Моногибридное скрещивание
ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ,
УСТАНОВЛЕННЫЕ Г.МЕНДЕЛЕМ
Успех Г.Менделю (1866) обеспечил удачно выбранный объект (садовый горох) и ряд условий, которые он соблюдал:
1. Он вычленил из общей совокупности признаков у гороха отдельные, хорошо отличимые, контрастные признаки и в ряду поколений проверил их "чистоту". Это значит, что в ряду поколений у растений гороха с определенными признаками не появляются растения с другими альтернативами этих признаков. Это обусловлено тем, что у гороха самоопыление происходит в закрытом цветке, а поэтому на их пестики до оплодотворения не попадала пыльца другого сорта.
2. Мендель вел количественный учет в потомстве, т.е. подсчитывал растения с различными признаками отдельно.
3. Вел индивидуальный учет потомства, полученного от самоопыления каждого растения.
4. Ввел буквенные обозначения "наследственных факторов" (генов), что позволило ему легко объяснить полученные результаты.
5.Предположил парность определения каждого, признака, т.е.каждый признак определяется парой "наследственных факторов". ) этим он предвосхитил открытую позже парность хромосом у диплоидных организмов (гомологичные хромосомы). При образовании половых клеток в каждую из них попадает один из пары"наследственных факторов". Впоследствии было показано, что в половую клетку действительно попадает одна из каждой пары гомологичных хромосом (после редукционного деления мейоза).
Наследование по Г.Менделю идет в том случае, если гены А,В, С и тд. находятся в разных, негомологичных хромосомах. Расщепление носит статистический характер. Поэтому во втором поколении нужно получить достаточно большое число потомков, чтобы наблюдать закономерности наследования. Чем больше пар признаков (или генов) берется в учет одновременно, тем больше потомков второго поколения нужно проанализировать.
МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ
Это скрещивание двух форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных (контрастных) признаков, точнее, по аллелям одного гена. Например, Мендель скрещивал сорт гороха, имеющего белые цветки, с сортом, у которого были пурпурные цветки. Схема скрещивания в этом случае будет выглядеть так
Признак, проявившийся у гибридов F1 называют доминирующим или доминантным (господствующим), а другой - рецессивным (скрытым). Следовательно, здесь пурпурная окраска цветков доминирует над белой. Все гибридные растения Рг имеют пурпурную окраску цветков (единообразие). Во втором поколении гибридов появилось два класса растений: один класс с пурпурной окраской цветков, другой - с белой. Это называется расщеплением и обозначается значком деления. Буквой А обозначен здесь ген окраски цветков, а буквами А и а обозначены различные альтернативы этого гена, т.е. аллели гена окраски цветков у гороха. Аллель - определенное (химическое) состояние гена.
Ген - определенный участок молекулы ДНК со своей специфической последовательностью пар нуклеотидов, контролирующий структуру РНК, а через нее - структуру белковой молекулы, и наконец, признак. Следовательно, различные состояния гена (аллели) возникают в результате химических изменений гена (мутаций), что отражается на структуре РНК, белка, а, следовательно, на характере проявления признака.
Если признак определяется одинаковыми аллелями (АА и аа), то он называется гомозиготным, а если разными (Аа) - гетерозиготным. Следовательно, рецессивный признак находится всегда в гомозиготном состоянии, а доминантный может находиться как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии.
Расщепление наблюдается в том случае, когда скрещиваемые формы, имеющие доминантные признаки, гетерозиготны по ним. В приведенном примере в F2 расщепление наблюдается по видимым признакам в соотношении 3 с пурпурными : 1 с белыми цветками. Это названо расщеплением по фенотипу. На большом числе потомков в F2 статистически это значит, что появится около 3/4 растений с пурпурными и около 1/4- с белыми цветками. Кроме того расщепление идет и по сочетанию пар аллелей (1 АА : 2 Аа : 1аа), которое было названо расщеплением по генотипу. Вообще под генотипом понимается совокупность генов одного организма, а под фенотипом - совокупность признаков и свойств одного организма, обусловленных взаимодействием генотипа и внешней среды. Но употребляются эти термины и для отдельных генов, признаков и свойств организмов.
У гороха расщепление по фенотипу и генотипу не совпадало. Выяснено это было Г.Менделем при индивидуальном учете потомства от самоопыления каждого растения F2 в следующем поколении F3. Оказалось, что растения с белыми цветками при самоопылении не давали расщепления в F3 и последующих поколениях, а среди пурпурноцветковых растений были такие, которые не давали, и такие, которые давали расщепление.
В генетике для анализа генотипа организмов, имеющих доминантный признак, применяют одно из возвратных скрещиваний - анализирующее.
Возвратными скрещиваниями называют скрещивания потомков с исходными родителями. Здесь возможно скрещивание с доминантным или рецессивным родителем.
Знаком Fb обозначается потомство от возвратного скрещивания. Первое скрещивание так и называют возвратным, оно не позволяет проанализировать генотип.
Второе скрещивание называют анализирующим, так как в случае гетерозиготности признака следует расщепление в потомстве. При этом расщепление идет в отношении 1:1, т.е. вероятности рецессивного и доминантного признака одинаковы (1/2). Это является результатом того, что у гстерозиготы по менделирующим признакам различные сорта гамет образуются в равных пропорциях.