3 Viktiga Principer om arv: formulerad av Mendel

Tre viktiga arvsprinciper formulerade av Mendel är: (a) Principen om dominans (b) Principen om segregering eller renhet av gameter och (c) Princip för oberoende sortiment:

(A) Principen (lag) av Dominans:

Av två kontrasterande allelomorfa faktorer uttrycker endast en sig i en individ. Faktorn som uttrycker sig kallas dominerande medan den andra som inte har visat sin effekt kallas recessiv. När homozygot (äkta avel) långa ärtplantor korsas med homozygotiska dvärgplantor (fig 5.7) såg växterna i den första filialgenerationen långa, även om de har fått en faktor från dvärgplantan. Emellertid återkom denna recessiva dolda karaktär, oförändrad vid andra filialgenerering.

Denna upptäckt av Mendel misstänkte blandningsteorin om arv och bekräftade syn på partikelformigt arv av karaktärer. Den danska botanisten Johanssen introducerade termen genen för Mendel's faktor 1909.

Följande slutsatser kan göras för dominanslagen:

(i) Tecken styrs av diskreta enheter som kallas faktorer.

(ii) Faktorer förekommer i par.

(iii) I ett olikt par faktorer dominerar en medlem av paret (dominant), den andra misslyckas att visas (recessiv).

Förklaring till begreppet dominans:

En gen är ansvarig för utseendet av ett specifikt drag. I diploida organismer representeras en gen av ett par alleler. När dessa två alleler inte är identiska är en av alleler annorlunda med modifierad information. Normal allel kommer att bilda normalt enzym. Ändrad eller modifierad allel kan bilda tre typer av enzymer, dvs

(i) Normalt enzym.

(ii) icke-funktionellt enzym

(iii) Inget enzym alls.

Enzym krävs alltid för bildandet av substratet "S".

Om (i) modifierad allel nästan liknar normal allel och bildar samma enzym och producerar samma fenotypiska egenskap, dvs leder till bildandet av substratet 'S'. Men i fall (ii) och (iii), där allel bildar icke-funktionellt enzym eller inget enzym, kommer fenotypisk egenskap att vara beroende av funktionen av icke-modifierad allel. Funktions- eller omodifierad allel kommer att bilda det ursprungliga normala fenotypiska drag (på grund av dominerande allel) och modifierad allel kommer att kallas recessiv allel.

Betydelsen av dominanslag:

Fenomenet dominans är av praktisk betydelse eftersom de skadliga recessiva tecknen förblir dolda av normala dominerande karaktärer i hybrider. I människa är en form av idiocy, diabetes och hemofili recessiva tecken.

Tabell 5.7. Dominans i sju par egenskaper i trädgårdsärtor.

(B) Segregations princip (lag) (renhet av gameter):

I segregationslagen anges att när ett par kontrastfaktorer eller allelomorfer eller gener sammanförs i en hybrid (heterozygot), blandar eller blandar dessa faktorer utan att helt enkelt associera sig och förbli ihop och separera vid tiden för gametbildning . För att förstå tanken på segregeringslagen tas monohybrid kors.

Till exempel ett monohybridkors mellan ärtplanta med axialblommor (AA) och en ärtplanta med terminala blommor (aa). Om två rena sorter korsas ihop, i första filialgenerationen (F ₁ ) produceras en heterozygot eller hybrid med genotypen av Aa. Växter förekommer med axiella blommor. I F ₂ generation uppträder de två sorterna i förhållandet 3: 1 dvs tre växter med axiella blommor och en växt med terminala blommor (figur 5.9).

I hybrid (Fl) bildas två typer av manliga och kvinnliga gameter i lika stor mängd. Vid separation separeras dessa faktorer slumpvis i par vid tidpunkten för befruktning och överförs till avkommans. I rena homozygota former, båda faktorerna är lika, bildas endast en typ av gameter. Därför kan segregeringsregler också definieras som allelpar separerade eller segregerade under gametebildning och det parade tillståndet återställs

Tabell 5.8. Skillnader mellan dominant och recessiv faktor / egenskap allel.

genom slumpmässig fusion av gameter under befruktning. Ett monohybridkors mellan släta och skrynkliga fröformade former symboliseras i figur 5.9. Det visuella diagrammet heter Punnet square = (Checker Board) som användes för första gången av engelska genetiker RC Punnet.

Mendeliska 1: 2: 1-förhållandet förklarat av sannolikhet:

De enklare problemen i genetiken är precis som problemet med att beräkna de förväntade resultaten att kasta två mynt eller rulla två tärningar och räkna ut udda och jämnt. Inget nytt läggs till förutom att vi använder gameter istället för pennies eller tärningar och vi får zygoter istället för kombinationer av pennies eller tärningar.

Enligt den mendeliska hypotesen kombineras gameterna med chansreglerna med vissa fasta sannolikheter. Gemensam erfarenhet har visat att ju större antal försök, desto mer enhetliga är resultaten.

Om ett halvt dussin mynt kastas är det inte en särskilt osannolik händelse att de alla kommer upp i huvudet, men om stora antal kastades, är det nästan säkert att både huvuden och svansarna finns i ungefär lika stora proportioner. Detsamma gäller för Mendelsklassfrekvenser.

När ett förhållande på 3/4 till 1/4 förväntas i en grupp av ett halvt dussin djur, kan nästan allt hända och det gör det i praktiken. Å andra sidan med ett stort antal avkommor blir siffrorna mer och mer förutsägbara. En anledning till Mendels framgång var att han använde ett stort antal experimentella växter och därigenom fick lätt igenkännbara förhållanden.

Låt oss diskutera det Mendeliska 1: 2: 1-förhållandet förklarat med sannolikhetsteori. Här är hybriden F ₁ heterozygot, det betyder att båda föräldrarna är heterozygot, dvs Aa. Vi börjar genom att skilja allelerna i gameter. En avkomma av F ₁ på självbestämning får A eller en faktor från den manliga gameten. På liknande sätt A eller en faktor från honköttet under befruktning. Så sannolikheten att ha A och a från både manliga och kvinnliga gameter är 1/2 vardera.

De fyra möjliga kombinationerna av genotyper är (fig 5.11) = AA, Aa, Aa och aa.

dvs A från manlig gamete, A från kvinnlig gamete = AA

A från manlig gamete, a från kvinnlig gamete = Aa

a från manlig gamete, A från kvinnlig gamete = aA

a från manlig gamete, a från kvinnlig gamete = aa

Genom att tillämpa multiplikationsregeln kommer produkten av individuella sannolikheter i F ₂ generationen att vara:

Från ovanstående beräkningar kan det ses att hybrid Aa uppträder i 1/4 och 1/4 förhållande. Summan av separat sannolikhet motsvarar 1/4 + 1/4 = 1/2.

Så är F _2- förhållandet 1/4: 1/2: 1/4 vilket motsvarar 1: 2: 1 (en ren dominant: två hybrid dominant och en ren recessiv).

Med hjälp av sannolikhetsregler kunde Mendel dra sina slutsatser.

Vi kan sammanfatta dem enligt följande:

1. För en särskild ärftlig egenskap har en växt två gener (alleler) som kan vara lika eller olika.

2. Det finns bestämda element eller faktorer eller gener som bestämmer egenskapernas arv.

Gametes av Aa förälder: 1/2 A + 1/2 a

Gameter av andra Aa-förälder: 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. Bestämning av förväntade genotyper hos avkommor, när föräldrarna är heterozygotiska för samma egenskaper. Med hänsyn till detta drag producerar varje förälder endast två typer av gameter. Symbolerna (A och a) för gameterna placeras längs två sidor av ett "kontrollbord" och den angivna kombinationen är gjord för varje ruta i brädet. Resultaten: 1/4 AA, 2/2 Aa och 1/4 aa.

3. När två alleler är olika kommer man att uttryckas (dominant) och andra kommer att förbli gömda (recessiva).

4. Allelerna, oförändrade i naturen, separeras i gameter och varje gamete bär bara en allel av varje par (Mendels segregeringslag), så är gameten ren för egenskapen.

5. Parets två faktorer förekommer med samma frekvens i manliga eller kvinnliga gameter.

6. Vid befruktning sker slumpmässigt förening av manliga och kvinnliga gameter, vilket resulterar i förutsägbart förhållande mellan alternativa egenskaper hos avkomman.

Testkors:

F _1- generationen kan också korsas med en av de två föräldrarna från vilken den härleds. Ett sådant kors av F ₁ individ med någon av de två föräldrarna är känt som bakre kors. I sådana tillbaka korsningar när F ₁ är korsad tillbaka med dominerande förälder, mottas inga recessiva individer i avkomman. Här utvecklar alla F ₂ avkommor dominerande karaktär.

Å andra sidan, när F _1- hybrider är korsade med recessiv förälder, uppträder individer med båda fenotyperna i lika stor andel. Båda typen av kors utgör bakre kors, den andra kallas testkorset (fig 5.12 B).

Testkorset definieras således som ett kors mellan heterozygot F-hybrid och den recessiva homozygotiska föräldern. I monohybrid testkors är dock 50 procent långa och andra 50 procent är dvärg, när arv av höjdkarakter i ärter undersöks. Det är förhållandet som motsvarar 1: 1 (bild 5.12 B).

Fig. 5.13. Genetik av ett bakre kors mellan en F, avkomma och en dominerande förälder.

Testkorset definieras sålunda som ett kors mellan heterozygot F1-hybrid och den recessiva homozygotiska föräldern. I monohybrid testkors är dock 50 procent långa och andra 50 procent är dvärg, när arv av höjdkarakter i ärter undersöks. Det är förhållandet som motsvarar 1: 1 (bild 5.12 B).

Ett kors mellan F ₁ hybrid långa och homozygota långväxtväxter producerar dock alla långa avkommor. Men bara hälften är homozygot långa. Återstående hälften är heterozygot lång (Fig 5.12 A)

(C) Princip (lag) av oberoende sortiment:

Lagen säger att generna av olika karaktärer som finns i olika par av kromosomer är oberoende av varandra i sin segregering under gametebildning (meios). Principen om oberoende sortiment kan också definieras som "Om vi ​​betraktar arv av två eller flera gener i taget, är deras fördelning i gameten och i efterkommande efterföljande generationer oberoende av varandra."

Detta säger att de olika faktorerna eller allelomorfa paren i gameter och zygoter sorterar sig och segregerar oberoende av varandra. Efter att ha övervägt karaktärsparet enstans, började Mendel nu sina experiment med två par karaktärer samtidigt och därmed erhöll dihybridförhållandet.

Mendel korsade en variation som har runda och gula (cotyledons) frön med en som har skrynkliga och gröna (cotyledons) frön. Efter konventionen för notering skulle dessa vara RRYY för rund och gul och rryy för rynkad och grön.

Under gametogenes producerar RRYY-växten gamete med RY-alleler och rryy kommer att producera gamete med ry ralleles som efter fertilisering kommer att resultera i en hybridväxt med RrYy-alleler. Denna växt kommer att producera gula och runda fröer eftersom R dominerar r och Y dominerar y alleler. För F ₂ generation produceras fyra typer av gameter, dvs RY, Ry, Ry, Ry (Fig 5.15).

Således sorteras fyra typer av alleler oberoende i de fyra typerna av gameter. Dessa gameter på befruktning producerar sexton växter i F ₂ generation vilket ger förhållandet 9: 3: 3: 1.

För ovan kryssade Mendel 556 F ₂ frön av följande typer:

(en) 315 runda gula frön

(B) 108 runda gröna frön

(C) 101 rynkade gula frön

(D) 32 rynkade gröna frön.

I förhållande till proportionen är dessa siffror mycket nära förhållandet 9: 3: 3: 1 vilket för 556 individer helst skulle vara 312, 75: 104, 25: 104, 25: 34, 75.

Tabell 5.9. Relativa proportioner av fyra kombinationer i ett dihybridkors som härrör från monohybridkorsningar:

Tabell 5.10. Segregation för fröfärg mellan olika klasser av fröform:

Sannolikheten för F2-genotyperna och fenotyperna för ett dihybridkors I förhållandet 9: 3: 3: 1 kan vi analysera dem för enstaka karaktär separat (Tabeller 5.9 och 5.10).

Tabell 5.11. Segregation för fröform bland olika klasser av fröfärg:

Eftersom sannolikheten för monohybridkorset är lika med 1/4: 2/4: 1/4 är runens genotyper för F _2- generationen för de två generna produkterna av tre genotyper för varje gen som visas nedan.

Till exempel i RrYy x RrYy utför vi R-cross först och ignorerar Y: erna. Då gör vi Y-korset och ignorerar R-s.

Resultatet av R överstiger Y: s

Gametes av rr förälder: 1/1 r

Gametes av RR-förälder: 1/1 R

1/1 Rr

Resultatet av Y cross ignorerar R: s:

Gametes av din förälder: 1/1 y

Gametes av YY förälder: 1/1 Y

1/1 Yy

För R kors har vi Rr x Rr.

Detta ger resultaten enligt följande:

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

För Y cross har vi Yy x Yy.

Detta ger resultaten enligt följande:

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

F ₂ fenotyper:

Sannolikheterna för F2-fenotyper av en självständig F1-di-hybrid är en produkt av sannolikheten för de separata, självständiga, F-monohybrida fenotyperna, dvs 3/4: 1/4. Dessa 9: 3: 3: 1-förhållanden för egenskaperna är oberoende av varandra, och kombinationerna dyker upp som förväntat enligt chanserna.

Trihybrid Cross:

Mendel försökte också arvet av tre par kontrasterande tecken dvs trihybridkors.

Han korsade ärtplantor med lång stam, gul fröfärg och rund fröform (TTYYRR) med växter med dvärgstammar, grönfärg och rynkad fröformad frö (ttyyrr). F _1- generationen hade genotypen av TtYyRr med fenotyp av långgul runda.

I F ₂ generation var trihybrid-förhållandet som under:

1. Hög gul rund: 27

2. Höggul skrynklig: 9

3. Hög grön runda: 9

4. Dvärg gul rund: 9

5. Hög grön skrynklig: 3

6. Dvärg gul skrynklig: 3

7. Dvärggrön runda: 3

8. Dwarf grön skrynklig: 1

Följaktligen var fenotypiskt förhållande 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Trihybridkors representerar i grunden kombinationen av tre monohybridkors.