İçerik
- 1800'lerin Ortalarında Kalıtım Anlayışı
- Bezelye Bitkisinin Özellikleri
- Bezelye Bitki Tozlaşma
- Mendels İlk Deneyi
- Mendels Üretimi Değerlendirmesi: P, F1, F2
- Mendels Sonuçları (İlk Deney)
- Mendels Kalıtım Teorisi
- Monohybrid Cross Sonuçları Açıklandı
- Mendels İkinci Deneyi
- Kromozomlarda Bağlantılı Genler
- Mendel Mirası
Gregor Mendel Bugün neredeyse tamamen iki şey için hatırlanan, 19. yüzyıldan kalma bir genetik öncüüydü: keşiş olmak ve aralıksız bezelye bitkilerinin özelliklerini incelemek. 1822'de Avusturya'da doğdu, Mendel bir çiftlikte büyüdü ve Austrias'ın başkentindeki Viyana Üniversitesi'ne gitti.
Orada sekiz yıl boyunca tamamen yaşadığı manastırda yürüttüğü çabaları için paha biçilmez olduğunu kanıtlayan bir eşleşme olan bilim ve matematik okudu.
Üniversitede doğa bilimlerini resmen incelemeye ek olarak, Mendel gençliğinde bir bahçıvan olarak çalıştı ve şimdiye kadarki çalışmalarını almadan önce böceklerin mahsulün zararı ile ilgili araştırma makaleleri yayınladı. Pisum sativum, ortak bezelye bitkisi. Manastırın seralarını korudu ve sınırsız sayıda melez yavru oluşturmak için gereken yapay döllenme tekniklerini biliyordu.
İlginç bir tarihsel dipnot: Mendels deneyleri ve vizyoner biyoloğun deneyimleri Charles Darwin her ikisi de büyük ölçüde üst üste bindiklerinde, ikincisi Mendels deneylerini asla öğrenmedi.
Darwin, Mendels bilgisi olmadan miras hakkındaki fikirlerini, içerdiği mekanizmalar hakkında detaylı bir şekilde önermektedir. Bu önermeler, 21. yüzyılda biyolojik miras alanı hakkında bilgi vermeye devam ediyor.
1800'lerin Ortalarında Kalıtım Anlayışı
Temel nitelikler açısından bakıldığında, Mendel, var olan genetik alanında her şeyden önce var olan alanda büyük bir atılım yapmak için mükemmel bir şekilde konumlandırılmış ve yapması gereken şeyi yapması için hem çevre hem de sabrı ile kutsanmıştır. Mendel, 1856 ve 1863 yılları arasında yaklaşık 29.000 bezelye bitkisinin büyümesini ve çalışmasını sağlardı.
Mendel bezelye bitkileriyle çalışmalarına ilk başladığında, bilimsel kalıtım kavramı, birleşmiş miras kavramına dayanıyordu; bu, ebeveyn özelliklerinin, bir şekilde, farklı renklerdeki boyalar biçiminde yavrular halinde karıştırılarak, oldukça renkli olmayan bir sonuç ortaya koydu. Anne ve her zaman tam olarak baba değil, ama her ikisine de açıkça benziyordu.
Mendel, bitkiler hakkındaki resmi olmayan gözlemlerinden sezgisel olarak haberdardı, bu fikre değerse, kesinlikle botanik dünyaya uygulanmadı.
Mendel kendi başına bezelye bitkilerinin ortaya çıkmasıyla ilgilenmedi. Gelecekteki kuşaklara hangi özelliklerin aktarılabileceğini ve bunun moleküler düzeyde ne olduğunu görecek hazır bilgi araçlarına sahip olmasa bile, tam olarak nasıl işlevsel bir düzeyde gerçekleştiğini anlamak için onları inceledi.
Bezelye Bitkisinin Özellikleri
Mendel, ikilik bir şekilde sergileyen bezelye bitkilerini fark ettiği farklı özelliklere veya karakterlere odaklandı. Yani, bireysel bir bitki verilen bir özelliğin A versiyonunu veya bu özelliğin B versiyonunu gösterebilir, ancak bunlar arasında hiçbir şey gösteremez. Örneğin, bazı bitkiler "bakla" bezelye taneciklerine sahipken, diğerleri "belirli bir bitki baklalarının hangi kategoriye ait olduğu konusunda hiçbir belirsizlik olmadan" sıkışmış "görünüyorlardı.
Mendel, amaçlarına ve farklı tezahürlerine yararlı olduğunu belirleyen yedi özellik:
Bezelye Bitki Tozlaşma
Bezelye bitkileri insanlardan yardım almadan kendi kendine tozlaşabilir. Bitkiler için olduğu kadar faydalı, Mendels'in işine bir komplikasyon getirdi. Bunun olmasını engellemek ve sadece çapraz tozlaşmaya (farklı bitkiler arasında tozlaşma) izin vermesi gerekiyordu, çünkü belirli bir özellik için değişmeyen bir bitkide kendi kendine tozlaşma faydalı bilgiler vermiyor.
Başka bir deyişle, yetiştirdiği bitkilerde hangi özelliklerin ortaya çıkabileceğini, hangisinin kendilerini ve hangi oranlarda kendini göstereceğini önceden bilmeseydi bile kontrol etmesine ihtiyaç duyuyordu.
Mendels İlk Deneyi
Mendel, test etmeyi ve tanımlamayı umduğu şey hakkında özel fikirler oluşturmaya başladığında, kendisine bir takım temel sorular sordu. Mesela, bitkiler o zaman ne olurdu Gerçek-ıslah Aynı özelliğin farklı sürümleri için çapraz tozlaştırıldı?
"Gerçek-üreme", tüm kız bitkilerinin yuvarlak tohumlu veya eksenel çiçeklenmiş olması gibi bir ve sadece bir yavru türünü üretme anlamına gelir. bir gerçek çizgi söz konusu özellik için teorik olarak sınırsız sayıda nesiller boyunca ve ayrıca şemadaki seçilen iki bitki birbiriyle beslendiğinde, hiçbir değişiklik göstermediğini gösterir.
Harmanlanmış kalıtım fikri geçerliyse, uzun saplı bitkilerin kısa saplı bitkilerle bir çizgisinin harmanlanması, uzun boylu bitkilere, bazı kısa bitkilere ve yükseklik spektrumundaki bitkilere benzer şekilde insanlar gibi sonuçlanmalıdır. . Bununla birlikte Mendel, bunun hiç olmadığını öğrendi. Bu hem kafa karıştırıcı hem de heyecan vericiydi.
Mendels Üretimi Değerlendirmesi: P, F1, F2
Mendel, yalnızca tek bir özellikte farklılık gösteren iki bitki grubuna sahip olduktan sonra, özelliklerin çoklu kuşaklar boyunca iletimini takip etmeye çalışmak için multigenerational bir değerlendirme yaptı. İlk olarak, bazı terminoloji:
Bu bir denir monohybrid cross: "mono", çünkü sadece bir özellik değişmiştir, ve "hibrit" çünkü yavrular, bir ebeveynin bir diğerine sahipken, bir ebeveynin özelliğin bir versiyonu olduğu halde bitkilerin bir karışımını veya melezleşmesini temsil etmiştir.
Mevcut örnek için, bu özellik tohum şekli (yuvarlak - buruşuk) olacaktır. Biri çiçek rengini (beyaz vs. saf) veya tohum rengini (yeşil veya sarı) kullanabilir.
Mendels Sonuçları (İlk Deney)
Mendel değerlendirmek için üç kuşaktan genetik haçları değerlendirdi. kalıtım nesiller boyunca özellikleri. Her nesile baktığında, seçtiği özelliklerinin yedisinin tümü için tahmin edilebilir bir model ortaya çıktığını keşfetti.
Örneğin, gerçek üreyen kırışık çekirdekli bitkilerle (P2) gerçek üreyen yuvarlak tohumlu bitkileri (P1) yetiştirdiğinde:
Bu kavramı yol açtı baskın özellikleri (burada yuvarlak tohumlar) ve resesif, çekinik, baskın olmayan özellikleri (bu durumda, buruşuk tohumlar).
Bu bitkilerin ima ettiği anlamına gelir. fenotip (bitkilerin gerçekte nasıl göründüğü gibi) onların kesin bir yansıması değildi genotip (aslında bir şekilde bitkilere kodlanan ve sonraki nesillere aktarılan bilgiler).
Mendel daha sonra bu fenomeni açıklamak için bazı resmi fikirler üretti, hem kalıtımsallık mekanizması hem de baskın bir özelliğin alel çiftlerinin kompozisyonunun bilindiği herhangi bir durumda bir resesif özelliğe matematiksel oranı.
Mendels Kalıtım Teorisi
Mendel, dört hipotezden oluşan bir kalıtım teorisi hazırladı:
Bunların sonuncusu temsil eder. ayrımcılık yasasıher bir özellik için alellerin gametlere rastgele ayrılmalarını şart koşarak.
Bugün bilim adamları, Mendel’in “doğru yetiştirdiği” P bitkilerinin homozigot Çalıştığı özellik için: Söz konusu gende aynı alelden iki kopyaları vardı.
Yuvarlak buruşuklukta açıkça baskın olduğu için, bu büyük harflerin baskınlığı ve küçük harflerin dezavantajlı özellikleri gösterdiği için RR ve rr ile gösterilebilir. Her iki alel mevcut olduğunda, dominant alelin özelliği fenotipinde ortaya çıkmıştır.
Monohybrid Cross Sonuçları Açıklandı
Yukarıda belirtilenlere dayanarak, tohum şeklindeki gende bir genotipli RR'ye sahip bir bitki sadece yuvarlak tohumlara sahip olabilir ve "r" alelinin maskelenmesiyle aynı Rr genotipinin aynısı geçerlidir. Sadece bir rr genotipli bitkiler kırışık tohumlara sahip olabilir.
Ve tabii ki, dört olası genotip kombinasyonu (RR, rR, Rr ve rr), buruşuk tohumlu her bitki için yuvarlak tohumlu yaklaşık üç bitki ile 3: 1 fenotipik bir oran verir.
Tüm P bitkilerinin homozigot olması, yuvarlak tohumlu bitkiler için RR ve buruşmuş tohumlu bitkiler için rr olması nedeniyle, F1 bitkilerinin tümü sadece genotip Rr'ye sahip olabilir. Bu, hepsi yuvarlak tohumlara sahip olsalar da, hepsinin ayrıştırma yasası sayesinde sonraki nesillerde ortaya çıkabilen resesif alel taşıyıcıları olduğu anlamına geliyordu.
Bu tam olarak ne oldu. Hepsinde bir Rr genotipine sahip F1 bitkileri göz önüne alındığında, yavruları (F2 bitkileri) yukarıda listelenen dört genotipten herhangi birine sahip olabilir. Gamet çiftlerinin döllenme sırasındaki rasgeleliği nedeniyle oranlar tam olarak 3: 1 değildi, fakat ne kadar fazla çocuk üretildiyse, oran o kadar yakındı: 1.
Mendels İkinci Deneyi
Sonra, Mendel yarattı dihybrid haçlarburada sadece bir taneden ziyade aynı anda iki özelliğe baktı. Ebeveynler hala her iki özellik için de doğru ürüyorlardı; örneğin, yeşil kabuklu yuvarlak tohumlar ve sarı kabuklu kırışık tohumlar, sarı üzerinde yeşil baskın. Karşılık gelen genotipler bu nedenle RRGG ve rrgg idi.
Daha önce olduğu gibi, F1 bitkilerinin her ikisi de baskın özelliklere sahip olan ebeveyn gibi görünüyordu. F2 neslinde (yuvarlak yeşil, yuvarlak sarı, kırışık yeşil, kırışık sarı) dört olası fenotiplerin oranı 9: 3: 3: 1 olarak bulundu
Bu, Mendels’in farklı özelliklerin birbirinden bağımsız olarak miras alındığına dair kuşku uyandırdı, bağımsız çeşitlilik kanunu. Bu ilke neden kardeşlerinizle aynı göz rengine sahip olabileceğinizi açıklar, ancak farklı bir saç rengini; her özellik sisteme diğerlerinin hepsine kör olacak şekilde beslenir.
Kromozomlarda Bağlantılı Genler
Bugün, gerçek resmin biraz daha karmaşık olduğunu biliyoruz, çünkü aslında, gamet oluşumu sırasında kromozom değişimi sayesinde, kromozomlar üzerinde fiziksel olarak birbirine yakın olan genler birlikte miras alınabiliyor.
Gerçek dünyada, ABD’nin sınırlı coğrafi bölgelerine bakacak olursanız, aynı zamanda Yankees-Los Angeles Dodgers hayranlarından ya da Red Sox-Dodgers hayranlarından daha yakınlarda daha fazla New York Yankees ve Boston Red Sox hayranı bulmayı beklersiniz. çünkü Boston ve New York birbirine yakındır ve her ikisi de Los Angeles'a 3.000 mil uzaklıktadır.
Mendel Mirası
Olduğu gibi, tüm özellikler bu kalıtım biçimine uymaz. Ancak bunu yapanlar Mendel özellikleri. Yukarıda belirtilen dihidrid çaprazına geri dönüldüğünde, on altı olası genotip vardır:
RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG, RRGG
Fenotipleri hesapladığınızda, olasılık oranının
yuvarlak yeşil, yuvarlak sarı, buruşuk yeşil, buruşuk sarı
9: 3: 3: 1 olduğu ortaya çıktı. Mendels, farklı bitki türlerinin sayımını dikkate alarak, oranların, bu varsayımın hipotezlerinin doğru olduğu sonucuna varması için yeterince yakın olduğunu ortaya koydu.