Mendel, Gregor - Böhmischer Naturforscher (Heinzendorf, Schlesien, 1822 - Brünn, Mähren, 1884). Als Augustinermönch trat er 1843 in das Brünner Kloster ein; anschließend absolvierte er sein naturwissenschaftliches Studium an der Universität Wien, lehrte ab 1854 Physik und Naturwissenschaften in Brünn und widmete sich zwischen 1857 und 1868 im Klostergarten langen praktischen Versuchen zur Hybridisierung von Erbsen. Nach sorgfältiger und geduldiger Beobachtung der Ergebnisse wurde er dazu gebracht, mit Klarheit und mathematischer Genauigkeit die wichtigen Gesetze, die unter dem Namen Mendelsche Gesetze bekannt sind, anzugeben. Diese Gesetze gelten für die Pflanzenwelt ebenso wie für die Tierwelt und bildeten den Ausgangspunkt für die Schaffung eines neuen Zweiges der biologischen Wissenschaften: der Genetik. Neun Jahre lang analysierte Mendel die Ergebnisse von Hunderten und Aberhunderten künstlicher Bestäubung, kultivierte und untersuchte etwa 12.000 Pflanzen und zeichnete geduldig alle seine Beobachtungen auf, deren Ergebnisse 1865 der Brünner Naturhistorischen Gesellschaft in einer kurzen Abhandlung vorgelegt wurden Zeit wurde die Veröffentlichung nicht in ihrer ganzen Bedeutung gewürdigt und erweckte nicht das "Interesse, das sie verdiente. Über dreißig Jahre lang von Gelehrten ignoriert" wurden die Gesetze 1900 gleichzeitig und unabhängig von drei Botanikern wiederentdeckt: H. de Vries in Holland , C. Currens in Deutschland, E. von Tschermak in Österreich; aber inzwischen hatte das Studium der Biologie große Fortschritte gemacht, die Zeiten hatten sich geändert und die Entdeckung hatte sofort große Wirkung.
Das erste Gesetz oder das Gesetz der Dominanz wird auch richtiger das Gesetz der Homogenität der Hybriden genannt. Mendel nahm zwei Erbsenpflanzen (die er Vorfahren nannte), beide reinrassig, eine mit gelben Samen, die andere grün, und benutzte den Pollen der einen, um die andere zu befruchten. Aus dieser Kreuzung stammt eine erste Generation von Erbsen von Hybridpflanzen, die nicht mehr rein gezüchtet ist; alle Pflanzen produzierten gelbsamige Erbsen, keine zeigte den grünsamigen Charakter. Mit anderen Worten, die gelbe Schrift dominierte die grüne; dh Gelb war dominant, grün, maskiert, rezessiv. Es gibt auch einen besonderen Fall, wenn eine unvollständige Dominanz vorliegt und die erste Generation einen Zwischencharakter zwischen dem väterlichen und dem mütterlichen zeigt; aber auch in diesem Fall sind die Hybriden einander gleich. Mendel gab eine brillante und geniale Erklärung der Phänomene; er nahm an, dass zusammen mit den Gameten Faktoren übertragen wurden, die für die Entwicklung von Charakteren verantwortlich sind; er dachte, dass in jedem Organismus oder einem bestimmten Charakter zwei Faktoren regulieren, einer von der Mutter und einer vom Vater, und dass diese beiden Faktoren bei reinrassigen Individuen gleich sind, bei Hybriden unterschiedlich und dass schließlich nur ein Faktor enthalten ist bei Gameten. Mendel bezeichnete die beiden Faktoren der antagonistischen Zeichen mit Buchstaben des Alphabets, Großbuchstaben für die dominanten, Kleinbuchstaben für die rezessiven; und da jeder Elternteil ein paar Faktoren hat, bezeichnete er zum Beispiel mit AA die Erbse, die das dominante gelbe Zeichen trägt, mit aa derjenige, der den grünen rezessiven Charakter trägt Die Hybride, die A von einem Elternteil und von dem anderen erhält, wird Aa sein.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass aus dem Aussehen eines Individuums nicht immer erkennbar ist, ob es sich um eine reine Rasse oder um eine Hybride handelt, sondern dass es notwendig ist, sein Verhalten bei Kreuzungen und Kreuzungen zu untersuchen. Tatsächlich sind die reinrassigen gelben Erbsen und die Hybriden anscheinend identisch; Es ist jedoch bekannt, dass ihre genetische Zusammensetzung unterschiedlich ist, eine davon ist AA und die andere Aa.Wenn Sie zwischen reinrassigen gelben Erbsen (AA) kreuzen, werden Sie immer und nur gelbsamige Erbsen haben, wenn Sie gelbe oder halbgelbe, aber hybride Erbsen (Aa) miteinander kreuzen, werden Sie auch Pflanzen mit grünen Samen in ihren Nachkommen sehen . Die gelben Erbsen Aa sind zwar identisch, unterscheiden sich aber genotypisch, dh in ihrer genetischen Zusammensetzung. Andere wichtige Gesetze von Mendel sind: das Gesetz der Segregation oder Disjunktion der Charaktere und das Gesetz der Unabhängigkeit der Charaktere.
Zu Mendels Zeiten waren die Phänomene der Mitose und Meiose noch nicht klar, aber heute wissen wir, dass bei der Meiose die Gameten nur ein Chromosom jedes Paares erhalten und dass diese Chromosomen ausschließlich bei der Befruchtung zufällig wieder in Paarung kehren.
Wenn wir (zur vorübergehenden Vereinfachung) denken, dass ein bestimmter Faktor auf einem einzigen Chromosomenpaar lokalisiert ist, sehen wir, dass im eukaryotischen (diploiden) Organismus die Faktoren paarweise vorhanden sind, und nur in den Gameten (haploiden) gibt es einen einzigen wenn sie paarweise vorhanden sind, können sie entweder gleich oder verschieden sein.
Wenn zwei gleiche Faktoren (ob dominant oder rezessiv, GG oder gg) in der Zygote verschmolzen sind, wird das resultierende Individuum als homozygot für dieses Merkmal bezeichnet, während heterozygot eines ist, in dem zwei verschiedene Faktoren verschmolzen sind (Gg).
Die alternativen Faktoren, die den Charakter des Individuums bestimmen, werden Allele genannt, in unserem Fall sind G und g das dominante Allel bzw. das rezessive Allel für den Farbcharakter von Erbsen.
Die Allele für einen bestimmten Charakter können sogar mehr als zwei sein. Wir werden daher von dialelischen und poliallelischen Charakteren bzw. von genetischem Dimorphismus und Polymorphismus sprechen.
Konventionell werden die Generationen des Versuchskreuzes mit den Symbolen P, F1 und F2 bezeichnet, die jeweils bedeuten:
P = Elterngeneration;
F1 = erste Filialgeneration;
F2 = Filial der zweiten Generation.
In der Mendelschen Kreuzung ergibt Gelb X Grün alle Gelben, zwei der letzteren miteinander gekreuzt ergeben ein Grün auf je drei Gelbe Die Gelben und Grünen der Generation P sind alle homozygot (wie durch lange Selektion festgestellt). sie geben immer gleiche Gameten, daher sind ihre Nachkommen gleich, alle Heterozygoten Da Gelb gegenüber Grün dominant ist, sind Heterozygote alle gelb (F1).
Wenn wir jedoch zwei dieser Heterozygoten kreuzen, sehen wir, dass jeder mit gleicher Wahrscheinlichkeit den einen oder anderen Gametentyp liefern kann. Auch die Vereinigung der Gameten in den Zygoten hat die gleiche Wahrscheinlichkeit (außer in Sonderfällen), so dass in F2 Zygoten der vier möglichen Typen mit gleicher Wahrscheinlichkeit gebildet werden: GG = homozygot, gelb; Gg = heterozygot, gelb; gG = heterozygot, gelb, gg = homozygot, grün.
Gelb und Grün stehen daher in F2 im Verhältnis 3:1, da Gelb sowieso auftritt, solange es vorhanden ist, während Grün nur in Abwesenheit von Gelb auftritt.
Um das Phänomen aus molekularbiologischer Sicht besser zu verstehen, reicht es aus, anzunehmen, dass ein bestimmter Grundstoff, Grün, durch das vom g-Allel produzierte Enzym nicht verändert wird, während das G-Allel ein Enzym produziert, das das Grün umwandelt Pigment in gelbes Pigment Wenn das G-Allel auf keinem der beiden homologen Chromosomen vorhanden ist, die dieses Gen tragen, bleiben die Erbsen grün.
Die Tatsache, dass gelbe Erbsen durch zwei verschiedene genetische Strukturen charakterisiert werden können, das homozygote GG und das heterozygote Gg, gibt uns die Möglichkeit, den Phänotyp und den Genotyp zu definieren.
Die äußere Manifestation der genetischen Eigenschaften des Organismus (was wir sehen), mehr oder weniger verändert durch Umwelteinflüsse, wird als Phänotyp bezeichnet. Allein die Menge der genetischen Eigenschaften, die sich im Phänotyp manifestieren können oder nicht, wird Genotyp genannt.
F2-Gelberbsen haben den gleichen Phänotyp, aber einen variablen Genotyp. Tatsächlich sind sie 2/3 heterozygot (Träger des rezessiven Merkmals) und 1/3 homozygot.
Stattdessen sind beispielsweise bei grünen Erbsen Genotyp und Phänotyp gegenseitig unveränderlich.
Wie wir sehen werden, sind das Erscheinen nur eines der Elterncharaktere in F1 und das Erscheinen beider Charaktere im Verhältnis 3:1 in F2 Phänomene allgemeiner Natur, die Gegenstand des 1. bzw. 2. Mendelschen Gesetzes sind. All dies bezieht sich auf die Kreuzung zwischen Individuen, die sich für ein einzelnes Allelepaar, für ein einziges genetisches Merkmal unterscheiden.
Wenn eine andere solche Kreuzung gemacht wird, wird das Mendelsche Muster wiederholt; Wenn wir beispielsweise Erbsen mit faltigen Samen und glatten Samen kreuzen, in denen das glatte Allel dominant ist, haben wir LL X 11 in P, alle LI (heterozygot, glatt) in F1 und drei glatte für jede faltige in F2 (25 % LL , 50% LI, 25% 11) Aber wenn wir jetzt homozygote Doppelgänger kreuzen, also Sorten, die sich um mehr als ein Zeichen unterscheiden (zum Beispiel GGLL, gelb und glatt, mit ggll, grün und regosi), sehen wir das in F1 sind alle heterozygot mit beiden dominanten Merkmalen, phänotypisiert, aber in F2 gibt es die vier möglichen phänotypischen Kombinationen in einem numerischen Verhältnis von 9: 3: 3: 1, das sich aus den 16 möglichen Genotypen ergibt, die den möglichen Kombinationen der . entsprechen vier Arten von Gameten (paarweise auf zwei in den Zygoten eingenommen).
Es ist offensichtlich, dass sich zwei Charaktere, die in der ersten Generation zusammen waren, in der dritten unabhängig voneinander trennen. Jedes Paar homologer Chromosomen segregiert unabhängig vom anderen in der Meiose, und dies ist es, was das 3. Gesetz von Mendel festlegt.
Sehen wir uns nun als Ganzes eine Formulierung der drei Mendelschen Gesetze an:
1a: Herrschaftsrecht. Wenn bei einem Allelepaar die Nachkommen einer Kreuzung zwischen den jeweiligen Homozygoten nur eines der Elternmerkmale im Phänotyp aufweisen, wird dies als dominant und das andere als rezessiv bezeichnet.
2a: Segregationsgesetz. Die Kreuzung von F1-Hybriden ergibt drei Dominanten für jeden rezessiven.Das phänotypische Verhältnis beträgt daher 3 : 1, während das genotypische Verhältnis 1 : 2 : 1 (25% dominante Homozygote, 50% Heterozygote, 25%rezessive Homozygote) beträgt.
Bei der Kreuzung von Individuen, die sich durch mehr als ein Allelepaar unterscheiden, zerfällt jedes Paar unabhängig von den anderen in Nachkommen nach dem 1. und 2. Hauptsatz.
Diese drei Gesetze, obwohl sie von Mendel nicht richtig formuliert wurden, werden als die Grundlage der eukaryotischen Genetik anerkannt. Wie immer bei den großen Prinzipien der Biologie bedeutet der allgemeine Charakter dieser Gesetze nicht, dass es keine Ausnahmen gibt.
Tatsächlich gibt es so viele mögliche Ausnahmen, dass es heute üblich ist, die Genetik in Mendelsche und Neomendesche zu unterteilen, einschließlich aller Phänomene, die nicht unter die Mendelschen Gesetze fallen.
Während jedoch die ersten Ausnahmen die Gültigkeit von Mendels Entdeckungen zweifeln ließen, konnte später gezeigt werden, dass seine Gesetze allgemein sind, die zugrunde liegenden Phänomene jedoch mit einer Vielzahl anderer Phänomene kombiniert werden, die sie modulieren.
FORTSETZUNG: Sagen Sie die Blutgruppe Ihres Kindes voraus"
