กฎ 3 ข้อของเมนเดลและการทดลองของถั่ว

กฎหมาย 3 ฉบับของ Mendel หรือพันธุศาสตร์ Mendelian เป็นข้อความที่สำคัญที่สุดของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม Gregorio Mendel นักธรรมชาตินิยมนักบวชและชาวออสเตรียถือเป็นบิดาแห่งพันธุศาสตร์ เมนเดลค้นพบว่าคุณลักษณะบางอย่างได้รับการถ่ายทอดตามรูปแบบเฉพาะ

เมนเดลศึกษาการสืบทอดโดยการทดลองกับถั่วจาก พืช Pisum sativum ที่ เขามีในสวนของเขา โรงงานแห่งนี้เป็นแบบทดสอบที่ยอดเยี่ยมเพราะสามารถผสมเกสรด้วยตนเองหรือผสมข้ามพันธุ์ได้นอกจากจะมีคุณลักษณะหลายอย่างที่มีเพียงสองรูปแบบเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น: ลักษณะ "สี" สามารถเป็นสีเขียวหรือสีเหลืองได้เท่านั้นลักษณะ "พื้นผิว" อาจเป็นแบบเรียบหรือหยาบเท่านั้นและด้วยคุณลักษณะอีก 5 ลักษณะที่มีสองรูปร่างแต่ละแบบ

Gregor Mendel ได้กำหนดกฎสามข้อของเขาขึ้นในงานของเขาซึ่งได้รับการตีพิมพ์เป็น Experiments on Hybridization of Plants (1865) ซึ่งเขาได้นำเสนอที่สมาคมประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งBrünnแม้ว่าพวกเขาจะถูกเพิกเฉย

ประวัติของ Gregor Mendel

Gregor Mendel ได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งพันธุศาสตร์เนื่องจากมีคุณูปการจากกฎหมายสามฉบับของเขา เขาเกิดเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม ค.ศ. 1822 และมีการกล่าวกันว่าตั้งแต่อายุยังน้อยเขาได้สัมผัสกับธรรมชาติโดยตรงสถานการณ์ที่ทำให้เขาสนใจพฤกษศาสตร์

ใน 1, 843 เขาป้อนคอนแวนต์ของBrünnและสามปีต่อมาถูกบวชเป็นพระ. ต่อจากนั้นใน 1, 851 เขาตัดสินใจที่จะศึกษาพฤกษศาสตร์, ฟิสิกส์, เคมีและประวัติศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเวียนนา.

หลังจากศึกษาเมนเดลก็กลับไปที่วัดและอยู่ที่นั่นซึ่งเขาได้ทำการทดลองที่อนุญาตให้เขาสร้างกฎที่เรียกว่าเมนเดล

โชคไม่ดีที่เมื่อเขานำเสนอผลงานของเขามันก็ไม่มีใครสังเกตเห็นและมีการกล่าวว่า Mendel ทอดทิ้งการทดลองเกี่ยวกับการสืบทอด

อย่างไรก็ตามในต้นศตวรรษที่ยี่สิบงานของเขาเริ่มได้รับการยอมรับเมื่อนักวิทยาศาสตร์และนักพฤกษศาสตร์หลายคนทำการทดลองที่คล้ายกันและพบว่ามีการศึกษาของพวกเขา

การทดลองของเมนเดล

เมนเดลศึกษาลักษณะของต้นถั่วเจ็ดสี: สีของเมล็ดรูปร่างของเมล็ดตำแหน่งของดอกไม้สีของดอกไม้รูปร่างของฝักสีของฝักสีของฝักและความยาวของก้าน

มีสามขั้นตอนหลักสำหรับการทดลองของ Mendel:

1- โดยการปฏิสนธิตนเองสร้างพืชบริสุทธิ์ (homozygotes) นั่นคือพืชที่มีดอกไม้สีม่วงมักผลิตเมล็ดพันธุ์ที่สร้างดอกไม้สีม่วง เขาเรียกต้นไม้เหล่านี้ว่ารุ่น P (ของพ่อแม่)

2- จากนั้นเขาข้ามคู่พืชบริสุทธิ์ที่มีลักษณะแตกต่างกันและลูกหลานของสิ่งเหล่านี้เรียกว่ารุ่นที่สอง (F1)

3- ในที่สุดเขาได้รับพืชรุ่นที่สาม (F2) โดยการผสมพืชสองรุ่น F1 ด้วยตัวเองคือการข้ามพืชสองรุ่นของรุ่น F1 ด้วยคุณสมบัติเดียวกัน

ผลการทดลอง

เมนเดลพบผลลัพธ์ที่น่าเหลือเชื่อจากการทดลองของเขา

รุ่น F1

เมนเดลค้นพบว่ารุ่น F1 ผลิตลักษณะเดียวกันเสมอแม้ว่าพ่อแม่ทั้งสองมีลักษณะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นหากคุณข้ามพืชที่มีดอกไม้สีม่วงกับพืชที่มีดอกไม้สีขาวพืชลูกหลานทั้งหมด (F1) มีดอกไม้สีม่วง

นี่เป็นเพราะดอกไม้สีม่วงเป็นคุณสมบัติที่ โดดเด่น ดังนั้นดอกไม้สีขาวเป็น ลักษณะถอย

ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถแสดงในแผนภาพที่เรียกว่าจัตุรัส Punnett ยีนที่โดดเด่นสำหรับสีจะแสดงด้วยตัวอักษรพิมพ์ใหญ่และยีนถอยด้วยตัวอักษรพิมพ์เล็ก ที่นี่สีม่วงคือยีนเด่นที่แสดงด้วย "M" และสีขาวคือยีนด้อยซึ่งแสดงด้วย "b"

รุ่น F2

ในรุ่น F2 เมนเดลค้นพบว่า 75% ของดอกไม้เป็นสีม่วงและขาว 25% เขาพบว่ามันน่าสนใจที่แม้ว่าพ่อแม่ทั้งสองมีดอกไม้สีม่วง 25% ของลูกหลานมีดอกไม้สีขาว

การปรากฏตัวของดอกสีขาวเกิดจากการถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือลักษณะถอยในพ่อแม่ทั้งสอง นี่คือแผนภูมิ Punnett แสดงให้เห็นว่า 25% ของลูกหลานมียีน "b" สองตัวที่ผลิตดอกไม้สีขาว:

การทดลองของ Mendel ดำเนินการอย่างไร

การทดลองของเมนเดลดำเนินการกับพืชถั่วซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากดอกไม้แต่ละชนิดมีส่วนชายและส่วนหญิงนั่นคือเรณูด้วยตนเอง

เมนเดลจะควบคุมลูกของพืชได้อย่างไร? ฉันจะข้ามพวกเขาได้อย่างไร

คำตอบนั้นง่ายเพื่อให้สามารถควบคุมลูกหลานของต้นถั่วได้ Mendel ได้สร้างขั้นตอนที่ทำให้เขาสามารถป้องกันพืชจากการเห็นแก่ตัว

ขั้นตอนประกอบด้วยการตัดเกสรตัวผู้ (อวัยวะเพศชายของดอกไม้ซึ่งประกอบด้วยถุงเกสรนั่นคือผู้ที่ผลิตละอองเกสรดอกไม้) ของดอกไม้ของพืชแรก (เรียกว่า BB) และโรยเกสรจากโรงงานที่สองใน เกสรตัวเมีย (อวัยวะเพศหญิงของดอกไม้ซึ่งตั้งอยู่ใจกลางของมัน) ของแรก

ด้วยการกระทำนี้เมนเดลควบคุมกระบวนการปฏิสนธิสถานการณ์ที่ทำให้เขาสามารถทำการทดลองแต่ละครั้งซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อให้แน่ใจว่าลูกหลานเดียวกันจะได้รับเสมอ

นี่คือวิธีที่เขาประสบความสำเร็จในการกำหนดสิ่งที่เป็นที่รู้จักในขณะนี้ว่าเป็นกฎของเมนเดล

ทำไมเมนเดลจึงเลือกต้นถั่ว

Gregor Mendel เลือกพืชถั่วที่จะทำการทดลองทางพันธุศาสตร์ของเขาเพราะพวกเขามีราคาถูกกว่าพืชชนิดอื่นและเพราะเวลาในการสร้างของพวกเขาสั้นมากและมีลูกจำนวนมาก

ลูกหลานมีความสำคัญเนื่องจากจำเป็นต้องทำการทดลองหลายครั้งเพื่อกำหนดกฎหมายของพวกเขา

เขาเลือกพวกเขาเพราะความหลากหลายอันยิ่งใหญ่ที่มีอยู่นั่นคือพวกถั่วเขียวพวกถั่วสีเหลืองพวกฝักกลมและอื่น ๆ

ความหลากหลายเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากจำเป็นต้องทราบว่าคุณลักษณะใดที่สามารถสืบทอดได้ ดังนั้นระยะเวลาของการสืบทอด Mendelian เกิดขึ้น

สรุปกฎหมาย 3 ฉบับของ Mendel

กฎข้อที่หนึ่งของเมนเดล

กฎข้อแรกของเมนเดลหรือกฎหมายว่าด้วยความเท่าเทียมกล่าวว่าเมื่อผู้บริสุทธิ์สองคน (homozygotes) ลูกหลานทั้งหมดจะเท่าเทียมกันในลักษณะของพวกเขา

นี่เป็นเพราะการครอบงำของตัวละครบางตัวสำเนาง่าย ๆ เหล่านี้ก็เพียงพอที่จะปกปิดผลกระทบของตัวละครที่ถอย ดังนั้นลูกหลานทั้ง homozygous และ heterozygous จะนำเสนอฟีโนไทป์เดียวกัน (ลักษณะที่มองเห็นได้)

กฎข้อที่สองของ Mendel

กฎหมายที่สองของ Mendel เรียกอีกอย่างว่ากฎหมายการแยกตัวอักษรกำหนดว่าในระหว่างการก่อตัวของ gametes อัลลีล (ปัจจัยทางพันธุกรรม) จะแยกออกจากกัน (แยก) ในลักษณะที่ลูกหลานได้รับอัลลีลจากญาติแต่ละคน

หลักการทางพันธุกรรมนี้ปรับเปลี่ยนความเชื่อเริ่มแรกว่ากรรมพันธุ์เป็นกระบวนการ "รวมกัน" ที่ไม่เหมือนใครซึ่งลูกหลานแสดงลักษณะกลางระหว่างผู้ปกครองทั้งสอง

กฎข้อที่สามของ Mendel

กฎหมายที่สามของ Mendel ยังเป็นที่รู้จักกันในนามกฎการแยกอิสระ ในระหว่างการก่อตัวของ gametes ตัวละครสำหรับลักษณะที่แตกต่างจะได้รับการสืบทอดอย่างเป็นอิสระจากกัน

ขณะนี้เป็นที่ทราบกันว่ากฎหมายนี้ไม่สามารถใช้กับยีนในโครโมโซมเดียวกันซึ่งจะได้รับการสืบทอดกัน อย่างไรก็ตามโครโมโซมจะแยกจากกันระหว่างไมโอซิส

ข้อกำหนดที่นำเสนอโดย Mendel

Mendel ประกาศเกียรติคุณหลายคำที่ใช้ในปัจจุบันในสาขาพันธุศาสตร์ ได้แก่ : เด่น, ถอย, ไฮบริด

เด่น

เมื่อเมนเดลใช้คำที่โดดเด่นในการทดลองของเขาเขาพูดถึงตัวละครที่แสดงออกภายนอกในแต่ละบุคคลไม่ว่าจะมีเพียงหนึ่งในนั้นหรือถ้ามีสองคน

ถอย

เมนเดลหมายถึงว่ามันเป็นตัวละครที่ไม่ได้แสดงออกภายนอกบุคคลด้วยเพราะตัวละครที่โดดเด่นป้องกันตัวเองได้ ดังนั้นเพื่อที่จะได้ชัยชนะมันจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบุคคลที่จะมีสองตัวละครถอย

เป็นลูกผสม

เมนเดลใช้คำว่าไฮบริดเพื่ออ้างถึงผลของการข้ามระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่แตกต่างกันหรือลักษณะที่แตกต่างกัน

ในทำนองเดียวกันเขาเป็นผู้สร้างการใช้อักษรตัวใหญ่สำหรับอัลลีลที่โดดเด่นและกรณีที่ต่ำกว่าสำหรับอัลลีลที่ถอย

ต่อจากนั้นนักวิจัยคนอื่น ๆ ทำงานของพวกเขาจนเสร็จและใช้คำศัพท์ที่เหลือในวันนี้: ยีนอัลลีลฟีโนไทป์ homozygote, heterozygote

การถ่ายทอดทางพันธุกรรม Mendelian นำไปใช้กับมนุษย์

ลักษณะของมนุษย์สามารถอธิบายได้ผ่านการสืบทอดของ Mendelian ตราบใดที่ภูมิหลังของครอบครัวเป็นที่รู้จัก

มีความจำเป็นต้องรู้ประวัติครอบครัวเนื่องจากคุณสามารถรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะได้

ในการทำเช่นนี้ต้นไม้ลำดับวงศ์ตระกูลจะถูกทำในลักษณะที่อธิบายลักษณะของสมาชิกในครอบครัวแต่ละคนและสามารถระบุได้ว่าใครเป็นผู้สืบทอดมันมา

ตัวอย่างการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในแมว

ในตัวอย่างนี้สีของขนจะถูกระบุด้วย B (สีน้ำตาลเด่น) หรือ ob (สีขาว) ในขณะที่ความยาวของหางจะถูกระบุด้วย S (สั้นโดดเด่น) หรือยาว (ยาว)

เมื่อผู้ปกครองเป็น homozygous สำหรับแต่ละลักษณะ (SSbb และ ssBB) ลูก ๆ ของพวกเขาในรุ่น F1 นั้นต่างกันทั้งอัลลีลและแสดงฟีโนไทป์ที่โดดเด่น (SsbB) เท่านั้น

ถ้าคู่สมรสกันในรุ่น F2 การผสมสีขนสัตว์และความยาวหางทั้งหมด: 9 เป็นสีน้ำตาล / สั้น (กล่องสีม่วง), 3 เป็นสีขาว / สั้น (กล่องสีชมพู), 3 คือ สีน้ำตาล / ยาว (กล่องสีน้ำเงิน) และ 1 คือสีขาว / ยาว (กล่องสีเขียว)

4 ตัวอย่างลักษณะของ Mendelian

- Albinism : มันเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงของการผลิตของเมลานิน (เม็ดสีที่มนุษย์มีและรับผิดชอบต่อสีผิวผมและดวงตา) ดังนั้นในหลายกรณีมี การขาดทั้งหมดของมัน ลักษณะนี้ด้อย

- ติ่งหูอิสระ : มันเป็นคุณสมบัติที่โดดเด่น

- ติ่งหูเข้าร่วม : มันเป็นลักษณะถอย

- เส้นผมหรือจะงอยปากของหญิงม่าย : คุณลักษณะนี้หมายถึงวิธีการที่เส้นผมสิ้นสุดบนหน้าผาก ในกรณีนี้มันจะจบลงด้วยจุดสูงสุดในศูนย์ ผู้ที่นำเสนอคุณสมบัตินี้มีรูปแบบตัวอักษร "w" คว่ำ มันเป็นคุณสมบัติที่โดดเด่น

ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงการแยก Mendelian

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมเชื่อมโยงกับเพศ

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับเพศหมายถึงสิ่งที่เกี่ยวข้องกับคู่ของโครโมโซมเพศนั่นคือสิ่งที่กำหนดเพศของแต่ละบุคคล

มนุษย์มีโครโมโซม X และโครโมโซม Y ผู้หญิงมีโครโมโซม XX ในขณะที่ผู้ชายมี XY

ตัวอย่างบางส่วนของมรดกที่เชื่อมโยงกับเพศคือ:

-Daltonism: มันเป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ทำให้สีไม่สามารถแยกแยะได้ โดยปกติแล้วคุณไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างสีแดงและสีเขียวได้ แต่จะขึ้นอยู่กับระดับความตาบอดของสีที่บุคคลนั้นนำเสนอ

ตาบอดสีถูกส่งโดยอัลลีลแบบถอยกลับที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X ดังนั้นหากผู้ชายสืบทอดโครโมโซม X ที่แสดงอัลลีลแบบถอยกลับนี้มันจะเป็นตาบอดสี

ในขณะที่ผู้หญิงจะนำเสนอการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมนี้มันเป็นสิ่งจำเป็นที่พวกเขามีโครโมโซม X ที่เปลี่ยนแปลงทั้งสอง นั่นคือเหตุผลที่จำนวนผู้หญิงที่มีอาการตาบอดสีต่ำกว่าผู้ชาย

- ฮีโมฟีเลีย : เป็นโรคทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X เช่นเดียวกับฮีโมฟีเลียฮีโมฟีเลียเป็นโรคที่ทำให้เลือดของคนไม่แข็งตัวอย่างถูกต้อง

ด้วยเหตุนี้ถ้าคนที่ทุกข์ทรมานจากฮีโมฟีเลียถูกตัดเลือดของเขาจะนานกว่าคนอื่นที่ไม่มี สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะคุณมีโปรตีนในเลือดไม่เพียงพอที่จะควบคุมการตกเลือด

-Duchenne muscular dystrophy: เป็นโรคที่สืบทอดมาซึ่งเชื่อมโยงกับโครโมโซม X มันเป็นโรคทางประสาทและกล้ามเนื้อโดยมีการปรากฏตัวของความอ่อนแอของกล้ามเนื้ออย่างมีนัยสำคัญซึ่งพัฒนาในลักษณะทั่วไปและความก้าวหน้า

- Hypertrichosis : เป็นโรคทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครโมโซม Y ดังนั้นจึงถ่ายทอดจากพ่อสู่เด็กผู้ชายเท่านั้น การสืบทอดประเภทนี้เรียกว่าholándrica

Hypertrichosis คือการเจริญเติบโตของเส้นผมส่วนเกินดังนั้นผู้ที่ทนทุกข์ทรมานมีส่วนของร่างกายของคุณที่มีขนดกมากเกินไป โรคนี้เรียกว่าซินโดรมมนุษย์หมาป่าเนื่องจากหลายคนที่ประสบจากโรคนี้ถูกปกคลุมด้วยขนเกือบทั้งหมด