Закони Менделя: аллель - це основа спадкування

Той факт, що всі живі організми, починаючи від амеби і закінчуючи людським видом, мають клітинну будову, загальновідомий. Однак далеко не кожен замислюється над тим, як відбувається поява нових істот, за якими законами природи успадковуються ті чи інші ознаки. Так, може, прийшов час освіжити в пам`яті забуті зі шкільного курсу біології основи генетики, найважливішою для еволюції науки?

Значення генів

В основі живих клітин лежить генетичний матеріал - нуклеїнові кислоти, що складаються з повторюваних нуклеотидів, які, в свою чергу, представлені сумою азотистого підстави, фосфатної групи і пятиуглеродного цукру, рибози або дезоксирибози. Такі послідовності є унікальними, тому в світі і не знайдеться двох абсолютно однакових живих істот. Однак набір генів є далеко не випадковим, і дістається він від материнської клітини (у організмів з безстатевим типом розмноження) або обох батьківських (з статевим типом). У разі людини і багатьох тварин остаточна угруповання генетичного матеріалу відбувається в момент утворення зиготи внаслідок злиття жіночих і чоловічих статевих клітин. Надалі цей набір і програмує розвиток всіх тканин, органів, зовнішніх рис і частково навіть рівень майбутнього здоров`я.

Основні терміни

Мабуть, найважливішими поняття генетики як науки є спадковість і мінливість. Завдяки першому явищу всі живі організми продовжують свої види і підтримують світові популяції, а друга допомагає еволюціонувати шляхом додавання нових ознак і витіснення втратили значимість. Відкрив все це і заклав основи генетики Грегор Мендель, австрійський ботанік і біолог, який жив і трудився на благо науки в другій половині XIX століття. Закони своєї теорії спадковості він відкривав шляхом якісного аналізу і дослідів на рослинах. Зокрема, найбільш часто він використовував саме горох, оскільки в ньому було легко виділити аллель. Це поняття означає альтернативний ознака, тобто унікальну послідовність нуклеотидів, що дає один з двох варіантів прояву ознаки. Наприклад, червоні або білі квіти, довгий або короткий хвіст і так далі. Однак серед них варто розрізняти й інші важливі терміни.

Перший закон Менделя

Домінантний (чільний, переважаючий) і рецесивний аллель (придушений, слабкий) - дві ознаки, що впливають один на одного і проявляються за певними правилами, а точніше, по законам Менделя. Так, перший з них свідчить, що всі гібриди, отримані в першому поколінні, будуть нести тільки одна ознака, отриманий від батьківських організмів і переважний серед них. Наприклад, якщо домінантний аллель - це червоний окрас квітів, а рецесивний - білий, то при схрещуванні двох рослин з цими ознаками отримаємо гібриди тільки з червоними квітками.

Такий закон вірний, якщо батьківські рослини будуть чистими лініями, тобто гомозиготними. Проте варто вказати і на те, що в першому законі є невелика поправка - кодоминирование ознак, або неповне домінування. Дане правило говорить про те, що не всі ознаки мають строго переважний вплив на інші, а можуть проявлятися одночасно. Приміром, у батьківських особин з червоними і білими квітками з`являється покоління з рожевим забарвленням пелюсток. Це відбувається тому, що хоч домінуючий аллель - це червоний колір, але він не має повного впливу на рецесивний, білий. А тому й з`являється третій вид окраса внаслідок змішування ознак.

Другий закон Менделя

Справа в тому, що кожен ген позначається двома однаковими буквами латинського алфавіту, наприклад «Аа». При цьому заголовна означає домінантна ознака, а маленька - рецесивний. Таким чином, гомозиготні аллели позначаються «аа» або «АА», оскільки несуть один і той самий ознака, а гетерозиготні - «Аа», тобто вони несуть у собі зачатки обох батьківських ознак.

Власне, на цьому і був побудований наступний закон Менделя - про розщеплення ознак. Для цього досвіду він схрестив два рослини з гетерозиготними алелями, отримані в першому поколінні першого досвіду. Таким чином, він отримав прояв обох ознак. Наприклад, домінантний аллель - це пурпурні квітки, а рецесивний - білі, їх генотипи «АА» і «аа». При схрещуванні їх у першому досвіді він отримав рослини з генотипами «Аа» і «Аа», тобто гетерозиготні. І при отриманні вже другого покоління, тобто «Аа» + «Аа», отримуємо «АА», «Аа», «Аа» і «аа». Тобто, проявляються як пурпурні, так і білі квіти, причому, в співвідношенні 3: 1.

Третій закон

І останній закон Менделя - про незалежне успадкування двох домінуючих ознак. Розглянути його найлегше на прикладі схрещування між собою різних сортів гороху - з гладким жовтим і зморшкуватими зеленими насінням, де домінуючий аллель - це гладкість і жовтий колір.

В результаті ми отримаємо різні комбінації цих ознак, тобто аналогічні батьківським, а крім них - жовті зморшкуваті і зелені гладкі насіння. При цьому фактура горошин не буде залежати від їх кольору. Таким чином, ці дві ознаки будуть успадковуватися без надання впливу один на одного.