Законы Менделя

Для понимания законов Менделя введем еще одно определение. Гибридами называются организмы, которые получаются в результате скрещивания особей, различающихся наследственными признаками. Условно принято обозначать родительское поколение латинской буквой Р, первое поколение гибридов - F1, второе поколение - F2.
Первый закон Менделя - закон единообразия гибридов первого поколения - гласит:
Первое поколение от скрещивания "чистых" производителей, гоеозиготных (однородных) по разныйм аллелям, является генетически однородным, гетерозиготные по этим аллелям и обладает одинаковые фенотипом.
Проиллюстрируем первый закон Менделя. Доминантным аллелем гена А-"агути" является аллель А^s - черный окрас (при наличии гена ослабителя - серый окрас), рецессивным по отношению к А^s является аллель А ^y - рыжий окрас (при наличии гена ослабителя - палевый окрас).
Для примера скрестим кобеля серого окраса с сукой палевого окраса.
Запишем генотип родителей - Р:
А^sА^s - генотип отца;
А ^y А ^y - генотип матери.
В процессе образования половых клеток хромосомы, несущие эти аллели, расходятся и каждая из них попадает в отдельную гамету. Поскольку родители гомозиготны, кобель дает гаметы только с аллелем А^s, сука - с аллелем А ^y. Как мы видим, все потомки будут гетерозиготны и будут иметь генотип А ^{sА y}. По фенотипу они все будут серого окраса.

 

Второй закон Менделя - закон расщепления - гласит:
При скрещивании гибридов первого поколения между собой получают попиънспгво, разнородное по генотипу и фенотипу.
Скрестим братьев и сестер, полученных от первого скрещивания. Р: А ^y А ^y - генотип отца; А ^y А ^y - генотип матери.
Воспользуемся решеткой Пеннета. Запишем по строкам и столбцам все возможные гаметы. Пересечение строк со столбцами даст нам генотипы зигот, которые возникают при слиянии гамет.

1 А^sА^s: 2 А^sА ^y: 1 А ^y А ^y

В потомстве от скрещивания двух гетерозигот 50% потомков - гетерозиготы (2 А^sА ^y), по 25% потомков - гомозиготы (1 А^sА^s: 1 А ^y А ^y).
По фенотипу мы будем иметь: 75% серого окраса (50% - гетерозигот А ^{sА y} и 25% - гомозигот А^sА^s), 25% - палевого окраса (гомозигот А ^y А ^y), то есть расщепление произойдет в отношении 3:1. Мы видим, что от собак серого окраса могут родиться щенки палевого окраса. А вероятность их появления равняется тем процентам, которые мы рассмотрели выше.
Вероятностные предсказания сбываются при большом числе испытаний. Так, из 1000 щенков, полученных от серых гетерозиготных родителей, 250 будут палевыми.

Третий закон Менделя - закон независимого распределения признаков - гласит:
Если родители различаются по двум или более признакам, то в потомстве распределение по каждому признаку идет независимо от другого признака.
Грегор Мендель в 1865 году прочно установил, что каждый ген в отдельности попадает в гамету одной из своих аллелей. Скрестим двух гомозиготных особей, различных по двум признакам: окрасу и наличию черной маски. Условно предположим для примера, что ген окраса имеет два аллеля: А^s - серый окрас, А ^y - палевый окрас (на самом деле окрасы имеют гораздо более сложную схему наследования), и что ген распределения черного и рыжего пигмента Е имеет также два аллеля Е ^m - наличие черной маски и Е - нормальное распределение черного и рыжего пигмента. Е ^m доминантен по отношению к Е.
Согласно первому закону Менделя потомки первого поколения все будут гетерозиготны А ^{sА y} Е ^mЕ - серые с черной маской.

И снова воспользуемся решеткой Пеннета:
2 (потомки второго поколения)

Итак, мы получили 16 зигот с генотипами:
1 А ^{sА s} Е ^m Е ^m : 2 А ^{sА s} Е ^m Е : 1А ^{sА sЕЕ} : 2 А ^{sА y} Е ^m Е ^m : 4 А ^{sА y} Е ^m Е :
2 А ^{sА y} Е Е : 1 А ^{yА y} Е ^m Е ^m : 1 А ^{yА y} Е ^m Е : 1 А ^{yА y} ЕЕ

По фенотипу:
9- серые, черная маска;
3-серые, без маски;
3 - палевые, черная маска;
1 - палевый, без маски.

Если мы посмотрим соотношение серых к палевым, то увидим, что оно будет 12:4 или 3:1, и соотношение собак с черной маской к собакам без маски будет 12:4 или 3:1. То есть каждый признак наследуется независимо. После открытия законов Менделя были обнаружены исключения, которые также очень важны для понимания. Их достаточно много, обозначим некоторые из них:

· на развитие признака существенное влияние может оказать внешняя среда;

· в результате деления клеток может произойти ошибка (мутация);

· нарушения законов Менделя (первого закона) наблюдаются при наследовании признаков, сцепленных с полом;

· наличие летальных генов у обоих родителей-гетеро-зигот приводит к нарушению закона расщепления (второго закона).