Mendels Erbschaftsprinzip - erklärt!

Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über den Mendelismus oder die Mendelschen Erbschaftsprinzipien zu erfahren!

Mendelismus oder Mendelsche Prinzipien sind Vererbungsregeln, die Mendel zuerst entdeckt hat.

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Es gibt vier Vererbungsprinzipien oder Gesetze, die auf Monohybrid- und Poly-Hybrid-Kreuzungen basieren.

Eine Genvererbung:

Jeder Charakter wird von einem Gen kontrolliert, das mindestens zwei Allele besitzt (monogene Vererbung). Die Untersuchung der Vererbung eines einzelnen Allelpaares (Faktoren) eines Charakters zu einem Zeitpunkt (Monohybridkreuz) wird als Vererbung eines Gens bezeichnet. Auf der Grundlage seiner Beobachtungen zum monohybridischen Kreuz schlug Mendel eine Reihe von Verallgemeinerungen (Postulaten) vor, die zur Formulierung der folgenden drei Erbgesetze führten.

1. Prinzip gepaarter Faktoren:

Ein Charakter wird in einem Organismus (diploid) durch mindestens zwei Faktoren dargestellt. Die zwei Faktoren liegen auf den beiden homologen Chromosomen am selben Ort. Sie können die gleichen (homozygot, z. B. TT bei reinen Tallerbsenpflanzen, tt bei zwergartigen Erbsenpflanzen) oder alternative Ausdrücke (heterozygot, z. B. Tt bei Hybrid-Tallerbsenpflanzen) des gleichen Charakters darstellen.

Faktoren, die die alternative oder gleiche Form eines Zeichens darstellen, werden Allele oder Allelomorphe genannt.

2. Gesetz oder Dominanzprinzip:

In heterozygoten Individuen oder Hybriden wird ein Charakter durch zwei gegensätzliche Faktoren dargestellt, die Allele oder Allelomorphe genannt werden. Von den zwei kontrastierenden Allelen kann nur eines seine Wirkung im Individuum ausdrücken. Es wird dominanter Faktor oder dominantes Allel genannt. Das andere Allel, das im heterozygoten Individuum nicht wirkt, wird als rezessiver Faktor oder rezessives Allel bezeichnet. Mendel verwendete Buchstabensymbole, um Faktoren zu bezeichnen.

Das Buchstabensymbol bezieht sich auf den dominierenden Faktor. Es wird ein Groß- oder Großbuchstabe des Alphabets gegeben. Dem rezessiven Faktor wird ein entsprechender Klein- oder Kleinbuchstabe zugeordnet, z. B. T (groß) und t (Zwergwuchs).

Mendel experimentierte mit Pisuin sativum nur für sieben Zeichen. In jedem Fall stellte er fest, dass ein Ausdruck oder ein Merkmal des Zeichens (z. B. T oder Größe im Fall der Höhe) gegenüber dem anderen Ausdruck oder Merkmal des Charakters dominiert. Dies kann auch experimentell nachgewiesen werden.

Nehmen Sie zwei Erbsenpflanzen, eine rein oder homozygot hoch (Höhe 1, 2-2, 0 m) und die andere reine oder homozygoter Zwerg (Höhe 0, 25-0, 5 m; Abb. 5.4). Überquere die beiden und ziehe ihre Nachkommen, die erste Generation oder F-Generation genannt werden. Alle Pflanzen der Generation F sind hoch (Höhe 1, 2-2, 0 m), obwohl sie auch einen Faktor für Zwergigkeit erhalten haben.

Dass der Faktor für Zwerghaftigkeit in F ₁ -Pflanzen vorhanden ist, kann durch Selbstzucht getestet werden, wenn Individuen der F ₂ -Erzeugung im Verhältnis von 3: 1 sowohl groß als auch Zwerg sind. Daher sind in F ₁ -Pflanzen sowohl die Faktoren als auch die Größe Zwerghaftigkeit sind vorhanden. Der Faktor für Zwerghaftigkeit kann sich jedoch nicht ausdrücken, wenn ein Faktor für die Größe vorliegt. Daher ist der Faktor für die Größe größer als der Faktor für Zwerghaftigkeit. Der Faktor für Zwerghaftigkeit ist rezessiv.

Bedeutung:

(i) Es erklärt, warum Individuen der Generation F das Merkmal nur eines Elternteils ausdrücken. (ii) Das Dominanzgesetz kann das Auftreten eines 3: 1-Verhältnisses bei F2-Individuen erklären da es viele der defekten rezessiven Allele verbirgt.

3. Grundsatz oder Gesetz der Trennung:

Die zwei Faktoren eines Charakters, die in einem Individuum vorhanden sind, halten ihre Identität zum Zeitpunkt der Gametogenese oder Sporogenese deutlich voneinander getrennt, werden zufällig auf verschiedene Gameten verteilt und dann nach dem Wahrscheinlichkeitsprinzip erneut in verschiedenen Nachkommen gepaart.

Das Prinzip der Segregation (der erste Hauptsatz des Mendelismus) lässt sich aus einem reziproken monohybriden Kreuz ableiten, z. B. zwischen einer reinen Erbsenpflanze (Höhe 1, 2-2, 0 m) und einer Zwergerbsenpflanze (Höhe 0, 25-0, 5 m). Die Hybriden oder Pflanzen der ersten Generation (F ₁ ) sind alle groß, obwohl sie auch den Faktor für Zwergigkeit erhalten haben.

Dies liegt daran, dass der Faktor für die Größe dominiert, während die Faktoren für die Zwerghaftigkeit rezessiv sind. Wenn die Hybriden sich selbst züchten dürfen, scheinen die Pflanzen der zweiten Generation oder der Generation F ₂ im phänotypischen Verhältnis von 3: 1 sowohl groß als auch zwergartig zu sein (Abb. 5.5).

Weitere Selbstzüchtung dieser Pflanzen zeigt, dass die Zwergpflanzen True (tt) brüten, dh nur Zwergpflanzen produzieren. Bei großen Pflanzen gilt 1/3 für die Rasse, dh es werden nur große Pflanzen gezüchtet. Die restlichen 2/3 der F2-Hochpflanzen oder 50% der gesamten F2-Pflanzen verhalten sich wie Hybridpflanzen und produzieren sowohl Groß- als auch Zwergpflanzen im Verhältnis 3: 1.

Daher ist das phänotypische Verhältnis von F ₂ von 3: 1 genotypisch 1 reiner Tall: 2 Hybrid-Tall: 1-Zwerg. Das obige Kreuz zeigt das

(i) Obwohl F ₁ -Pflanzen nur ein alternatives oder dominantes Merkmal eines Charakters aufweisen, trägt es tatsächlich Faktoren oder Allele beider Charakterzüge des Charakters, da das zweite alternative oder rezessive Merkmal in der F _2- Generation auftritt. Daher sind F1-Pflanzen genetisch hybrid, im obigen Fall Tt.

(ii) F: Pflanzen sind ein Produkt der Fusion von männlichen und weiblichen Gameten. Da sie das Gen-Komplement von Tt tragen, müssen die fusionierenden Gameten jeweils nur einen Faktor einbringen (T von TT und t von tt parent).

(iii) Die Erzeugung von F ₂ wird durch Selbstzüchtung der Pflanzen von F ₁ erzeugt. Die F _2- Generation besteht aus drei Arten von Pflanzen - reines Hoch, Hybrid-Hoch und Zwerg. Dies ist nur möglich, wenn (a) die beiden im F ₁ vorhandenen Mendel-Faktoren Pflanzen während der Gametenbildung voneinander trennen, (b) Gameten einen einzigen Faktor oder Allel für einen Charakter, 50% eines Typs und 50% des zweiten Typs tragen (c) Die Faktoren werden aufgrund einer zufälligen oder zufälligen Fusion von Gameten während der Befruchtung zufällig in den Nachkommen verteilt.

Da nur einer der beiden Faktoren in einen Gameten übergeht, besitzen 50% der männlichen und weiblichen Gameten, die durch die Pflanze F ₁ gebildet werden, den Faktor für die Größe, während die verbleibenden 50% den Faktor für die Zwerghaftigkeit tragen. Ihre zufällige Fusion führt zu folgenden Ergebnissen:

Das Prinzip der Segregation ist das grundlegendste Prinzip der Vererbung, das ausnahmslos universell anwendbar ist. Einige Arbeiter wie Bateson bezeichnen das Prinzip der Segregation als das Prinzip der Reinheit von Gameten, da die Segregation der beiden Mendel-Faktoren eines Merkmals dazu führt, dass Gameten nur einen Faktor aus einem Paar erhalten. Folglich sind Gameten für einen Charakter immer rein. Es ist auch als Gesetz der Nichtmischung der Allele bekannt.

Vererbung zweier Gene:

Um seine Ergebnisse von Monohybridkreuzen zu überprüfen, kreuzte Mendel auch Erbsenpflanzen, die sich in zwei Charakteren unterschieden (Di-Hybridkreuz). Dies half ihm, die Vererbung von zwei Genen (dh zwei Allelpaaren) gleichzeitig zu verstehen. Es wurde festgestellt, dass die Vererbung eines Allelpaares (eines Zeichens) die Vererbung eines anderen Allelpaares (zweites Zeichen) nicht stört. Darauf basierend schlug Mendel eine zweite Reihe von Verallgemeinerungen (Postulat) vor, die jetzt als Gesetz des unabhängigen Sortiments bezeichnet wird.

4. Grundsatz oder Gesetz eines unabhängigen Sortiments:

Es wurde von Correns als zweites Gesetz des Mendelismus bezeichnet. Gemäß diesem Prinzip oder Gesetz werden die beiden Faktoren jedes Charakters zum Zeitpunkt der Gametenbildung unabhängig von den Faktoren anderer Charaktere sortiert oder getrennt und im Nachkommen zufällig neu angeordnet, wodurch sowohl elterliche als auch neue Merkmalskombinationen erzeugt werden.

Das Prinzip oder Gesetz des unabhängigen Sortiments kann mit Hilfe von Dihybridkreuz untersucht werden, z. B. zwischen reinen Zuchterbsenpflanzen mit gelbem rundem Samen (YYRR) und reinen Zuchterbsenpflanzen mit grünem runzligen Samen (Yyrr).

Die Pflanzen der ersten Generation von Filial- oder F1-Generationen haben alle gelbe und runde Samen (YyRr), da gelbe und runde Merkmale gegenüber grünen und faltigen Merkmalen dominieren. Bei der Selbstzucht zeigt die resultierende zweite Filial- oder F2-Generation vier Arten von Pflanzen (Abb. 5.6). Die von Mendel erhaltenen Daten lauten wie folgt:

Gelb und Runde = 315/556 = 9/16

Gelb und runzelig = 101/556 = 3/16

Grün und Runde = 108/556 = 3/16

Grün und runzelig = 32/556 = 1/16

Das phänotypische Verhältnis eines Dihybridkreuzes beträgt somit 9: 3: 3: 1. Das Auftreten von vier Pflanzentypen (zwei mehr als elterliche Arten) in der F ₂ -Entstehung des Dihybridkreuzes zeigt, dass die Faktoren der beiden Charaktere übereinstimmen unabhängig von den anderen, als ob das andere Paar von Faktoren nicht vorhanden wäre. Es kann auch nachgewiesen werden, indem die einzelnen Zeichen der Samenfarbe und der Samenbeschaffenheit getrennt untersucht werden.

Samenfarbe:

Gelb (9 + 3 = 12): Grün (3 + 1 = 4) oder 3:

Samen Textur:

Runde (9 + 3 = 12): Falten (3 + 1 = 4) oder 3:

Das Ergebnis jedes Zeichens ist dem Monohybridverhältnis ähnlich. Dass sich die Faktoren der beiden Zeichen unabhängig voneinander sortieren lassen, kann durch Multiplikation der verschiedenen Wahrscheinlichkeiten weiter nachgewiesen werden.

Einwand:

Das Prinzip oder das Gesetz des unabhängigen Sortiments gilt nur für solche Faktoren oder Gene, die entweder entfernt auf demselben Chromosom liegen oder auf verschiedenen Chromosomen vorkommen. Tatsächlich trägt ein Chromosom Hunderte von Genen.

Alle Gene oder Faktoren, die auf einem Chromosom vorhanden sind, werden zusammen vererbt, es sei denn, ein Überschreiten findet statt. Das Phänomen der Vererbung einer Reihe von Genen oder Faktoren aufgrund ihres gemeinsamen Auftretens auf denselben Chromosomen wird als Verbindung bezeichnet. Mendel selbst stellte fest, dass weiß blühende Erbsenpflanzen immer weiße Samen erzeugten, während rotblühende Pflanzen immer graue Samen hervorbrachten.

Post-Mendelianische Entdeckungen (Post-Mendelianische Ära - andere Erbschaftsmuster):

Gen-Interaktion ist der Einfluss von Allelen und Nicht-Allelen auf die normale phänotypische Expression von Genen. Es gibt zwei Arten: intragene (interallelische) und intergene (nicht allelische).

In der intragenischen Wechselwirkung interagieren die zwei Allele (die sich auf demselben Genlocus auf den zwei homologen Chromosomen befinden) eines Gens derart, dass sie eine phänotypische Expression erzeugen, die sich vom typischen dominant-rezessiven Phänotyp unterscheidet, z. B. unvollständige Dominanz, Co-Dominanz mehrere Allele.

Bei einer intergenen oder nicht-allelischen Interaktion interagieren zwei oder mehr unabhängige Gene, die auf gleichen oder verschiedenen Chromosomen vorhanden sind, mit einer unterschiedlichen Expression, z. B. Epistasis, Duplikatgenen, Komplementärgenen, Ergänzungsgenen, letalen Genen, inhibitorischen Genen usw.