در نتیجه تحقیقات دانشمندان K. Correns، G. de Vries، E. Cermak در سال 1900، قوانین ژنتیک "دوباره کشف شد"، که در سال 1865 توسط بنیانگذار علم وراثت - گرگور مندل فرموله شد.. طبیعت گرا در آزمایشات خود از روش هیبریدولوژیکی استفاده کرد که به لطف آن اصول وراثت صفات و برخی از خواص موجودات فرموله شد. در این مقاله، الگوهای اصلی انتقال وراثت مورد مطالعه توسط یک متخصص ژنتیک را بررسی خواهیم کرد.
G. مندل و تحقیقاتش
استفاده از روش هیبریدولوژیکی به دانشمند این امکان را داد که الگوهای مختلفی را ایجاد کند که بعدها قوانین مندل نامیده شدند. به عنوان مثال، او قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول را تدوین کرد (قانون اول مندل). به این واقعیت اشاره کردتظاهرات در هیبریدهای F1 تنها یک صفت که توسط ژن غالب کنترل می شود. بنابراین، هنگام تلاقی گیاهان کاشت نخود، که انواع آنها از نظر رنگ دانه (زرد و سبز) متفاوت بود، همه هیبریدهای نسل اول فقط رنگ دانه زرد داشتند. علاوه بر این، همه این افراد دارای ژنوتیپ یکسان بودند (هتروزیگوت بودند).
قانون تقسیم
در ادامه تلاقی بین افراد گرفته شده از هیبریدهای نسل اول، مندل تقسیم کاراکترها را در F2 دریافت کرد. به عبارت دیگر گیاهان با آلل مغلوب صفت مورد مطالعه (رنگ سبز دانه) به میزان یک سوم کل هیبریدها از نظر فنوتیپی شناسایی شدند. بنابراین، قوانین تثبیت شده وراثت مستقل صفات به مندل اجازه داد مکانیسم انتقال ژن‌های غالب و مغلوب را در چندین نسل از هیبریدها ردیابی کند.
تقاطع دی و پلی هیبریدی
در آزمایش های بعدی، مندل شرایط اجرای آنها را پیچیده کرد. در حال حاضر، گیاهان برای تلاقی گرفته شدند، که هم در دو و هم در تعداد زیادی جفت از صفات جایگزین متفاوت بودند. این دانشمند اصول وراثت ژن های غالب و مغلوب را ردیابی کرد و نتایج تقسیم را به دست آورد که می تواند با فرمول کلی (3:1) نشان داده شود، که در آن n تعداد جفت صفات جایگزین است. که افراد والدین را متمایز می کند. بنابراین، برای یک تلاقی دو هیبریدی، تقسیم بر اساس فنوتیپ در هیبریدهای نسل دوم به صورت زیر خواهد بود: (3:1)2=9:6:1 یا 9:3:3: 1. یعنی هیبریدهای دومدر نسل ها، چهار نوع فنوتیپ را می توان مشاهده کرد: گیاهان با صاف زرد (9/16 قسمت)، با زرد چروکیده (3/16)، با سبز صاف (3/16) و با دانه های چروکیده سبز (1/16 قسمت). بنابراین، قوانین وراثت مستقل صفات تأیید ریاضی خود را دریافت کردند و تلاقی چند هیبریدی به عنوان چندین تک هیبریدی در نظر گرفته شد - "بر روی یکدیگر قرار گرفته اند".
انواع ارث
در ژنتیک، انواع مختلفی از انتقال صفات و خواص از والدین به فرزندان وجود دارد. معیار اصلی در اینجا شکل کنترل این صفت است که یا توسط یک ژن - وراثت تک ژنی یا چندین - وراثت چند ژنی انجام می شود. پیش از این، قوانین وراثت مستقل صفات را برای تلاقی های تک و دو هیبریدی، یعنی قوانین اول، دوم و سوم مندل در نظر گرفتیم. اکنون چنین فرمی را به عنوان وراثت پیوندی در نظر خواهیم گرفت. مبنای نظری آن نظریه توماس مورگان است که کروموزوم نامیده می شود. این دانشمند ثابت کرد که در کنار صفاتی که به طور مستقل به فرزندان منتقل می شوند، انواع ارثی مانند پیوند اتوزومال و پیوند جنسی وجود دارد.
در این موارد، چندین صفت در یک فرد با هم به ارث می رسند، زیرا آنها توسط ژن هایی که در همان کروموزوم قرار دارند و در کنار هم در آن قرار دارند - یکی پس از دیگری کنترل می شوند. آنها گروه های پیوندی را تشکیل می دهند که تعداد آنها برابر با مجموعه کروموزوم هاپلوئید است. به عنوان مثال، در انسان، کاریوتایپ 46 کروموزوم است که مربوط به 23 گروه پیوندی است. مشخص شد که چههر چه فاصله بین ژن ها در کروموزوم کمتر باشد، روند تلاقی بین آنها کمتر اتفاق می افتد که منجر به پدیده تنوع ارثی می شود.
چگونه ژن های واقع در کروموزوم X به ارث می رسند
بیایید به مطالعه الگوهای وراثت با توجه به نظریه کروموزوم مورگان ادامه دهیم. مطالعات ژنتیکی نشان داده است که هم در انسان و هم در حیوانات (ماهی، پرندگان، پستانداران) گروهی از صفات وجود دارد که مکانیسم وراثت آنها تحت تأثیر جنسیت فرد است. به عنوان مثال، رنگ پوشش در گربه ها، بینایی رنگ و لخته شدن خون در انسان توسط ژن های واقع در کروموزوم جنسی X کنترل می شود. بنابراین، نقص در ژن های مربوطه در انسان به طور فنوتیپی خود را به شکل بیماری های ارثی به نام بیماری های ژنی نشان می دهد. اینها شامل هموفیلی و کوررنگی است. اکتشافات جی. مندل و تی. مورگان امکان اعمال قوانین ژنتیک را در زمینه های مهم جامعه بشری مانند پزشکی، کشاورزی، اصلاح نژاد حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم ها فراهم کرد.
رابطه بین ژن ها و ویژگی هایی که آنها تعریف می کنند
به لطف تحقیقات ژنتیکی مدرن، مشخص شد که قوانین وراثت مستقل صفات در معرض گسترش بیشتر هستند، زیرا نسبت "1 ژن - 1 صفت" زیربنای آنها جهانی نیست. در علم، مواردی از عملکرد چندگانه ژن ها و همچنین برهمکنش اشکال غیر آللی آنها شناخته شده است. این انواع عبارتند از اپیستاز، مکمل، پلیمری. بنابراین مشخص شد که مقدار رنگدانه پوستملاتونین، که مسئول رنگ آن است، توسط یک گروه کلی از تمایلات ارثی کنترل می شود. هر چه ژن‌های مسلط‌تر برای سنتز رنگدانه در ژنوتیپ انسان باشند، پوست تیره‌تر می‌شود. این مثال تعاملی مانند پلیمر را نشان می دهد. در گیاهان، این شکل از توارث ذاتی در گونه‌های خانواده غلات است که در آنها رنگ دانه توسط گروهی از ژن‌های پلیمری کنترل می‌شود.
بنابراین، ژنوتیپ هر موجود زنده با یک سیستم یکپارچه نشان داده می شود. این در نتیجه توسعه تاریخی یک گونه بیولوژیکی - فیلوژنز شکل گرفت. وضعیت اکثر صفات و خصوصیات یک فرد نتیجه تعامل ژن ها اعم از آللی و غیر آللی است و خود آنها می توانند در ایجاد چندین صفت ارگانیسم به طور همزمان تأثیر بگذارند.
