Законы менделя: аллель - это основа наследования

Тот факт, что все живые организмы, начиная от амебы и заканчивая человеческим видом, имеют клеточное строение, общеизвестен. Однако далеко не каждый задумывается над тем, как происходит появление новых существ, по каким законам природы наследуются те или иные признаки. Так, может, пришло время освежить в памяти забытые из школьного курса биологии основы генетики, важнейшей для эволюции науки?

Значение генов

В основе живых клеток лежит генетический материал – нуклеиновые кислоты, состоящие из повторяющихся нуклеотидов, которые, в свою очередь, представлены суммой азотистого основания, фосфатной группы и пятиуглеродного сахара, рибозы или дезоксирибозы. Такие последовательности являются уникальными, потому в мире и не найдется двух совершенно одинаковых живых существ. Однако набор генов является далеко не случайным, и достается он от материнской клетки (у организмов с бесполым типом размножения) или обеих родительских (с половым типом). В случае человека и многих животных окончательная группировка генетического материала происходит в момент образования зиготы вследствие слияния женских и мужских половых клеток. В дальнейшем этот набор и программирует развитие всех тканей, органов, внешних черт и частично даже уровень будущего здоровья.

Основные термины

Пожалуй, важнейшими понятия генетики как науки являются наследственность и изменчивость. Благодаря первому явлению все живые организмы продолжают свои виды и поддерживают мировые популяции, а второе помогает эволюционировать путем добавления новых признаков и вытеснения потерявших значимость. Открыл все это и заложил основы генетики Грегор Мендель, австрийский ботаник и биолог, живший и трудившийся во благо науки во второй половине XIX века. Законы своей теории наследственности он открывал путем качественного анализа и опытов на растениях. В частности, наиболее часто он использовал именно горох, поскольку в нем было легко выделить аллель. Это понятие означает альтернативный признак, то есть уникальную последовательность нуклеотидов, дающую один из двух вариантов проявления признака. К примеру, красные или белые цветы, длинный или короткий хвост и так далее. Однако среди них стоит различать и другие важные термины.

Первый закон Менделя

Доминантный (главенствующий, преобладающий) и рецессивный аллель (подавляемый, слабый) – два признака, влияющие друг на друга и проявляющиеся по определенным правилам, а точнее, по законам Менделя. Так, первый из них гласит, что все гибриды, полученные в первом поколении, будут нести только один признак, полученный от родительских организмов и преобладающий среди них. К примеру, если доминантный аллель – это красный окрас цветов, а рецессивный – белый, то при скрещивании двух растений с этими признаками получим гибриды только с красными цветками.

Видео: Введение в наследственность

Такой закон верен, если родительские растения будут чистыми линиями, то есть гомозиготными. Однако стоит указать и на то, что в первом законе есть небольшая поправка – кодоминирование признаков, или неполное доминирование. Данное правило говорит о том, что не все признаки имеют строго преобладающее влияние на другие, а могут проявляться одновременно. К примеру, у родительских особей с красными и белыми цветками появляется поколение с розовым окрасом лепестков. Это происходит потому, что хоть доминирующий аллель – это красный цвет, но он не имеет полного влияния на рецессивный, белый. А потому и появляется третий вид окраса вследствие смешения признаков.

Видео: Биология. Генетика: Наследование признаков, сцепленных с полом. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Второй закон Менделя

Дело в том, что каждый ген обозначается двумя одинаковыми буквами латинского алфавита, к примеру «Аа». При этом заглавная означает доминантный признак, а маленькая – рецессивный. Таким образом, гомозиготные аллели обозначаются «аа» или «АА», поскольку несут один и тот же признак, а гетерозиготные – «Аа», то есть они несут в себе зачатки обоих родительских признаков.

Видео: Моногоибридное скрещивание и взаимодействие аллелей. Решение генетических задач - 5

Собственно, на этом и был построен следующий закон Менделя – о расщеплении признаков. Для этого опыта он скрестил два растения с гетерозиготными аллелями, полученные в первом поколении первого опыта. Таким образом, он получил проявление обоих признаков. К примеру, доминантный аллель – это пурпурные цветки, а рецессивный – белые, их генотипы «АА» и «аа». При скрещивании их в первом опыте он получил растения с генотипами «Аа» и «Аа», то есть гетерозиготные. И при получении уже второго поколения, то есть «Аа» + «Аа», получаем «АА», «Аа», «Аа» и «аа». То есть, проявляются как пурпурные, так и белые цветы, причем, в соотношении 3:1.

Третий закон

И последний закон Менделя – о независимом наследовании двух доминирующих признаков. Рассмотреть его легче всего на примере скрещивания между собой разных сортов гороха – с гладкими желтыми и морщинистыми зелеными семенами, где доминирующий аллель – это гладкость и желтый цвет.

Видео: Решение генетических задач по теме "Сцепленное наследование признаков"

В итоге мы получим разные комбинации этих признаков, то есть аналогичные родительским, а помимо них - желтые морщинистые и зеленые гладкие семена. При этом фактура горошин не будет зависеть от их цвета. Таким образом, эти два признака будут наследоваться без оказания влияния друг на друга.