Mendel, Gregor - boemski prirodnjak (Heinzendorf, Šleska, 1822. -Brno, Moravska, 1884.). Postavši fratar augustinac, stupio je 1843. u samostan u Brnu; nakon toga završio je znanstveni studij na Sveučilištu u Beču. Od 1854. predavao je fiziku i prirodne znanosti u Brnu. Između 1857. i 1868. posvetio se dugim praktičnim pokusima o hibridizaciji graška u samostanskom vrtu. Nakon pažljivog i strpljivog promatranja rezultata, doveden je do toga da s jasnoćom i matematičkom točnošću iznese važne zakone koji se zovu Mendelovi zakoni. Podjednako vrijedni za biljni svijet kao i za životinjski, ti su zakoni predstavljali polazište za stvaranje nove grane bioloških znanosti: genetike. Devet godina, analizirajući rezultate stotina i stotina umjetnih oprašivanja, uzgoja i ispitivanja oko 12.000 biljaka, Mendel je strpljivo bilježio sva svoja zapažanja čiji su rezultati prezentirani u kratkim memoarima Prirodoslovnom društvu Brno 1865. godine. vrijeme, publikacija nije bila cijenjena u svoj svojoj važnosti i nije pobudila "interes koji je zaslužio. Zanemareni od strane znanstvenika više od trideset" godina, zakone su 1900. istodobno i neovisno otkrila tri botaničara: H. de Vries u Nizozemskoj , C. Currens u Njemačkoj, E. von Tschermak u Austriji; ali u međuvremenu je proučavanje biologije postiglo veliki napredak, vremena su se promijenila i otkriće je odmah imalo veliki utjecaj.
Prvi zakon, ili zakon dominacije, također se pravilnije naziva zakonom ujednačenosti hibrida. Mendel je uzeo dvije biljke graška (koje je nazvao praotacima) obje čiste pasmine, jedna sa žutim sjemenkama, druga zelena, i koristio je pelud jedne za gnojidbu druge. Iz ovog križanja izvedena je prva generacija graška hibridnih biljaka, koja više nije čisto uzgojena; sve su biljke proizvodile grašak žutog sjemena, niti jedna nije pokazala karakter zelenog sjemena. Drugim riječima, žuti font dominirao je zelenim; odnosno žuta je bila dominantna, zelena, maskirana, recesivna. Postoji i poseban slučaj, kada postoji nepotpuna dominacija, a prva generacija pokazuje posredni karakter između očinskog i majčinskog; ali čak će i u tom slučaju hibridi biti međusobno jednaki. Mendel je dao briljantno i genijalno objašnjenje fenomena; pretpostavio je da se zajedno s gametama prenose i čimbenici odgovorni za razvoj likova; mislio je da su u svakom organizmu ili datom karakteru regulirana dva čimbenika, jedan prenosi majka, a drugi otac, te da su ta dva čimbenika ista kod čistokrvnih jedinki, različita u hibrida i da je konačno samo jedan čimbenik sadržan u gamete. Mendel je označio dva faktora antagonističkih znakova slovima abecede, velikim slovima za dominantnu, malim za recesivna; a budući da svaki roditelj ima nekoliko faktora, naveo je npr.s AA graškom koji dominira žutim znakom, a aa s recesivnim zelenim znakom. Hibrid, koji prima A od jednog roditelja i a od drugog, bit će Aa.
Ovdje se može istaknuti da iz izgleda jedinke nije uvijek moguće znati pripada li čistoj pasmini ili je hibrid; umjesto toga potrebno je ispitati njezino ponašanje u križanju i križanju. Zapravo, čistokrvni žuti grašak i hibridni očito su identični; međutim, poznato je da je njihov genetski sastav različit, jedan je AA, a drugi Aa. Dok prelazite između čistokrvnog žutog graška (AA) uvijek ćete imati samo žutozrnati grašak, ukrštajući žuti ili polužuti, ali hibridni grašak (Aa) također ćete vidjeti biljke sa zelenim sjemenkama koje se pojavljuju u njihovim potomcima . Žuti grašak Aa, iako identičan, različit je genotipski, odnosno u svom genetskom sastavu. Ostali važni Mendelovi zakoni su: zakon segregacije ili disjunkcije likova i zakon neovisnosti likova.
U Mendelovo vrijeme fenomeni mitoze i mejoze još nisu bili jasni, ali danas znamo da u mejozi gamete primaju samo jedan kromosom od svakog para i da se isključivo oplodnjom ti kromosomi nasumično vraćaju u paru.
Ako mislimo (radi privremenog pojednostavljenja) da je određeni faktor lokaliziran na jednom paru kromosoma, vidimo da su u eukariotskom (diploidnom) organizmu čimbenici prisutni u parovima, a samo u gametama (haploidnim) postoji jedan faktor. gdje su prisutni u parovima mogu biti isti ili različiti.
Kad su se dva jednaka faktora (bilo dominantni ili recesivni, GG ili gg) spojili u zigotu, za rezultirajuću jedinku se kaže da je homozigotna za taj karakter, dok je heterozigotna ona kod koje su se spojila dva različita faktora (Gg).
Alternativni čimbenici koji određuju karakter jedinke nazivaju se aleli, au našem slučaju G i g su dominantni alel i recesivni alel za boju boje graška.
Aleli za određeni lik mogu biti čak i više od dva. Stoga ćemo govoriti o dijalelnim i poliallelnim karakterima, odnosno o genetskom dimorfizmu i polimorfizmu.
Prema dogovoru, generacije pokusnog križa označene su simbolima P, F1 i F2, što znači:
P = roditeljska generacija;
F1 = prva sinovska generacija;
F2 = sinovi druge generacije.
U mendelskom križu, žuta X zelena daje sve žute boje; bilo koje dvije potonje, ukrštene jedna s drugom, daju po jednu zelenu za svaka tri žute boje. Sve žute i zelene generacije P homozigotne su (utvrđeno dugim odabirom). uvijek daju jednake gamete, pa su im potomci jednako jednaki, svi heterozigoti Budući da je žuta dominantna nad zelenom, svi heterozigoti su žuti (F1).
Međutim, prijelaskom dva od ovih heterozigota vidimo da svaki može dati jednu ili drugu vrstu gameta s jednakom vjerojatnošću. Također, unija gameta u zigotama ima istu vjerojatnost (osim u posebnim slučajevima), tako da se u F2 sa jednakom vjerojatnošću formiraju zigote četiri moguće vrste: GG = homozigotna, žuta; Gg = heterozigotna, žuta; gG = heterozigotna, žuta; gg = homozigotna, zelena.
Žuta i zelena su stoga u omjeru 3: 1 u F2, jer se žuta ionako javlja sve dok je prisutna, dok se zelena javlja samo u nedostatku žute.
Da bismo bolje razumjeli fenomen sa stajališta molekularne biologije, dovoljno je pretpostaviti da određena osnovna tvar, zelena, nije modificirana enzimom koji proizvodi g alel, dok alel G proizvodi enzim koji pretvara zelenu pigment u žuti pigment. Ako alel G nije prisutan ni na jednom od dva homologna kromosoma koji nose taj gen, grašak ostaje zelen.
Činjenica da se žuti grašak može okarakterizirati s dvije različite genetske strukture, homozigotni GG i heterozigot Gg, daje nam mogućnost definiranja fenotipa i genotipa.
Vanjska manifestacija genetskih karakteristika organizma (ono što vidimo), više ili manje modificirana utjecajima okoline, naziva se fenotip. Sam skup genetskih karakteristika, koji se može, ali i ne mora očitovati u fenotipu, naziva se genotip.
Žuti grašak F2 ima isti fenotip, ali varijabilan genotip. Zapravo, to su 2/3 heterozigota (nositelji recesivne osobine) i 1/3 homozigota.
Umjesto toga, na primjer, u zelenom grašku genotip i fenotip su međusobno nepromjenjivi.
Kao što ćemo vidjeti, pojava samo jednog od roditeljskih likova u F1, te pojava obaju znakova u omjeru 3: 1 u F2, fenomeni su opće prirode koji su predmet Mendelovog 1. odnosno 2. zakona. Sve se to odnosi na ukrštanje pojedinaca koji se razlikuju po jednom paru alela, po jednom genetskom karakteru.
Ako se napravi bilo koje drugo takvo križanje, ponavlja se mendelski uzorak; na primjer, križanjem graška s naboranim sjemenom i glatkim sjemenom, u kojem dominira glatki alel, imat ćemo LL X 11 u P, svi LI (heterozigotni, glatki) u F1 i tri glatka za svaki naborani u F2 (25 % LL, 50% LI, 25% 11). Ali ako sada ukrstimo homozigotne parove, to su sorte koje se razlikuju za više od jednog znaka (na primjer GGLL, žuta i glatka, s ggll, zelena i regosi), vidimo da u F1 svi će biti heterozigotni s oba dominantna karaktera, fenotipizirani, ali u F2 bit će četiri moguće fenotipske kombinacije u numeričkom omjeru 9: 3: 3: 1 koji proizlazi iz 16 mogućih genotipova koji odgovaraju mogućim kombinacijama četiri vrste gameta (uzete u parovima do dvije u zigotama).
Očigledno je da se dva lika koji su bili zajedno u prvoj generaciji neovisno međusobno razdvajaju u trećoj. Svaki par homolognih kromosoma segregira neovisno jedan o drugom u mejozi, i to je ono što Mendelov treći zakon utvrđuje.
Pogledajmo sada u cjelini formulaciju tri Mendelova zakona:
1a: zakon dominacije. S obzirom na par alela, ako potomci križanja između odgovarajućih homozigota imaju samo jedan od roditeljskih karaktera u fenotipu, to se naziva dominantnim, a drugo recesivnim.
2a: zakon segregacije. Križanjem hibrida F1 daju se tri dominacije za svaki recesivni fenonopski omjer je dakle 3: 1, dok je genotipski omjer 1: 2: 1 (25% dominantnih homozigota, 50% heterozigota, 25% recesivnih homozigota).
Prilikom križanja pojedinaca koji se razlikuju po više od jednog para alela, svaki par se razdvaja u potomke, neovisno o drugima, prema 1. i 2. zakonu.
Ova tri zakona, iako ih Mendel nije pravilno formulirao, prepoznati su kao temelj eukariotske genetike. Kao što je to uvijek slučaj u velikim biološkim načelima, opći karakter ovih zakona ne znači da nemaju iznimke.
Doista, postoji toliko mogućih iznimaka da je danas uobičajeno dijeliti genetiku na mendelsku i neomendelsku, uključujući u ove potonje sve pojave koje ne potpadaju pod mendelske zakone.
Međutim, iako su prve iznimke bacile sumnju na valjanost Mendelovih otkrića, kasnije je bilo moguće dokazati da su njegovi zakoni općenitog opsega, ali se temeljni fenomeni kombiniraju s velikom raznolikošću drugih pojava koje ih moduliraju. Inače izraz.
NASTAVAK: Predvidite krvnu grupu vašeg djeteta "
