Закон чистоты гамет

Единообразие гибридов первого поколения

Искусственно скрещивая растения гороха с желтыми горошинами с растениями, имеющими зеленые горошины (т.е. проводя моногибридное скрещивание) Мендель убедился, что все семена потомков будут желтого цвета. Такое же явление он наблюдал в опыте с морщинистыми и гладкими семенами – все гибридные растения имели гладкие семена. Проявляющийся у гибридов признак (желтизну семян или гладкость) Мендель назвал доминантным, а подавляемый признак (т.е. зеленый цвет семян или морщинистость) – рецессивным. Явление преобладания у гибрида признака одного из родителей Мендель назвал доминированием. Для генов приняты буквенные обозначения. Доминантный признак обозначают большой буквой (А, В, С), а рецессивный – маленькой (а, в, с). Если два аллельных гена полностью тождественны по структуре, т.е. имеют одинаковую последовательность нуклеотидов, их можно обозначить АА.

На основании этих данных Мендель сформулировал закон доминирования – первый закон Менделя – называют также законом единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга одним признаком. Все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным.

Из семян, полученных в первом поколении, Мендель вырастил растения гороха и снова скрестил их между собой. У растений второго поколения большинство горошин были желтого цвета, но встречались и зеленые горошины. Всего от нескольких скрещиваемых пар растений он получил 6022 желтых и 2001 зеленых горошин. Легко сосчитать, что ¾ гибридных семян имели желтую окраску и ¼ - зеленую. Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный признак, а часть – рецессивный, называется расщеплением.

Опыты с другими признаками подтвердили эти результаты, и Мендель сформулировал правило расщепления: при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление, и снова появляются особи с рецессивными признаками; эти особи поставляют одну четвертую часть от всего числа потомков второго поколения.

Для объяснения тех фактов, которые легли в основу правила единообразия гибридов первого поколения и правила расщепления, Мендель предположил, что «элементов наследственности» (генов) в каждой соматической клетке по два. В клетках гибрида первого поколения, хотя они и имеют только желтые горошины, обязательно должны присутствовать оба «элемента» (и желтого, и зеленого цветов), иначе у гибридов второго поколения не может возникнуть горошин зеленого цвета. Связь между поколениями обеспечивается через половые клетки – гаметы. Гаметы возникают в специальных органах родительских особей, мужской и женской. Каждая гамета получает только один «элемент наследственности» (ген) из двух возможных – «желтый» или «зеленый». Эту гипотезу Менделя о том, что при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов, называют законом чистоты гамет.

Из опытов Менделя по моногибридному скрещиванию, помимо закона чистоты гамет, следует также, что гены передаются из поколения в поколение не меняясь. Иначе невозможно объяснить тот факт, что в первом поколении после скрещивания гомозигот с желтыми и зелеными горошинами все семена были желтые, а во втором поколении снова появились зеленые горошины. Следовательно, ген «зеленого цвета горошин» не исчез и не превратился в ген «желтого цвета горошин», а просто не проявился в первом поколении, подавленный доминантным геном желтизны.

Как же объяснить закономерности генетики с позиций современной науки?

Цитологические основы закономерностей наследования при моногибридном скрещивании. Изобразим моногибридное скрещивание в виде схемы. Символ ♀ обозначает женскую особь, символ ♂ - мужскую, х – скрещивание, Р – родительское поколение, F₁ – первое поколение потомков, F₂ – второе поколение потомков, А - ген, отвечающий за доминантный желтый ген, а – ген, отвечающий за рецессивный зеленый цвет семян гороха.

Р♀АА х♂аа