Факультет

Студентам

Посетителям

Закон чистоты гамет

Для объяснения явлений единообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков у гибридов второго поколения Г. Мендель предложил так называемую гипотезу чистоты гамет, согласно которой развитие любого признака организма определяется соответствующим ему наследственным фактором (в современном понимании — геном).

Так, признак красной окраски цветков обусловливается доминантным фактором, а признак белой окраски — рецессивным.

Для обозначения наследственных факторов, участвующих в скрещиваниях, Г. Мендель предложил буквенную символику, применяемую с тех пор во всех генетических работах. Доминантные гены стали обозначать заглавными, а соответствующие им рецессивные гены — строчными буквами алфавита. Доминантный ген красной окраски цветков обозначают буквой А, а рецессивный ген белой окраски — а.

Гибридные растения первого поколения происходят в результате слияния гамет с доминантным геном А от красноцветкового родителя и с рецессивным геном а от белоцветкового родителя. Поэтому они одновременно имеют ген красной и ген белой окраски цветков. Так как ген А доминирует над геном а, то все гибриды первого поколения оказываются красноцветковыми, но, будучи однородными (красноцветковыми) по внешнему виду (в современной терминологии — по фенотипу), они в своей наследственной структуре (генотипе) несут гены, обусловливающие развитие разнородных по окраске цветков: красных и белых.

При созревании гамет любая из них может получить или доминантный ген А, или рецессивный ген а. Соединение гамет с генами А и а в гибридном организме не вызвало их смешения или слияния. Гены А и а в гаметах, образуемых гибридными организмами первого поколения, остаются такими же «отдельностями», какими они были у исходных родительских форм. В этом и заключается чистота гамет по одной паре аллельных генов.

Г. Мендель не связывал наследственные факторы и процесс их распределения при образовании гамет с какими-либо конкретными материальными структурами клетки и процессами клеточного деления. Но последующее развитие генетики показало, что в гипотезе чистоты гамет задолго до создания хромосомной теории наследственности было предугадано существование элементарных единиц наследственности — генов и механизма мейоза. Было установлено, что гены одной пары признаков находятся в одинаковых точках гомологичных хромосом. Такие гены получили название аллельных. Материальной основой распределения аллельных генов при образовании гамет является мейоз.

Исходя из положений гипотезы чистоты гамет и применяя определенную буквенную символику, стало возможным составлять различные схемы скрещиваний и анализировать в ряду поколений получаемые в них результаты.

Гибриды F1 в соответствии с правилом единообразия все красноцветковые, но они образуют яйцеклетки и пыльцу двух типов:

А и а. При оплодотворении на основании равновероятного сочетания гамет получаются три типа зигот: АА, Аа и аа. Так как красная окраска цветков доминирует над белой, то в F2 происходит расщепление признаков в отношении 3:1. Белоцветковые растения F2 при дальнейшем размножении будут давать потомство только с белыми цветками. Все они оказываются одинаковыми и по внешнему виду (фенотипу) и по своей наследственной структуре (генотипу).

Красноцветковые растения F2 одинаковы по фенотипу, но различны по генотипу: 1/3 их имеет два одинаковых доминантных гена (АА), 2/3 — по одному доминантному и по одному рецессивному гену (Аа). Организмы, содержащие в клетках тела два доминантных (АА) или два рецессивных (аа) гена данной аллельной пары, называются гомозиготными (от греч. Гомос — одинаковый и зигота), а содержащие разные гены (Аа) данной аллельной пары, — гетерозиготными (от греч. гетерос — различный и зигота). Гомозиготные особи при размножении не дают расщепления в последующих поколениях, тогда как гетерозиготные формы продолжают расщепляться.

При полном доминировании число классов гибридных организмов в F2 по фенотипу и генотипу не совпадает. В моногибридных скрещиваниях по фенотипу выделяются два класса (например, красноцветковые и белоцветковые особи), а по генотипу — три класса (особи с генетической структурой АА, Аа и аа).

При неполном доминировании число классов по фенотипу и генотипу совпадает. Это хорошо можно наблюдать в упоминавшемся выше скрещивании красноцветковой и белоцветковой форм львиного зева. Гибриды F1 имеют генотипы Аа и розовую окраску цветков. В F2 в результате расщепления получаются красноцветковые (АА), розовоцветковые (Аа) и белоцветковые (аа) формы в кратном отношении 1:2:1, то есть трем классам особей по фенотипу с красными, белыми и розовыми цветками соответствуют три класса особей по генотипу (АА, Аа и аа).

Предположение Г. Менделя о наличии у скрещиваемых растений гороха материальных наследственных единиц, не исчезающих и не сливающихся в гибридных особях, высказанное в гипотезе чистоты гамет, оказалось верным для всех без исключения диплоидных организмов. Так, на основе гипотезы чистоты гамет был создан один из основных законов генетики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: