Kao rezultat istraživanja znanstvenika K. Corrensa, G. de Vriesa, E. Čermaka 1900. godine, "ponovno su otkriveni" zakoni genetike, koje je 1865. godine formulirao utemeljitelj znanosti o naslijeđu - Gregor Mendel. U svojim je eksperimentima prirodoslovac primijenio hibridološku metodu, zahvaljujući kojoj su formulirani principi nasljeđivanja osobina i nekih svojstava organizama. U ovom članku razmotrit ćemo glavne obrasce prijenosa nasljeđa koje je proučavao genetičar.
G. Mendel i njegovo istraživanje
Upotreba hibridološke metode omogućila je znanstveniku da uspostavi niz obrazaca, kasnije nazvanih Mendelovi zakoni. Primjerice, formulirao je pravilo uniformnosti hibrida prve generacije (Prvi Mendelov zakon). Ukazao je na činjenicumanifestacije u F1 hibridima samo jedne osobine kontrolirane dominantnim genom. Dakle, pri križanju biljaka graška za sjetvu, čije su se sorte razlikovale po boji sjemena (žuta i zelena), svi hibridi prve generacije imali su samo žutu obojenost sjemena. Štoviše, sve ove osobe također su imale isti genotip (bili su heterozigoti).
Splitski zakon
Nastavljajući križati između jedinki uzetih iz hibrida prve generacije, Mendel je primio dijeljenje znakova u F2. Drugim riječima, biljke s recesivnim alelom ispitivanog svojstva (zelena boja sjemena) fenotipski su identificirane u količini od jedne trećine svih hibrida. Dakle, utvrđeni zakoni neovisnog nasljeđivanja osobina omogućili su Mendelu da prati mehanizam prijenosa i dominantnih i recesivnih gena u nekoliko generacija hibrida.
Di- i polihibridna križanja
U kasnijim eksperimentima, Mendel je zakomplicirao uvjete za njihovu provedbu. Sada su za križanje uzete biljke koje se razlikuju po dva i po velikom broju parova alternativnih svojstava. Znanstvenik je pratio principe nasljeđivanja dominantnih i recesivnih gena i dobio rezultate cijepanja koji se mogu predstaviti općom formulom (3:1) , gdje je n broj parova alternativnih osobina koji razlikuju roditeljske pojedince. Dakle, za dihibridno križanje, cijepanje po fenotipu kod hibrida druge generacije će izgledati ovako: (3:1)2=9:6:1 ili 9:3:3: 1. Odnosno, hibridi drugoggeneracije, mogu se uočiti četiri vrste fenotipova: biljke sa žutim glatkim (9/16 dijela), sa žuto naboranim (3/16), sa zelenim glatkim (3/16) i sa zelenim naboranim sjemenkama (1/16 dijela). Tako su zakoni neovisnog nasljeđivanja osobina dobili svoju matematičku potvrdu, a polihibridno križanje počelo se smatrati kao nekoliko monohibridnih - "superimiranih" jedno na drugo.
Vrste nasljedstva
U genetici postoji nekoliko vrsta prijenosa osobina i svojstava s roditelja na djecu. Glavni kriterij ovdje je oblik kontrole osobine, koji se provodi ili jednim genom - monogeno nasljeđivanje, ili više - poligenskim nasljeđivanjem. Ranije smo razmatrali zakone neovisnog nasljeđivanja osobina za mono- i dihibridna križanja, odnosno prvi, drugi i treći Mendelov zakon. Sada ćemo takav oblik smatrati povezanim nasljeđivanjem. Njegova teorijska osnova je teorija Thomasa Morgana, nazvana kromosom. Znanstvenik je dokazao da uz osobine koje se neovisno prenose na potomstvo, postoje takve vrste nasljeđivanja kao što su autosomno i spolno vezano.
U tim slučajevima, nekoliko osobina u jednoj individui nasljeđuju se zajedno, budući da su kontrolirani genima koji su lokalizirani na istom kromosomu i smješteni u njemu jedan pored drugog - jedan za drugim. Oni tvore skupine veza čiji je broj jednak haploidnom skupu kromosoma. Na primjer, kod ljudi kariotip je 46 kromosoma, što odgovara 23 skupine veza. Utvrđeno je da štošto je manja udaljenost između gena u kromosomu, to se rjeđe događa proces križanja između njih, što dovodi do fenomena nasljedne varijabilnosti.
Kako se nasljeđuju geni koji se nalaze na X kromosomu
Nastavimo proučavati obrasce nasljeđivanja, podložni Morganovoj teoriji kromosoma. Genetske studije su pokazale da i kod ljudi i kod životinja (ribe, ptice, sisavci) postoji skupina osobina na čiji mehanizam nasljeđivanja utječe spol pojedinca. Na primjer, boju dlake kod mačaka, vid boja i zgrušavanje krvi kod ljudi kontroliraju geni koji se nalaze na spolnom X kromosomu. Dakle, defekti odgovarajućih gena kod ljudi se fenotipski manifestiraju u obliku nasljednih bolesti koje se nazivaju bolesti gena. To uključuje hemofiliju i sljepoću za boje. Otkrića G. Mendela i T. Morgana omogućila su primjenu zakona genetike u tako važnim područjima ljudskog društva kao što su medicina, poljoprivreda, uzgoj životinja, biljaka i mikroorganizama.
Odnos između gena i svojstava koja oni definiraju
Zahvaljujući suvremenim genetskim istraživanjima, ustanovljeno je da su zakoni neovisnog nasljeđivanja osobina podložni daljnjoj ekspanziji, budući da omjer “1 gen - 1 osobina” koji je u njihovoj osnovi nije univerzalan. U znanosti su postali poznati slučajevi višestrukog djelovanja gena, kao i međudjelovanja njihovih nealelnih oblika. Ove vrste uključuju epistazu, komplementarnost, polimeriju. Tako je utvrđeno da je količina pigmenta kožemelatonin, koji je odgovoran za njegovu boju, kontrolira čitava skupina nasljednih sklonosti. Što su u ljudskom genotipu dominantniji geni odgovorni za sintezu pigmenta, koža je tamnija. Ovaj primjer ilustrira interakciju kao što je polimer. U biljkama je ovaj oblik nasljeđivanja svojstven vrstama iz obitelji žitarica, u kojima boju zrna kontrolira skupina polimernih gena.
Dakle, genotip svakog organizma predstavljen je integralnim sustavom. Nastala je kao rezultat povijesnog razvoja biološke vrste - filogeneze. Stanje većine osobina i svojstava pojedinca rezultat je interakcije gena, kako alelnih tako i nealelnih, a oni sami mogu utjecati na razvoj nekoliko osobina organizma odjednom.
