Независимый ассортимент – это основной принцип генетики, разработанный монахом по имени Грегор Мендель в 1860-х годах. Мендель сформулировал этот принцип после открытия другого принципа, известного как закон сегрегации Менделя, оба из которых управляют наследственностью.
Закон независимого набора гласит, что аллели признака разделяются, когда образуются гаметы. Затем эти пары аллелей случайным образом объединяются при оплодотворении. Мендель пришел к такому выводу, выполнив моногибридные скрещивания. Эти эксперименты по перекрестному опылению проводились с растениями гороха, которые различались по одному признаку, например по цвету стручка.
Мендель начал задаваться вопросом, что бы произошло, если бы он изучал растения, отличающиеся друг от друга по цвету. две черты. Будут ли обе черты передаваться потомству вместе или одна черта передается независимо от другой? Именно на основе этих вопросов и экспериментов Менделя он разработал закон независимого ассортимента.
Закон разделения Менделя
В основе закона независимого ассортимента лежит закон сегрегация. Именно во время более ранних экспериментов Мендель сформулировал этот генетический принцип.
Закон сегрегации основан на четырех основных концепциях:
- Гены существуют в большем количестве чем одна форма или аллель.
- Организмы наследуют два аллеля (по одному от каждого родителя) во время полового размножения.
- Эти аллели разделяются во время мейоза, оставляя каждой гамете по одному аллелю. для одного признака.
- Гетерозиготные аллели демонстрируют полное доминирование, поскольку один аллель является доминантным, а другой – рецессивным.
Эксперимент Менделя с независимым ассортиментом
Мендель выполнил дигибридные скрещивания растений, которые были истинными по двум признакам. Например, растение с круглыми семенами и желтым цветом семян было перекрестно опылено с растением с морщинистыми семенами и зеленым цветом семян.
В этом скрещивании признаки круглой формы семян (RR) и желтый цвет семян (YY) являются доминирующими. Морщинистая форма семян (rr) и зеленый цвет семян (yy) рецессивны.
Получившееся потомство (или поколение F1 ) были гетерозиготными по круглой форме семян и желтым семенам (RrYy) . Это означает, что доминирующие признаки круглой формы семян и желтого цвета полностью маскировали рецессивные признаки в поколении F1.
Открытие закона независимого ассортимента
Поколение F2: Изучив результаты дигибридного скрещивания, Мендель позволил всем растениям F1 самоопыляться. Он назвал это потомство поколением F2 .
Мендель заметил соотношение 9: 3: 3: 1 в фенотипы. Около 9/16 растений F2 имели круглые желтые семена; 3/16 – круглые зеленые семена; 3/16 – морщинистые желтые семена; и 1/16 имели морщинистые зеленые семена.
Закон Менделя о независимом ассортименте: Мендель провел аналогичные эксперименты, сосредоточившись на нескольких других характеристиках, таких как цвет стручка и форма семян ; цвет стручка и цвет семян; положение цветка и длина стебля. Он заметил одинаковые соотношения в каждом случае.
На основе этих экспериментов Мендель сформулировал то, что теперь известно как закон независимого ассортимента Менделя. Этот закон гласит, что пары аллелей разделяются независимо во время образования гамет. Следовательно, признаки передаются потомству независимо друг от друга.
Как наследуются черты
Как гены и аллели определяют черты
Гены – это сегменты ДНК, которые определяют различные черты. Каждый ген расположен на хромосоме и может существовать более чем в одной форме. Эти различные формы называются аллелями, которые расположены в определенных местах на определенных хромосомах.
Аллели передаются от родителей к потомству при половом размножении. Они разделяются во время мейоза (процесса производства половых клеток) и случайным образом объединяются во время оплодотворения.
Диплоидные организмы наследуют два аллеля на каждый признак, по одному от каждого родителя. Унаследованные комбинации аллелей определяют генотип (состав генов) и фенотип (выраженные признаки) организма.
Генотип и фенотип
В эксперименте Менделя с формой и цветом семян генотип растений F1 был RrYy . Генотип определяет, какие признаки выражены в фенотипе.
Фенотипы (наблюдаемые физические признаки) у растений F1 были доминирующими признаками округлой формы семян и желтого цвета семян. Самоопыление у растений F1 приводило к другому фенотипическому соотношению у растений F2.
Растения гороха поколения F2 выражали либо округлую, либо морщинистую форму семян с желтым или зеленым цветом семян. Фенотипическое соотношение у растений F2 было 9: 3: 3: 1 . В результате дигибридного скрещивания у растений F2 было девять различных генотипов.
Конкретная комбинация аллелей, составляющих генотип, определяет, какой фенотип наблюдается. Например, растения с генотипом (rryy) выражали фенотип морщинистых зеленых семян.
Неменделирующее наследование
Некоторые паттерны наследования не демонстрируют обычных паттернов менделевской сегрегации. При неполном доминировании один аллель не полностью доминирует над другим. Это приводит к третьему фенотипу, который представляет собой смесь фенотипов, наблюдаемых в родительских аллелях. Например, красный львиный зев, перекрестно опыляемый с белым львиным зевом, дает потомство розового львиного зева..
При совместном доминировании оба аллеля выражены полностью. Это приводит к третьему фенотипу, который демонстрирует отличительные характеристики обоих аллелей. Например, когда красные тюльпаны скрещивают с белыми тюльпанами, у полученного потомства могут быть цветы как красного, так и белого цвета.
Хотя большинство генов содержат две формы аллелей, некоторые имеют несколько аллелей для признака. Типичным примером этого у людей является группа крови ABO. Группы крови ABO существуют в виде трех аллелей, которые представлены как (IA, IB, IO) .
Кроме того, некоторые черты являются полигенными, что означает, что они контролируются более чем одним геном. Эти гены могут иметь два или более аллеля для определенного признака. Полигенные признаки имеют множество возможных фенотипов, и примеры включают такие признаки, как цвет кожи и глаз.