Закономерности наследования признаков и законы скрещивания

Закономерности наследования признаков и законы скрещивания

Для начала дадим определение закономерностям наследования.

Г. Мендель в своей работе «Опыты с растительными гибридами» впервые сформулировал закономерности наследования. В основу своих экспериментов Мендель положил скрещивание различных сортов гороха.

Первый и второй законы описывали закономерности моногибридного скрещивания, а третий — дигибридного и полигибридного.

Соответственно, если речь идет о полигибридном скрещивании, то здесь учитывается сразу несколько альтернативных признаков.

Суть основных закономерностей наследования

Есть несколько факторов, которые, по мнению ученых, обуславливают успех применения гибридологического метода, лежащего в основе экспериментов Менделя:

• анализируют наследование признака с чистых линий;
• в анализе важно исследование альтернативных (взаимоисключающих) признаков;
• важен точный количественный учет потомков;
• наследование признаков доступно для отслеживания в ряду поколений.

В основе первого закона Менделя лежит то, что скрещивание гомозиготных особей, анализируемых по одной паре признаков, приводит к тому, что проявляются только доминантные признаки. Также наблюдается генотипическое и фенотипическое разнообразие.

Согласно второму закону Менделя, скрещивание гетерозиготных гибридов первого поколения дает определенное фенотипическое и генотипическое расщепление во втором поколении — 3:1 и 1:2:1 соответственно. Выяснилось, что во втором поколении происходит проявление подавляемого ранее рецессивного признака.

Гипотеза «чистоты гамет» является цитологической основой второго закона Менделя. Определение каждого признака происходит при помощи сочетания двух аллельных генов: при образовании гетерозиготных гибридов не происходит смешения аллельных генов (они присутствуют в неизмененном виде).

При мейозе лишь одна хромосома из гомологичной пары попадает в каждую гамету. Из этого следует, что только один ген из пары аллельных генов (или гамета) чиста по отношению к другому аллельному гену.

Третий закон Менделя утверждает, что в результате скрещивания гомозиготных организмов (они анализируются по двум и более парам признаков) гибриды третьего поколения отличаются независимым наследованием комбинированных признаков — оно соответствует генам различных аллельных пар.

Чтобы изучить закономерности наследования признаков у растений, ученый обратился к моногибридному скрещиванию (кратко о нем мы расскажем позже). Затем он постепенно переходил к дигибридному скрещиванию. Выходит, что закон единообразия гибридов первого поколения находит проявление как при моногибридном, так и при дигибридном скрещивании. При этом, родительские особи являются гомозиготными по обеим парам признаков.

Прием анализирующего скрещивания очень часто используется в ходе исследования закономерностей наследования. В его основе лежит утверждение, что скрещивание особи происходит с рецессивной гомозиготной особью. Как результат — в первом поколении будет наблюдаться расщепление с соотношением 1:1.

Основные положения хромосомной теории наследственности были сформулированы Т. Морганом в 1911 году.

Среди них:

• все гены расположены в хромосоме линейно, для них свойственен собственный уникальный локус;
• расположенные в одной хромосоме гены формируют группу сцепления, наследуются они все вместе. Количество групп сцепления идентично n набору хромосом;
• процесс кроссинговера может происходить между гомологичными хромосомами. Его суть — в обмене гомологичными участками между хромосомами. Нередко этот процесс может приводить к нарушениям сцепления генов. Вероятность нарушений повышается, если гены располагаются внутри хромосомы близко друг к другу. Такая закономерность приводит к тому, что одна морганида соответствует 1% кроссинговера;
• объектом проводимых ученым экспериментов были мушки-дрозофилы.

Возможно появление нескольких типов гамет — кроссоверных и некроссоверных. Их появление провоцируют сцепление между локализованными в одной хромосоме генами и нарушение этого сцепления.

Аллельное взаимодействие генов — одна из закономерностей наследования признаков. Могут возникать два типа ситуаций: полного доминирования и неполного доминирования.

В некоторых случаях возникает ситуация сверхдоминирования: в гетерозиготе признак выражен мощнее, чем в гомозиготе.

Кодоминирование — еще один вариант наследования: в фенотипе гетерозигот проявляются оба аллельных гена, что приводит к формированию нового признака.

Есть еще множественный аллелизм: он проявляется при возникновении в популяции более двух аллельных генов. Такие гены появляются тогда, когда присутствуют мутации одного и того же гена хромосомы.

Неаллельное генетическое взаимодействие можно представить в виде комплементарности и эпистаза. Под комплементарностью понимают взаимодействие генов, в результате которого два неаллельных гена дают новый признак. Суть эпистаза заключается в том, что действия генов одной аллели подавляются генами другой. Подавляющий ген выступает в качестве супрессера или ингибитора.