

Indietro croce

Bb

X

BB

gameti

B, b

B, B

Indietro croce progenie:

BB, BB

Bb, Bb

Tutto nero

Fig. 5.13. Genetica di un incrocio tra una F, una progenie e un genitore dominante.

La croce di prova è quindi definita come un incrocio tra l'ibrido F 1 eterozigote e il genitore omozigote recessivo. Nel cross monocromatico del test, tuttavia il 50% è alto e l'altro 50% è nano, quando viene indagata l'ereditarietà del carattere dell'altezza nel pisello. Questo è il rapporto pari a 1: 1 (Fig. 5.12 B).

Tuttavia, un incrocio tra piante ibride alte F 1 e alte piselli omozigoti produce tutti progenie alte. Ma solo la metà di loro è alta omozigote. La metà rimanente è alta eterozigote (figura 5.12 A)

(C) Principio (Legge) dell'assortimento indipendente:

La legge afferma che i geni di diversi caratteri situati in coppie diverse di cromosomi sono indipendenti l'uno dall'altro nella loro segregazione durante la formazione dei gameti (meiosi). Il principio dell'assortimento indipendente può anche essere definito come "Se consideriamo l'ereditarietà di due o più geni alla volta, la loro distribuzione nei gameti e nella progenie delle generazioni successive è indipendente l'una dall'altra".

Questo afferma che i diversi fattori o coppie allelomorfe in gameti e zigoti si auto-ordinano e si separano indipendentemente l'uno dall'altro. Dopo aver considerato singolarmente la coppia di personaggi, Mendel iniziò i suoi esperimenti con due coppie di personaggi contemporaneamente e ottenne così il rapporto diibrido.

Mendel ha incrociato una varietà con semi tondi e gialli (cotiledoni) con uno con semi rugosi e verdi (cotiledoni). Seguendo la convenzione per la notazione, questi sarebbero RRYY per round e giallo e rryy per rugosa e verde.

Durante la gametogenesi la pianta RRYY produrrà gameti con alleli RY e rryy produrrà gameti con ry ralleles che, dopo la fecondazione, si trasformeranno in una pianta ibrida con alleli RrYy. Questa pianta produrrà semi gialli e rotondi perché R domina r e Y domina y alleli. Per F 2 generazione di quattro tipi di gameti vale a dire, vengono prodotti RY, Ry, rY, ry (Fig. 5.15).

Quindi quattro tipi di alleli sono assortiti in modo indipendente nei quattro tipi di gameti. Questi gameti sulla fertilizzazione producono sedici piante nella generazione F 2 dando il rapporto di 9: 3: 3: 1.

Per sopra croce Mendel ottenuto 556 semi F 2 dei seguenti tipi:

(un) 315 semi gialli rotondi

(B) 108 semi verdi rotondi

(C) 101 semi gialli rugosi

(D) 32 semi verdi rugosi.

In termini di proporzioni questi numeri sono molto vicini al rapporto 9: 3: 3: 1 che per 556 individui sarebbe idealmente 312.75: 104.25: 104.25: 34.75.

Tabella 5.9. Proporzioni relative di quattro combinazioni in una croce diibrida derivata da croci monoibridiche:

Attraversare

fenotipo

Probabilità in F 2

1. Croce mono-ibrida

(colore seme)

2. Croce monoibridica

(forma del seme)

3. Croce dihybrid

(seme di colore e

forma del seme)

semi gialli

semi verdi

semi rotondi

semi rugosi

semi gialli e rotondi

semi gialli e rugosi

semi verdi e rotondi

semi verdi e rugosi

3/4

1/4

3/4

1/4

3/4 X 3/4 = 9/16

3/4 X 1/4 = 3/16

1/4 X 3/4 = 3/16

1/4 X 1/4 = 1/16

Tabella 5.10. Segregazione per colore seme tra diverse classi di forma seme:

Popolazione analizzata

fenotipo

Proporzione

Rapporto

1. Tutta la F 2

2. Tra

Semi rotondi

3. Tra

semi rugosi

giallo

verde

giallo

verde

giallo

verde

12/16

4/16

9/12

3/12

3/4

1/4

3: 1

3: 1

3: 1

Probabilità dei genotipi e dei fenotipi F 2 di un incrocio diibrido Nel rapporto 9: 3: 3: 1, possiamo analizzarli separatamente per singolo carattere (Tabelle 5.9 e 5.10).

Tabella 5.11. Segregazione per forma di seme tra diverse classi di colore seme:

Popolazione analizzata

fenotipo

Proporzione

Rapporto

1. Tutta la F 2

2. Tra

semi gialli

3. Tra

semi verdi

il giro

rugoso

il giro

rugoso

il giro

rugoso

12/16

4/16

9/12

3/12

3/4

1/4

3: 1

3: 1

3: 1

Poiché la probabilità per il cross monoibrido è uguale a 1/4: 2/4: 1/4, i genotipi delle rune della generazione F 2 per i due geni sono i prodotti di tre genotipi per ciascun gene come mostrato di seguito.

Ad esempio in RrYy x RrYy, eseguiamo prima R cross e ignorando gli Y. Quindi facciamo la croce Y e ignoriamo le R.

Risultato della croce R che ignora le Y:

Gameti di genitore rr: 1/1 r

Gameti di genitore RR: 1/1 R

1/1 Rr

Risultato della croce di Y che ignora le R:

Gameti di yy parent: 1/1 y

Gameti del genitore YY: 1/1 Y

1/1 Yy

Per la croce R abbiamo Rr x Rr.

Questo dà i risultati come segue:

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

Per la croce Y abbiamo Yy x Yy.

Questo dà i risultati come segue:

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

Gene 1

Gene 2

Probabilità di genotipi e fenotipi

1/4 RR

X

1/4 YY

2/4 Yy

1/4 yy

= 1/16 RRYY

= 2/16 RRYY

= 1/16 RRyy

Rotondo giallo

Rotondo giallo

Verde rotondo

2/4 Rr

X

1/4 YY

2/4 Yy

1/4 yy

= 2/16 RrYY

= 4/16 RrYy

= 2/16 Rryy

Rotondo giallo

Rotondo giallo

Verde rotondo

1/4 rr

X

1/4 YY

2/4 Yy

1/4 yy

= 1/16 rrYY

= 2/16 rrYy

= 1/16 rryy

Giallo rugoso

Giallo rugoso

Verde rugoso

Gene 1

Gene 2

Probabilità di fenotipi

3/4 round

X

3/4 giallo

1/4 verde

= Giallo rotondo 9/16

= Verde rotondo 3/16

1/4 rugoso

X

3/4 giallo

1/4 verde

= 3/16 giallo rugoso

= 1/16 di verde rugoso

Fenotipi F 2 :

Le probabilità dei fenotipi F 2 di un di-ibrido F 1 autoed è un prodotto delle probabilità dei fenotipi mono1 ibridi F 1 separati, cioè 3/4: 1/4. Questi rapporti 9: 3: 3: 1 per le coppie di tratti sono indipendenti l'uno dall'altro e le combinazioni si presentano come previsto in base al caso.

Trihybrid Cross:

Mendel provò anche l'eredità di tre coppie di personaggi contrastanti, cioè croce trihybrid.

Ha incrociato piante di pisello con stelo alto, colore giallo seme e forma rotonda (TTYYRR) con piante con steli nani, colore verde e semi di forma seme rugoso (ttyyrr). F 1 generazione stava avendo il genotipo di TtYyRr con fenotipo di alto giro giallo.

Nella generazione F 2, il rapporto tri ibrido era come sotto:

1. Alto giro giallo: 27

2. Alto giallo rugoso: 9

3. Turno verde alto: 9

4. Round giallo nano: 9

5. Verde alto rugoso: 3

6. Giallo nano rugoso: 3

7. Turno nano verde: 3

8. Verde nano rugoso: 1

Quindi il rapporto fenotipico era 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. La croce trihybrid rappresenta fondamentalmente la combinazione di tre croci monoidibride.