Gener, egenskaper og Mendels lov om segregering
Print Collector / Hulton Archive / Getty Images
Hvordan overføres egenskaper fra foreldre til avkom? Svaret er ved genoverføring. Gener er plassert på kromosomer og består av DNA . Disse ergått fra foreldre til deres avkomgjennomreproduksjon.
Prinsippene som styrer arvelighet ble oppdaget av en munk ved navn Gregor Mendel på 1860-tallet. Et av disse prinsippene kalles nå Mendels lov om segregering , som sier at allelpar skiller eller segregerer under kjønnscelledannelse, og forenes tilfeldig ved befruktning.
Det er fire hovedkonsepter knyttet til dette prinsippet:
- Et gen kan eksistere i mer enn én form eller allel.
- Organismer arver to alleler for hver egenskap.
- Når kjønnsceller produseres av meiose, skilles allelpar og forlater hver celle med et enkelt allel for hver egenskap.
- Når de to allelene i et par er forskjellige, er den ene dominant og den andre er recessiv.
Mendels eksperimenter med erteplanter
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg
Mendel jobbet med erteplanter og valgte ut syv egenskaper for å studere som hver forekom i to forskjellige former. For eksempel, en egenskap han studerte var pod farge; noen erteplanter har grønne belger og andre har gule.
Siden erteplanter er i stand til selvbefruktning, var Mendel i stand til å produsere ekte avl planter. En ekte avlsplante med gulbelg, for eksempel, ville bare produsere gulbelg-avkom.
Mendel begynte deretter å eksperimentere for å finne ut hva som ville skje hvis han kryssbestøvede en ekte rugende gul belgplante med en ekte grønn belgplante. Han omtalte de to foreldreplantene som foreldregenerasjonen (P-generasjonen), og det resulterende avkommet ble kalt den første filial- eller F1-generasjonen.
Da Mendel utførte krysspollinering mellom en ekte avl gul belgplante og en ekte avl grønn belgplante, la han merke til at alle de resulterende avkommet, F1-generasjonen, var grønne.
F2-generasjonen
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg' id='mntl-sc-block-image_2-0-7' /> Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg
Mendel lot deretter alle de grønne F1-plantene selvbestøve. Han omtalte disse avkommet som F2-generasjonen.
Mendel la merke til en 3:1 forhold i podfarge. Om 3/4 av F2-plantene hadde grønne belger og ca 1/4 hadde gule belger. Fra disse eksperimentene formulerte Mendel det som nå er kjent som Mendels lov om segregering.
De fire begrepene i segregeringsloven
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg' id='mntl-sc-block-image_2-0-11' /> Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg
Som nevnt sier Mendels lov om segregering at allelpar skiller eller segregerer under kjønnscelledannelse, og forenes tilfeldig kl.befruktning. Mens vi kort nevnte de fire hovedkonseptene som er involvert i denne ideen, la oss utforske dem mer detaljert.
#1: Et gen kan ha flere former
EN genet kan eksistere i mer enn én form. For eksempel kan genet som bestemmer podfarge enten være (G) for grønn podfarge eller (g) for gul podfarge.
#2: Organismer arver to alleler for hver egenskap
For hver egenskap eller egenskap arver organismer to alternative former av det genet, en fra hver forelder. Disse alternative formene av et gen kalles alleler .
F1-plantene i Mendels eksperiment fikk hver en allel fra den grønne belgforeldreplanten og en allel fra den gule belgforeldreplanten. Ekte avl grønne pod planter har (GG) alleler for belgfarge, har ekte avl, gule belgplanter (gg) alleler, og de resulterende F1-plantene har (Gg) alleler.
Loven om segregeringskonsepter fortsetter
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg' id='mntl-sc-block-image_2-0-19' /> Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg
#3: Allelpar kan skilles til enkeltalleler
Når kjønnsceller (kjønnsceller) produseres, allelpar skiller eller segregerer og etterlater dem med et enkelt allel for hver egenskap. Dette betyr atkjønnscellerinneholder bare halvparten av komplementet av gener. Når kjønnsceller går sammen under befruktning, inneholder det resulterende avkommet to sett med alleler, ett sett med alleler fra hver forelder.
For eksempel hadde kjønnscellen til den grønne podplanten en singel (G) allel og kjønnscellen for den gule belgplanten hadde en enkelt (g) allel. Etter befruktning hadde de resulterende F1-plantene to alleler (Gg) .
#4: De forskjellige allelene i et par er enten dominerende eller recessive
Når de to allelene i et par er forskjellige, er den ene dominant og den andre er recessiv. Dette betyr at den ene egenskapen blir uttrykt eller vist, mens den andre er skjult. Dette er kjent som fullstendig dominans.
For eksempel F1-anleggene (Gg) var alle grønne fordi allelen for grønn podfarge (G) var dominant over allelet for gul podfarge (g) . Da F1-plantene fikk lov til å selvbestøve, 1/4 av F2-generasjonens plantebelger var gule. Denne egenskapen hadde blitt maskert fordi den er recessiv. Allelene for grønn belgfarge er (GG) og (Gg) . Allelene for gul podfarge er (gg) .
Genotype og fenotype
Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg' id='mntl-sc-block-image_2-0-27' /> (Figur A) Genetikk krysser mellom ekte avlsgrønne og gule ertebelger. Evelyn Bailey - HD-bilde basert på originalbilde av Steve Berg
Fra Mendels lov om segregering ser vi at allelene for en egenskap skilles når kjønnsceller dannes (gjennom en type celledeling kalt meiose ). Disse allelparene forenes deretter tilfeldig ved befruktning. Hvis et par alleler for en egenskap er like, kalles de homozygot . Hvis de er forskjellige, er de det heterozygot .
F1-generasjonsplantene (figur A) er alle heterozygote for belgfargeegenskapen. Deres genetiske sammensetning eller genotype er (Gg) . Deres fenotype (uttrykt fysisk trekk) er grønn podfarge.
F2-generasjons erteplanter viser to forskjellige fenotyper (grønn eller gul) og tre forskjellige genotyper (GG, Gg eller gg) . Genotypen bestemmer hvilken fenotype som kommer til uttrykk.
F2-plantene som har en genotype av enten (GG) eller (Gg) er grønne. F2-plantene som har en genotype på (gg) er gule. Det fenotypiske forholdet som Mendel observerte var 3:1 (3/4 grønne planter til 1/4 gule planter). Det genotypiske forholdet var imidlertid 1:2:1 . Genotypene for F2-plantene var 1/4 homozygote (GG) 2/4 heterozygot (Gg) og 1/4 homozygot (gg) .
Sammendrag
Viktige takeaways
- På 1860-tallet oppdaget en munk ved navn Gregor Mendel arveprinsipper beskrevet av Mendels lov om segregering.
- Mendel brukte erteplanter til sine eksperimenter da de har egenskaper som forekommer i to forskjellige former. Han studerte syv av disse egenskapene, som belgfarge, i sine eksperimenter.
- Vi vet nå at gener kan eksistere i mer enn én form eller allel, og at avkom arver to sett med alleler, ett sett fra hver forelder, for hver distinkte egenskap.
- I et allelpar, når hver allel er forskjellig, er den ene dominant mens den andre er recessiv.
Kilder
- Reece, Jane B. og Neil A. Campbell. Campbell biologi . Benjamin Cummings, 2011.