Nauki przyrodnicze
MENU
STRONA GŁÓWNA
Przyroda polska
Zdjęcia natury
Fizyka teoretyczna
Biologia teoretyczna
Biochemia
Biologia molekularna
Ornitologia
Rośliny Polski
Botanika
Zoologia
Internetowe ZOO
Związki czynne roślin
Pierwiastki
chemiczne
Chemia nieorg.
Chemia organiczna
Ciekawostki
biologiczne
Ciekawostki
fizyczne
Ciekawostki
chemiczne
Ciekawe książki
Ciekawe strony www
Słownik

INFO
INFO O AUTORZE
KONTAKT

Do działu: BIOLOGIA MOLEKULARNA →

Prawa Mendla

Prawa Mendla to prawa dziedziczenia cech organizmów żywych. Sformułował je w 1865 roku austriacki przyrodnik i zakonnik - Gregor Mendel.
Mimo, że obecnie są one w pełni doceniane i uważane za fundament genetyki, to w czasach Mendla pozostawały zupełnie niezauważone. Stały się znane dopiero w 1900 roku, kiedy to trzej inni naukowcy (de Vries, Correns, von Tschermak) potwierdzili ich treść własnymi badaniami.

Mendel przeprowadzał swoje eksperymenty, dotyczące dziedziczenia cech, na czystych liniach grochu jadalnego. Czysta linia oznacza, że osobniki brane do badań nie były mieszańcami różnych odmian grochu, ale od pokoleń pochodziły z krzyżowania w obrębie jednej linii. Efekt jest wtedy taki, że potomstwo osobników z tej samej czystej linii ma te same cechy co rodzice.

Aby zrozumieć ten artykuł trzeba wiedzieć, że wyższe organizmy żywe (w tym groch, a także człowiek) to najczęściej organizmy diploidalne, czyli mające w swoich komórkach po 2 kopie każdego genu (z wyjątkami mającymi związek z chromosomami płciowymi). Te "kopie" mogą się trochę różnić i zwane są allelami.
Poniżej przedstawimy prawa Mendla w uwspółcześnionej wersji, używając nowoczesnych pojęć. Trzeba pamiętać, że w XIX wieku było za wcześnie na znajomość genów i alleli. Sam Mendel nazywał je mgliście: "czynnikami dziedzicznymi".

I PRAWO MENDLA (prawo czystości gamet) - każda komórka płciowa (gameta) wytwarzana przez organizm, niesie tylko 1 allel każdego genu (czyli jest haploidalna).

Mendel wydedukował treść tego prawa z przesłanek doświadczalnych. Krzyżował on linie czyste grochu z kwiatami czerwonymi (AA) z liniami czystymi o kwiatach białych (aa). Te pierwsze niosły w swoich komórkach 2 allele A warunkujące obecność czerwonego barwnika (AA), a te drugie - dwa allele a warunkujące jego brak (aa).
Okazało się, że w pierwszym pokoleniu pojawiały się tylko rośliny o kwiatach czerwonych.
Zgodnie z pierwszym prawem Mendla, tłumaczymy to tak: rośliny z czerwonymi kwiatami wytwarzały tylko gamety z allelem A, a rośliny z kwiatami białymi - tylko gamety z allelem a.
Gdy ich gamety łączyły się, powstawały rośliny Aa o kwiatach czerwonych. Działo się tak dlatego, że dzięki allelowi A nadal potrafiły produkować barwnik. Mówimy, że allel A jest dominujący, a allel a - recesywny.

W drugim pokoleniu (krzyżując rośliny Aa ze sobą) Mendel otrzymał 3/4 roślin o kwiatach czerwonych i 1/4 roślin o kwiatach białych. Tłumaczył to sobie tak: rośliny pokolenia I produkowały gamety A i gamety a. Istnieją cztery losowe kombinacje łączenia się tych gamet: AA, Aa, aA i aa. Trzy z tych kombinacji dają kwiaty czerwone, a jedna - kwiaty białe.

Pierwsze prawo Mendla

II PRAWO MENDLA (prawo niezależnego dziedziczenia się cech) - allel jednego genu dostaje się do gamety niezależnie (w dowolnej kombinacji) z allelami innego genu.

Mendel wydedukował treść tego prawa krzyżując odmiany grochu o żółtych i gładkich nasionach (AABB) z odmianami o nasionach zielonych i pomarszczonych (aabb).

Wyróżnił dwie grupy czynników dziedziczenia:
A - żółtej barwy nasion (dominujący)
a - zielonej barwy nasion
oraz
B - warunkujący gładki kształt nasion (dominujący)
b - warunkujący pomarszczony kształt nasion

Nietrudno zgadnąć, że gamety (AB) jednej odmiany grochu z gametami (ab) odmiany drugiej dawały w pierwszym pokoleniu tylko osobniki AaBb, czyli o żółtych i gładkich nasionach (ze względu na dominację tych cech).
A co w drugim pokoleniu? Rośliny AaBb, przy założeniu losowej, niezależnej segregacji alleli do gamet, powinny były tworzyć 4 rodzaje komórek płciowych: AB, Ab, aB i ab.
Możliwą liczbę powstających kombinacji po zapłodnieniu przedstawia poniższa tabela:

Drugie prawo Mendla

Wynika z niej, że rośliny:
o żółtych i gładkich nasionach
o żółtych i pomarszczonych nasionach
o zielonych i gładkich nasionach
o zielonych i pomarszczonych nasionach
powinny wystąpić w II pokoleniu w stosunku liczbowym 9:3:3:1

Taki właśnie wynik otrzymał Mendel w swoich krzyżówkach. Był to dowód na to, że allele barwy nasion grochu i ich kształtu dziedziczą się niezależnie od siebie.

Osiągnięcia Mendla były wielkie jak na swój czas i w wielu przypadkach zachowują swoją aktualność. Od 1865 roku genetyka jednak bardzo rozwinęła się i dzisiaj wiemy, że nie zawsze allele dziedziczą się niezależnie. Jest tak tylko wtedy, gdy znajdują się na oddzielnych chromosomach (pakietach informacji genetycznej) lub na tym samym chromosomie, ale w znacznej odległości od siebie. W przeciwnym razie są one sprzężone, czyli "lubią" występować razem, bo leżą blisko siebie na nici DNA i jest mało prawdopodobne, że zostaną rozdzielone przez proces zwany crossing over.
Trzeba też zwrócić uwagę, że nie zawsze mamy do czynienia z dominacją jednego allelu nad drugim. Możliwa jest tzw. kodominacja. Wtedy to mieszaniec z różnymi allelami (np. Aa) ma cechy pośrednie lub ma obydwie.
Poza tym, trzeba pamiętać, że nie zawsze w genetyce jest tak, że jedna cecha warunkowana jest przez allele 1 genu. Z reguły cechy organizmów żywych są poligeniczne (warunkowane przez współpracę alleli wielu genów), co znacznie komplikuje obraz zjawisk.
Na koniec dodam jeszcze pewną uwagę: nie zawsze zestawienie 2 alleli recesywnych warunkuje dopiero wystąpienie cechy recesywnej (np. białego kwiatu). U człowieka, w przypadku płci męskiej, wystarczy jedna kopia allelu recesywnego, jeśli gen występuje na chromosomie płciowym X. Jest tak dlatego, że płeć męska ma tylko jeden chromosom X (drugi to Y).

MACIEJ PANCZYKOWSKI

 Autor wortalu: Maciej Panczykowski, Copyright © 2003-2018 by Maciej Panczykowski