Kao rezultat istraživanja naučnika K. Corrensa, G. de Vriesa, E. Čermaka 1900. godine, "ponovno su otkriveni" zakoni genetike, koje je 1865. godine formulirao osnivač nauke o naslijeđu - Gregor Mendel. U svojim eksperimentima prirodnjak je primjenjivao hibridološku metodu, zahvaljujući kojoj su formulirani principi nasljeđivanja osobina i nekih svojstava organizama. U ovom članku ćemo razmotriti glavne obrasce prijenosa nasljeđa koje je proučavao genetičar.
G. Mendel i njegovo istraživanje
Upotreba hibridološke metode omogućila je naučniku da uspostavi niz obrazaca, kasnije nazvanih Mendelovi zakoni. Na primjer, formulirao je pravilo uniformnosti hibrida prve generacije (Prvi Mendelov zakon). On je ukazao na činjenicumanifestacije u F1 hibridima samo jedne osobine kontrolisane dominantnim genom. Dakle, pri ukrštanju biljaka sjemenskog graška, čije su se sorte razlikovale po boji sjemena (žuta i zelena), svi hibridi prve generacije imali su samo žutu boju sjemena. Štaviše, sve ove osobe su takođe imale isti genotip (bili su heterozigoti).
Split Law
Nastavljajući križanje između individua uzetih iz hibrida prve generacije, Mendel je primio podjelu znakova u F2. Drugim riječima, biljke sa recesivnim alelom ispitivanog svojstva (zelena boja sjemena) fenotipski su identificirane u količini od jedne trećine svih hibrida. Tako su utvrđeni zakoni nezavisnog nasljeđivanja osobina omogućili Mendelu da prati mehanizam prijenosa kako dominantnih tako i recesivnih gena u nekoliko generacija hibrida.
Di- i polihibridna ukrštanja
U narednim eksperimentima, Mendel je zakomplikovao uslove za njihovu implementaciju. Sada su uzete biljke za ukrštanje, koje se razlikuju po dva i po velikom broju parova alternativnih svojstava. Naučnik je pratio principe nasljeđivanja dominantnih i recesivnih gena i dobio rezultate cijepanja koji se mogu predstaviti općom formulom (3:1) , gdje je n broj parova alternativnih osobina koje razlikuju roditeljske pojedince. Dakle, za dihibridno ukrštanje, podjela po fenotipu kod hibrida druge generacije će izgledati ovako: (3:1)2=9:6:1 ili 9:3:3: 1. Odnosno, hibridi drugoggeneracije, mogu se uočiti četiri tipa fenotipova: biljke sa žuto glatkim (9/16 dijela), sa žuto naboranim (3/16), sa zelenim glatkim (3/16) i sa zelenim naboranim sjemenkama (1/16 dijela). Tako su zakoni nezavisnog nasljeđivanja osobina dobili svoju matematičku potvrdu, a polihibridno ukrštanje počelo se smatrati kao nekoliko monohibridnih - "superiponiranih" jedno na drugo.
Vrste nasljeđa
U genetici postoji nekoliko vrsta prijenosa osobina i svojstava sa roditelja na djecu. Glavni kriterij ovdje je oblik kontrole osobine, koji se provodi ili jednim genom - monogeno nasljeđe, ili više - poligenskim nasljeđivanjem. Ranije smo razmatrali zakone nezavisnog nasljeđivanja osobina za mono- i dihibridna ukrštanja, odnosno prvi, drugi i treći Mendelov zakon. Sada ćemo takav oblik smatrati povezanim nasljeđivanjem. Njegova teorijska osnova je teorija Thomasa Morgana, nazvana hromozom. Naučnik je dokazao da pored osobina koje se nezavisno prenose na potomstvo, postoje i tipovi nasljeđivanja kao što su autozomna i spolno vezana veza.
U ovim slučajevima, nekoliko osobina u jednoj individui se nasljeđuju zajedno, jer ih kontroliraju geni lokalizirani na istom hromozomu i smješteni u njemu jedan pored drugog - jedan za drugim. Oni formiraju grupe veza, čiji je broj jednak haploidnom setu hromozoma. Na primjer, kod ljudi, kariotip je 46 hromozoma, što odgovara 23 grupe veza. Utvrđeno je da štašto je manja udaljenost između gena u hromozomu, to se rjeđe dešava proces križanja između njih, što dovodi do fenomena nasljedne varijabilnosti.
Kako se geni locirani na X hromozomu nasljeđuju
Nastavimo proučavati obrasce nasljeđivanja, podložni Morganovoj teoriji hromozoma. Genetske studije su otkrile da i kod ljudi i kod životinja (ribe, ptice, sisari) postoji grupa osobina na čiji mehanizam nasljeđivanja utiče spol pojedinca. Na primjer, boju dlake kod mačaka, vid boja i zgrušavanje krvi kod ljudi kontroliraju geni koji se nalaze na spolnom X hromozomu. Dakle, defekti odgovarajućih gena kod ljudi se fenotipski manifestiraju u obliku nasljednih bolesti koje se nazivaju bolesti gena. To uključuje hemofiliju i sljepoću za boje. Otkrića G. Mendela i T. Morgana omogućila su primjenu zakona genetike u tako važnim područjima ljudskog društva kao što su medicina, poljoprivreda, uzgoj životinja, biljaka i mikroorganizama.
Odnos između gena i svojstava koja oni definiraju
Zahvaljujući modernim genetičkim istraživanjima, ustanovljeno je da su zakoni nezavisnog nasljeđivanja osobina podložni daljnjoj ekspanziji, budući da omjer “1 gen - 1 osobina” koji je u njihovoj osnovi nije univerzalan. U nauci su postali poznati slučajevi višestrukog djelovanja gena, kao i interakcije njihovih nealelnih oblika. Ove vrste uključuju epistazu, komplementarnost, polimeriju. Tako je utvrđeno da je količina pigmenta kožemelatonin, koji je odgovoran za njegovu boju, kontroliše čitava grupa nasljednih sklonosti. Što su dominantniji geni odgovorni za sintezu pigmenta u ljudskom genotipu, to je tamnija koža. Ovaj primjer ilustruje interakciju kao što je polimer. Kod biljaka, ovaj oblik nasljeđivanja je svojstven vrstama iz porodice žitarica, kod kojih je boja zrna kontrolirana grupom polimernih gena.
Dakle, genotip svakog organizma je predstavljen integralnim sistemom. Nastala je kao rezultat istorijskog razvoja biološke vrste - filogeneze. Stanje većine osobina i svojstava pojedinca rezultat je interakcije gena, kako alelnih tako i nealelnih, a oni sami mogu uticati na razvoj više osobina organizma odjednom.
