Основные закономерности наследования признаков

Закономерности наследования признаков

Закономерности наследования были сформулированы Г. Менделем в работе «Опыты с растительными гибридами». Его эксперименты были основаны на том, что скрещивались различные сорта гороха.

Первый и второй законы отражали закономерности моногибридного скрещивания, а третий – дигибридного и полигибридного скрещивания.

Моногибридное скрещивание – это тип скрещивания, при котором учитывается одна пара альтернативных признаков.

Дигибридное скрещивание – это тип скрещивания, при котором учитываются две пары альтернативных признаков.

При полигибридном скрещивании во внимание берется несколько пар альтернативных признаков.

Содержание закономерностей наследования признаков

Считается, что успех применения гибридологического метода, лежащего в основе экспериментов Менделя, обусловлен несколькими факторами:

• анализ наследования признака начинается с чистых линий;
• анализ производится при исследовании альтернативных признаков (взаимоисключающих);
• происходит весьма точный количественный учет потомков;
• наследование признаков можно проследить в ряду поколений.

Первый закон Г. Менделя говорит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, которые анализируются по одной паре признаков, в первом поколении происходит проявление только доминантных признаков и наблюдается генотипическое и фенотипическое разнообразие.

В собственных опытах Мендель выбирал горох с желтыми и зелеными семенами, а в первом поколении произошло образование исключительно желтых растений.

Второй закон Менделя говорит о том, что при скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения, во втором поколении наблюдается определенное фенотипическое расщепление: 3:1, а также генотипическое расщепление: 1:2:1. Оказалось, что во втором поколении подавляемый рецессивный признак проявляется вновь.

Цитологические основы второго закона Г. Менделя формируются на основе гипотезы «чистоты гамет». Поскольку каждый признак определяется сочетание двух аллельных генов, при образовании гетерозиготных гибридов аллельные гены не смешиваются, они представлены в неизменном виде.

В ходе мейоза в каждую гамету попадает только 1 хромосома из гомологичной пары. Следовательно, только один из пары аллельных генов, т.е. гамета чиста относительно другого аллельного гена.

Третий закон Г. Менделя говорит о том, что при скрещивании гомозиготных организмов, которые анализируются по двум или более парам признаков у гибридов третьего поколения наблюдается независимое наследование комбинирование признаков, которое соответствует генам различных аллельных пар.

Для изучения закономерностей наследования признаков у растений Г. Мендель использовал моногибридное скрещивание, затем он постепенно переходил к дигибридному скрещиванию. При этом получается, что закон единообразия гибридов первого поколения проявляется и при моногибридном скрещивании, и при дигибридном, учитывая, что родительские особи гомозиготны по обеим парам признаков.

При исследовании закономерностей наследования признаков часто используют прием анализирующего скрещивания. Он заключается в том, что особь скрещивается с рецессивной гомозиготной особью. При этом в первом поколении наблюдается расщепление в соотношении 1:1.

При изобретении микроскопа изучение закономерностей наследования признаков перестало происходить исключительно на организменном уровне. Оно осуществлялось также и на клеточном и молекулярном уровнях. В 1911 году Т. Морган сформулировал основные положения хромосомной теории наследственности: К ним относят:

• каждый ген расположен в хромосоме линейно и имеет собственный уникальный локус;
• гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются преимущественно вместе. Число групп сцепления равно n набору хромосом;
• между гомологичными хромосомами возможен процесс кроссинговера, который заключается в обмене гомологичными участками между хромосомами. Этот процесс может нарушить систему сцепления генов. Чем ближе гены расположены друг к другу внутри хромосомы, тем выше вероятность их сцепления. Эта закономерность заключается в том, что одной морганиде соответствует один процент кроссинговера;
• эксперименты Т. Морган проводил на плодовых мушках – дрозофилах.

Сцепление между генами, локализованными в одной хромосоме, и его нарушение может спровоцировать появление нескольких типов гамет: кроссоверных и некроссоверных.

Также одной из закономерностей наследования признаков называют аллельное взаимодействие генов. При этом возможно возникновение ситуаций двух типов: полного неполного доминирования.

Неполное доминирование говорит о том. что в потомстве наблюдается признак, который имеет промежуточный характер между родительскими особями.

Также можно наблюдать ситуацию сверхдоминирования, при которой в гетерозиготе признак выражен сильнее, чем в гомозиготе.

Еще одним вариантом наследования называют кодоминирование, которое отличается тем, что в фенотипе гетерозигот проявляются оба аллельных гена, что создает ситуацию формирования нового признака. Примером может служить формирование четвертой группы крови.

Наконец, множественный аллелизм наблюдается, если в популяции оказывается больше двух аллельных генов. Эти гены возникают в том случае, если наблюдаются мутации одного и того же гена хромосомы.

Неаллельное генетическое взаимодействие проявляется в комплементарности и эпистазе. Комплементарность есть взаимодействие генов, при котором два неаллельных гена могут дать новый признак. Эпистаз заключается в подавление действия генов одной аллели генами другой. Подавляющий ген является супрессером или ингибитором.