Prawa Mendla - Polski Serwis Naukowy

Prawa Mendla – reguły przekazywania cech dziedzicznych. Zostały sformułowane w 1866 przez Grzegorza Mendla podczas jego badań nad krzyżowaniem roślin, głównie grochu zwyczajnego (Pisum sativum L.).

W uwspółcześnionej postaci, uwzględniającej naszą obecną wiedzę o chromosomach i genach, brzmią następująco:

Pierwsze prawo Mendla (prawo czystości gamet) – każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu. Wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym genie z każdej pary alleli.
Drugie prawo Mendla (prawo niezależnej segregacji cech) – geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli, w związku z czym w drugim pokoleniu potomnym (F2) obserwuje się rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1 .

Dziedziczenie barwy kwiatów u grochu Pisum sativum: P – pokolenie rodzicielskie, F1 – pierwsze pokolenie potomne, F2 – drugie pokolenie potomne, F3 – trzecie pokolenie potomne

Oczywiście, należy pamiętać, że w czasach Mendla nie wiedziano jeszcze nic o genach i sposobie, w jaki zorganizowany jest materiał dziedziczny w komórce. Mendel zatem nie użył określenia gen i allel, posługiwał się opisowym określeniem "czynnik dziedziczenia".

Genotyp (). Można go wyrazić symbolicznie za pomocą oznaczeń aa, AA lub Aa, gdzie aa i AA oznaczają homozygotę pod względem tego genu, a Aa oznacza heterozygotę.

Groch zwyczajny (Pisum sativum L.) – gatunek roślin strączkowych jednorocznych z rodziny bobowatych (Fabaceae). Pochodzi z zachodniej Azji I Kaukazu, wschodniej i południowej Europy oraz Afryki Północnej. Jest uprawiany w wielu rejonach świata.

Po skrzyżowaniu roślin rodzicielskich (P) o kwiatach czerwonych z roślinami o kwiatach białych stwierdził, że wszystkie kwiaty w 1. pokoleniu (F1) są czerwone. Mendel rozumował prawdopodobnie tak: każdy organizm zwierzęcy i roślinny jest najpierw zygotą, powstałą z połączenia dwóch gamet. Zygota ma zatem niejako dwoistą naturę, nosząc cechy zarówno "ojca", jak "matki". Podobnie zresztą, jak cały dorosły organizm. Skoro w pokoleniu wszystkie osobniki F1 mają dwoistą naturę (dziś powiedzilibyśmy, że są diploidalne), i wiadomo, że pochodzą od różniących się barwą rodziców, ale tej dwoistości nie widać, bo wszystkie są czerwone, zatem czynnik czerwonej barwy musi być "silniejszy" i zagłuszać czynnik barwy białej. Nazwał go dominującym. Czynnik determinujący barwę białą określił mianem recesywnego. Aby pokazać te zależności prosto, oznaczył czynnik dominujący A, a czynnik recesywny a i wywiódł z tego, że pokolenie F1 składa się z osobników mających oba te czynniki; dziś powiedzielibyśmy: mających genotyp Aa.

Allel – jedna z wersji genu w określonym miejscu (locus) na danym chromosomie homologicznym. Allele tego samego genu różnią się jednym lub kilkoma nukleotydami. Występowanie więcej niż jednej wersji danego genu określa się jako polimorfizm. Dzięki zdegenerowaniu kodu genetycznego tylko część tych różnic przekłada się na różnice w budowie kodowanych białek. Powoduje to zróżnicowanie właściwości cząsteczek białka kodowanego przez różne allele tego samego genu.

Karol Linneusz, szw. Carl von Linné, łac. Carolus Linnaeus (ur. 23 maja 1707 w Råshult, zm. 10 stycznia 1778 w Uppsali) – szwedzki przyrodnik, profesor uniwersytetu w Uppsali.

Nie poprzestał jednak na jednym krzyżowaniu, skrzyżował bowiem następnie osobniki z pokolenia F1. Krzyżowanie takie można przestawić w formie szachownicy Punnetta. Jeśli krzyżujemy osobniki:

Aa (o czerwonych kwiatach) × Aa (o czerwonych kwiatach) otrzymamy:

Czyli w pokoleniu potomnym F2 uzyskał ok. 75% osobników czerwonych, ale pojawiły się też osobniki białe. To zgadzało się z jego przewidywaniami. Po skrzyżowaniu roślin, tym razem z pokolenia F2, uzyskał pokolenie F3, w którym występowały kwiaty zarówno białe jak i czerwone, ale w zupełnie nowym stosunku. Okazało się, że 1/3 osobników czerwonych F2 dała potomstwo tylko czerwone, 2/3 osobników czerwonych F2 dało potomstwo czerwone i białe (w znanym stosunku 3:1), natomiast wszystkie białe kwiaty z pokolenia F2 wydały potomków kwitnących na biało.

ks. Gregor Johann Mendel OSA, Grzegorz Mendel (ur. 20 lipca 1822 w Hynčicach – zm. 6 stycznia 1884 w Brnie) – augustiański zakonnik, prekursor genetyki. Zajmował się badaniami nad dziedziczeniem cech grochu zwyczajnego. Mendel udowodnił, że dziedziczenie cech grochu oparte jest o zestaw praw (które później zostały nazwane od jego nazwiska prawami Mendla). Znaczenie obserwacji Mendla nie zostało docenione, aż do przełomu XX wieku, kiedy ponowne "odkrycie" prawideł przez niego obserwowanych zapoczątkowało powstanie nowej dziedziny nauki – genetyki.

Zygota — komórka powstała w wyniku zapłodnienia, czyli połączenia haploidalnej gamety męskiej z haploidalną gametą żeńską w procesie rozmnażania płciowego. Nowo powstała diploidalna komórka ulega dalszym podziałom dając początek organizmowi potomnemu. U protistów jednokomórkowych dwie łączące się komórki nazywają się gametami, a powstająca komórka diploidalna-komórką zygotyczną lub zygotą. Zygota jest tu krótkotrwałą formą życiową i szybko dzieli się mejotycznie, dając cztery haploidalne komórki potomne. Te zaś dojrzewają, stają się normalnymi organizmami zdolnymi do samodzielnego życia i rozmnażania bezpłciowego. Taki cykl życiowy określono jako cykl z mejozą postgamiczną, ponieważ mejoza zachodzi w nim bezpośrednio po gamii.

Przypisy

R. B. Blumberg: MendelWeb (ang.). 1997. [dostęp 30.10.2006].
Mendel G. 1865. Versuche über Pflanzen-Hybriden. Vorgelegt in den Sitzungen vom 8. Februar und 8. März 1865. Naturforschedenden Vereins, Brünn. (Oryginalny referat Mendla odczytany na posiedzeniu towarzystwa naukowego.)
Mendel G. 1866. Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines, Abhandlungen, Brünn 4: 3-47.