علم الاحياء

ماندليسم ، قوانين مندل

مندل ، غريغور - البوهيمي الطبيعي (Heinzendorf ، سيليسيا ، 1822 - برنو ، مورافيا ، 1884). بعد أن أصبح الراهب الأوغسطيني ، دخل دير برنو في عام 1843 ؛ بعد ذلك أكمل دراسته العلمية في جامعة فيينا. من عام 1854 قام بتدريس الفيزياء والعلوم الطبيعية في برنو ، حيث كرس نفسه بين عامي 1857 و 1868 للتجارب العملية حول تهجين البازلاء في حديقة الدير. بعد مراقبة دقيقة وصحيحة للنتائج التي أفضت إلى توضيح الوضوح ودقة رياضية القوانين الهامة التي تندرج تحت اسم قوانين مندل. وسواء كانت هذه القوانين صالحة لعالم النبات كما في عالم الحيوان ، فقد شكلت نقطة البداية لإنشاء فرع جديد للعلوم البيولوجية: علم الوراثة. لمدة تسع سنوات ، حلل نتائج مئات ومئات من التلقيح الاصطناعي ، وزرع ودرس حوالي 12000 نبات ، شرح مندل بصبر كل ملاحظاته ، وقدمت نتائجها في مذكرة موجزة لجمعية تاريخ برنو الطبيعية في عام 1865. في ذلك الوقت ، لم يكن النشر موضع تقدير بكل أهميته ولم يثر الاهتمام الذي يستحقه. تمّ إعادة اكتشاف القوانين في عام 1900 في وقت واحد وبشكل مستقل عن ثلاثة علماء نبات: تجاهلها العلماء في هولندا ، سي. كورينس في ألمانيا ، إ. فون تشوميرماك في النمسا. ولكن في الوقت نفسه حققت دراسة علم الأحياء تقدمًا كبيرًا ، وتغيرت الأوقات ، وكان لهذا الاكتشاف تأثيرًا كبيرًا على الفور.

كما أن القانون الأول ، أو قانون الهيمنة ، يسمى بشكل أكثر ملاءمة قانون توحيد الهجينة. أخذ مندل نباتين من البازلاء (والذي سماه الأسلاف) كلاهما من جنس نقي ، واحد مع البذور الصفراء ، والأخضر الآخر ، واستخدم حبوب لقاح واحد لتخصيب الآخر. من هذا التقاطع جاء الجيل الأول من البازلاء من نباتات هجينة ، أي لم تعد ذات سلالة نقية ؛ جميع النباتات التي تنتج البازلاء مع البذور الصفراء ، لا شيء أظهر شخصية البذور الخضراء. وبعبارة أخرى ، سيطرت الصفراء على الأخضر ؛ لذا كان اللون الأصفر مهيمنا ، أخضر ، ملثمين ، متنحي. هناك أيضا حالة خاصة ، عندما تكون هناك سيطرة غير كاملة ويظهر الجيل الأول طابع وسيط بين الأب والأم. ولكن حتى في هذه الحالة ، ستكون الهجينة متساوية مع بعضها البعض. قدم مندل شرحًا للظواهر الرائعة والرائعة. افترض أنه ، مع الأمشاج ، تم نقل بعض العوامل ، المسؤولة عن تطوير الشخصيات. كان يعتقد أنه في كل كائن حي يتم تنظيم شخصية معينة بعاملين ، أحدهما ينتقل من الأم والآخر من قبل الأب ، وأن هذين العاملين متساويان في الأفراد العرق النقي ، المختلفين في الهجينة وأن هناك في النهاية عامل واحد فقط في الأمشاج . أشار مندل إلى عاملين من الشخصيات المتناقضة مع حروف الأبجدية ، الحروف الكبيرة للحرف السائد ، الضئيل بالنسبة المتنحية. وحيث أن كل والد لديه عاملان ، فقد أشار على سبيل المثال مع AA البازلاء تحمل الحرف الصفراء المهيمنة ، مع أأ واحد يحمل الطابع المتنحي الأخضر. الهجين ، الذي يتلقى A من أحد الوالدين ومن ناحية أخرى ، سيكون Aa.

يمكن للمرء أن يشير هنا إلى أنه من مظهر الفرد لا يمكن للمرء أن يعرف دائما ما إذا كان ينتمي إلى عرق نقي أو ما إذا كان هجينًا. من ناحية أخرى ، من الضروري فحص سلوكه عند التقاطعات وإعادة اللقاءات. في الواقع ، على ما يبدو البازلاء الصفراء الهجين الأخضر والأخضر متطابقة. ومع ذلك ، فمن المعروف أن تكوينها الجيني يختلف ، واحد يجري AA وأخر Aa. عند عبور البازلاء الصفراء الأخرى (AA) ، ستحصل دائمًا على البازلاء الصفراء الخضراء فقط ، معبرًا باللون الأصفر أو شبه الأصفر ولكن البازلاء المهجنة (Aa) سترى بذور بذور خضراء تظهر في أحفادها. البازلاء الصفراء Aa ، على الرغم من كونها متطابقة ، تختلف في تركيبتها الوراثية. قوانين Mendel المهمة الأخرى هي: قانون الفصل أو الانفصال عن الشخصيات وقانون استقلالية الشخصية.

في وقت مندل ، لم تتضح بعد ظواهر الانقسام الفتيلي والانقسام الاختزالي ، ولكننا نعلم اليوم أنه في الانقسام الاختزالي ، لا يحصل الأمشاج إلا على كروموسوم واحد فقط من كل زوج ، وعلى وجه الحصر مع الإخصاب ، تعود هذه الصبغيات إلى التزاوج عشوائيا.

إذا فكرنا (في التبسيط المؤقت) أن عاملًا معينًا موضعيًا على زوج واحد من الكروموسومات ، فإننا نرى أنه في الكائنات حقيقية النواة (ثنائي الصيغة) توجد العوامل في أزواج ، وفي الأمشاج (الصبغيات) فقط يوجد عامل واحد. وحيثما توجد في أزواج ، يمكن أن تكون متساوية أو مختلفة.

عندما يقترب عاملان متساوان في الزيجوت (سواء كانت سائدة أو مقهورة ، GG أو gg) ، يقال إن الفرد المستمد من ذلك هو متماثل الزيجوت لتلك الشخصية ، في حين أن الخليط المتغاير يسمى ذلك الذي تم فيه دمج عاملين مختلفين (Gg).

تسمى العوامل البديلة التي تحدد الشخصية في الفرد الأليلات . في حالتنا ، على سبيل المثال G هي الأليل السائد والأليل المتنحية لطبيعة لون البازلاء.

الأليل لشخص معين يمكن أن يكون أكثر من اثنين. ولذلك فإننا سوف نتحدث عن شخصيات ديالليّة و متعدّدة الرموز ، أو ، على التوالي ، من الشكل الإيقاعي الشكل و تعدد الأشكال الوراثي .

بموجب الاتفاقية ، يشار إلى أجيال المعبر التجريبي مع الرموز P و F1 و F2 ، والتي تعني على التوالي:

P = توليد الوالدين

F1 = أول فرع للجيل ؛

F2 = الجيل الثاني من الفروع.

في مفترق طرق مندليان ، الأصفر الأصفر الأخضر يعطيهم جميع الصفراء. أي اثنين منهم ، عبرت بعضها البعض ، وإعطاء الأخضر كل ثلاثة يصفر. الصفراء والخضراء من الجيل P كلها متماثلة اللواقح (كما ثبت مع اختيار طويل). كل واحد منهم يعطي الأمشاج نفس الشيء دائمًا ، لذا فإن أطفالهم متساوون في الطول ، كلهم ​​متخالفون. نظرًا لأن اللون الأصفر يسيطر على اللون الأخضر ، تكون جميع الزيجوت المتغايرة صفراء (F1).

ومع ذلك ، فإننا نعبر اثنين من هذه الزيجوت المتغايرة مع بعضهما البعض ، فنحن نرى أن كل شخص يستطيع إعطاء نوع واحد أو النوع الآخر من الأمشاج باحتمالية متساوية. كما أن انضمام الأمشاج في البيضات الملقحة له نفس الاحتمال (باستثناء الحالات الخاصة) ، بحيث أنه في F2 ، مع احتمالية متساوية ، يتم تشكيل خلايا ملقحة من الأنواع الأربعة المحتملة: GG = متماثلة اللواقح ، أصفر ؛ Gg = heterozygous، yellow؛ gG = heterozygous، yellow؛ gg = متماثل ، أخضر.

وبالتالي ، فإن اللون الأصفر والأخضر يكونان في نسبة 3: 1 في F2 ، حيث أن اللون الأصفر يظهر نفسه في حالة وجوده ، بينما يتجلى اللون الأخضر فقط في غياب اللون الأصفر.

لفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل من وجهة نظر البيولوجيا الجزيئية ، يكفي أن نفترض أن مادة أساسية معينة ، خضراء ، لا يتم تعديلها بواسطة الإنزيم الناتج عن الأليل g ، بينما ينتج الأليل G إنزيمًا يحول الصبغة الخضراء إلى صبغة. صبغة صفراء. إذا لم يكن الأليل G موجودًا على أي من الكروموسومين المتوازيين اللذين يحملان هذا الجين ، تظل البازلاء خضراء.

إن حقيقة أن البسلة الصفراء يمكن أن تتميز بنوعين جينيين مختلفين ، GG متماثل وزوج متغاير ، تعطينا الفرصة لتحديد النمط الظاهري والنمط الوراثي.

يسمى المظهر الخارجي للكائن من الصفات الوراثية (ما نراه) ، معدلة أو معدلة بالتأثيرات البيئية ، النمط الظاهري . يطلق على النمط الجيني بدلا من ذلك مجموعة من الأحرف الجينية فقط ، والتي يمكن التعبير عنها أو لا في النمط الظاهري.

البازلاء الصفراء من F2 لها نمط ظاهري متساوي ولكن نوع جيني متغير. في الواقع ، فهي ل2 / 3 متغايرة الزيجوت (ناقلات من الحرف المتنحية) و 1/3 متماثلي الزيجوت.

بدلاً من ذلك ، على سبيل المثال ، في البازلاء الخضراء ، يكون النمط الوراثي والنمط الظاهري غير متبادلان.

كما سنرى ، فإن ظهور واحد فقط من الأحرف الأبوية في F1 ، وظهور كل من الأحرف في نسبة 3: 1 في F2 ، هي ظواهر عامة تخضع لقانون مندل الأول والثاني ، على التوالي. يشير كل هذا إلى تقاطع الأفراد الذين يختلفون عن زوج واحد من الأليلات ، من أجل شخصية وراثية واحدة.

إذا تم إجراء أي تقاطع من هذا النوع ، يتكرر نمط Mendelian. على سبيل المثال ، عند عبور البذور ببذور خشن وبذور ناعمة ، حيث يكون الأليل السلس مهيمناً ، سيكون لدينا LL X 11 في P ، كل LI (متغايرة الزيجوت ، على نحو سلس) في F1 ، وثلاثة سلسة لكل خشن في F2 (25٪ LL ، 50٪ LI ، 25٪ 11). ولكن إذا عبرنا الآن جزيئات متماثلة متماثلة مزدوجة ، أي أنواع تختلف بأكثر من حرف واحد (مثل GGLL ، أصفر وسلس ، مع ggll ، greens و regoses) ، نرى أنه في F1 سيكون كل شخص متخالفًا مع كل من الشخصيات السائدة والظاهرة ، ولكن في سيكون للـ F2 التركيبات النمطية الأربعة الممكنة في نسبة عددية 9: 3: 3: 1 وهي مشتقة من 16 طرازا وراثيا محتملا تتطابق مع التوليفات الممكنة للأنواع الأربعة من الأمشاج (تؤخذ من اثنين إلى اثنين في البيضة الملقحة).

من الواضح أن شخصيتين كانتا معًا في الجيل الأول معزولة بشكل مستقل عن الأخرى في الثالثة. كل زوج من الكروموسومات المتجانسة يعزل ، بشكل مستقل عن الآخر ، في الانقسام الاختزالي. وهذا ما يحدد قانون مندل الثالث.

دعونا ننظر الآن ، ككل ، صياغة قوانين مندل الثلاثة :

الأول: قانون الهيمنة. بالنظر إلى زوج من الألائل ، إذا كان ذرية صليب بين ذوات الزيجوت المتناظرة المعنية تقدم فقط واحدة من الشخصيات الأبوية في النمط الظاهري ، فإن هذا يسمى السائد والأخرى المتنحية.

الثاني: قانون الفصل. يعطي الصليب بين الهجين F1 ثلاثة المهيمنين لكل المتنحية. وبالتالي فإن نسبة النمط الظاهري هي 3: 1 ، في حين أن نسبة النمط الوراثي هي 1: 2: 1 (25٪ من الزيجوت المتماثلة المهيمنة ، و 50٪ متغايرة الزيجوت ، و 25٪ متناحية متماثلة).

عندما نعبر الأفراد الذين يختلفون عن أكثر من زوج من الأليلات ، فإن كل زوج ينفصل في الأحفاد ، بشكل مستقل عن الآخرين ، وفقًا للقانون الأول والثاني.

هذه القوانين الثلاثة ، حتى لو لم يتم صياغتها بشكل صحيح على هذا النحو من مندل ، يتم الاعتراف بها كأساس لعلم الوراثة في حقيقيات النواة. وكما هو الحال دائمًا في المبادئ العظيمة للبيولوجيا ، لا يعني الطابع العام لهذه القوانين أنه ليس لها أي استثناء.

في الواقع ، فإن الاستثناءات الممكنة كثيرة بحيث أنها تستخدم اليوم لتقسيم الوراثة إلى mendelian و neomendelian ، بما في ذلك في الأخير جميع الظواهر التي لا تندرج ضمن قوانين Mendelian.

على الرغم من أن الاستثناءات الأولى شككت في صحة اكتشافات مندل ، إلا أنه ثبت فيما بعد أن قوانينه عامة في نطاقها ، ولكن الظواهر الكامنة هي مجتمعة مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من الظواهر الأخرى التي تعدلها. خلاف ذلك التعبير.

تابع: توقع فصيلة دم طفلك »

التعديل الأخير تم بواسطة: Lorenzo Boscariol