Первый закон Менделя
Первый закон Менделя — закон единообразия первого поколения (закон доминирования)
При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (т. е. двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков, все первое поколение гибридов F1 окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.
Этот признак получил название доминантного.
Неполное доминирование
В гетерозиготном организме доминантный ген не всегда подавляет проявление рецессивного гена. В ряде случаев гибрид первого поколения F1 не воспроизводит полностью ни одного из вариантов родительских признаков, и выраженность признака носит промежуточный характер. Так, при скрещивании ночной красавицы с красной окраской цветов с растениями, имеющими белые цветки, все потомки F1 обладают розовой окраской венчика.
Второй закон Менделя
Второй закон Менделя — закон расщепления
При скрещивании двух потомков первого поколения F1 между собой (двух гетерозиготных организмов) во втором поколении F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу 3 : 1, по генотипу — 1 : 2 : 1.
То есть по фенотипу три четверти потомства будет нести доминантный признак, а одна четверть потомства окажется рецессивной. По генотипу 25% потомства будет гомозиготным по доминантному гену, 50% гетерозиготным, а 25% гомозиготным по рецессивному гену.
Гомозиготный организм — организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат одинаковые по последовательности нуклеотидов аллельные гены. В формальной генетике можно считать организм гомозиготным, если оба аллеля обеспечивают одинаковое проявление признака (например, желтый и желтый).
Гетерозиготный организм — организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат разные по последовательности нуклеотидов аллельные гены, т. е. гены, определяющие различные проявления признака (например, желтый и зеленый).
Закон чистоты гамет
Наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. Половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары.
Закон чистоты гамет Гаметы генетически чисты, так как в них находится только один ген из каждой аллельной пары. |
Цитологической основой закона чистоты гамет служит расхождение гомологичных хромосом при образовании половых клеток в ходе мейоза.
Третий закон Менделя
Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования признаков. При скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по двум или более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Закон независимого комбинирования справедлив для аллельных пар, расположенных в разных гомологичных хромосомах. При дигибридном скрещивании во втором поколении гибридов будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 9 : 3 : 3 : 1, т. е. 9/16 потомства будет нести оба доминантных признака, 3/16 потомства — один доминантный, а второй рецессивный, 3/16 потомства будет рецессивным по первому и доминантным по второму признакам и 1/16 должна оказаться рецессивной по обоим признакам. Расщепление же по каждому признаку отдельно составит 3:1, как при моногибридном скрещивании.
Сцепление генов
Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием, а локализация генов в одной хромосоме — сцеплением генов. Сцепленное наследование генов, локализованных в одной хромосоме, называют законом Моргана. Явление, при котором гены, расположенные в одной хромосоме, всегда наследуются совместно, называют полным сцеплением. Это возможно, если гены расположены в одной хромосоме непосредственно друг за другом и кроссинговер между ними практически невероятен. Если гены расположены в хромосоме на некотором расстоянии друг от друга, то вероятность кроссинговера между ними повышается. В результате кроссинговера сцепление может нарушаться, и возникают гаметы с перекомбинированными генами. Такое сцепление генов называется неполным.
Группы сцепления
Все гены, входящие в одну хромосому, передаются по наследству совместно и составляют группу сцепления. Поскольку гомологичные хромосомы несут аллельные гены, отвечающие за развитие одних и тех же признаков, в группу сцепления включают обе гомологичные хромосомы. Таким образом, количество групп сцепления соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе. Например, у человека 2n = 46 хромосом — 23 группы сцепления, у дрозофилы 2n = 8 хромосом — 4 группы сцепления.
Нарушение сцепления генов
Причиной нарушения сцепления генов служит кроссинговер — перекрест хромосом в профазе I мейотического деления. Чем дальше друг от друга гены расположены в хромосоме, тем выше вероятность перекреста между ними и тем больше процент гамет с перекомбинированными генами, а следовательно, и больше особей в потомстве, отличных от родителей. За единицу расстояния между генами в одной хромосоме принят 1% кроссинговера, названный одной морганидой.
Генетика пола
Хромосомы, которыми мужской и женский пол отличаются друг от друга, называют половыми или гетерохромосомами. Половые хромосомы у женщин одинаковые, их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется одна X- и одна У-хромосома.
Определение пола будущего организма происходит в момент оплодотворения и определяется сочетанием половых хромосом в зиготе. У человека гомогаметным является женский пол, т. е. все яйцеклетки несут Х-хромосому. Мужской пол гетерогаметен, т. е. существуют сперматозоиды двух типов — несущие Х-хромосому и несущие У-хромосому.
Проявление рецессивного гена
В отличие от генов, локализованных в аутосомах при сцеплении с полом, может проявиться и рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Это происходит в тех случаях, когда рецессивный ген, сцепленный с Х-хромосомой, попадает в гетерогаметный организм. Например: XhY — гемофилия, XhY — дальтонизм.