3 مبادئ هامة من الميراث: التي صاغها مندل

ثلاثة مبادئ هامة للميراث صاغها مندل هي: (أ) مبدأ الهيمنة (ب) مبدأ الفصل أو طهارة الأمشاج و (ج) مبدأ مجموعة مستقلة:

(أ) مبدأ (قانون) الهيمنة:

من بين اثنين من العوامل المتباينة التماثلية واحد فقط يعبر عن نفسه في الفرد. يسمى العامل الذي يعبر عن نفسه سائدًا بينما يسمى الآخر الذي لم يظهر تأثيره على أنه مقهور. عندما تتقاطع نباتات البازلاء الطويلة (متماثلة الزيجوت) مع نباتات قزم متماثلة اللواقح (الشكل 5.7) ، ظهرت النباتات في الجيل الأول من الأبناء ، على الرغم من أنها تلقت عاملًا من نبات قزم. ومع ذلك ، ظهر هذا الطابع الخفي المتنحي ، دون تغيير في الجيل الثاني الأبناء.

هذه النتيجة من مندل رفضت مزج نظرية الميراث وأكدت وجهة النظر حول الميراث الجسيمي للشخصيات. قدم عالم النبات الدنماركي يوهانسن مصطلح جين لعامل مندل في عام 1909.

يمكن التوصل إلى الاستنتاجات التالية لقانون الهيمنة:

(ط) يتم التحكم في الشخصيات بواسطة وحدات منفصلة تسمى العوامل.

(ثانيا) تحدث العوامل في أزواج.

(3) في زوج من العوامل المختلفة ، يهيمن عضو واحد من الزوج (المهيمن) ، يفشل الآخر في الظهور (المتنحية).

شرح لمفهوم الهيمنة:

الجين مسؤول عن ظهور سمة محددة. في الكائنات ثنائية الصبغيات ، يتم تمثيل الجين بواسطة زوج من الأليلات. عندما تكون هذين الأليلين غير متطابقين ، يختلف أحد الأليلات مع المعلومات المعدلة. الأليل العادي سيشكل إنزيم عادي. الأليل المعدل أو المعدل يمكن أن يشكل ثلاثة أنواع من الإنزيمات أي

(ط) انزيم عادي.

(2) إنزيم غير وظيفي.

(ثالثًا) لا يوجد إنزيم على الإطلاق.

مطلوب دائما انزيم لتشكيل الركيزة يقول "S".

في حالة (i) يعد الأليل المعدل مشابهاً للأليل العادي ويشكل نفس الإنزيم وينتج نفس الصفة الظاهرية أي يؤدي إلى تكوين الركيزة "S". ولكن في حالة (ii) و (iii) ، حيث يقوم الأليل بتكوين إنزيم غير وظيفي أو لا إنزيم ، فإن السمات المظهرية تعتمد على أداء الأليل غير المعدل. وسيشكل الأليل العامل أو غير المعدل الصفة المظهرية الأصلية الأصلية (بسبب الأليل السائد) وسيعرف الأليل المعدل بالأليل المتنحي.

أهمية قانون الهيمنة:

ظاهرة الهيمنة ذات أهمية عملية حيث أن الشخصيات المتنحية الضارة تظل مخفية عن طريق الشخصيات السائدة العادية في الهجينة. في البشر شكل من أشكال البلاهة ، والسكري والناعور هم شخصيات متنحية.

الجدول 5.7. الهيمنة في سبعة أزواج من الصفات في البازلاء الحديقة.

(ب) مبدأ (قانون) الفصل (نقاء الألعاب):

ينص قانون الفصل على أنه عندما يتم الجمع بين زوج من العوامل المتناقضة أو الجينات اللولبية أو الجينات معا في هجين (متغاير الزيجوت) ، فإن هذه العوامل لا تمتزج أو تختلط ولكن ببساطة تقرن نفسها وتبقى معا وتنفصل في وقت تكوين الأمشاج . لفهم فكرة قانون الفصل ، يتم أخذ الصليب monohybrid.

على سبيل المثال ، صليب أحادي الهجين بين نبات البازلاء الذي يحمل زهور محورية (AA) وزهرة نباتية تحمل أزهار طرفية (aa). إذا تم عبور اثنين من أصناف نقية معا ، في الجيل الأول filial (F ₁ ) ، يتم إنتاج متغايرة أو الهجين مع النمط الوراثي من AA. تظهر النباتات مع الزهور المحورية. في الجيل _الثاني F ، يظهر النوعان في نسبة 3: 1 ، أي ثلاثة نباتات ذات أزهار محورية ومصنع واحد مع زهور طرفية (الشكل 5.9).

في الهجين (F ₁ ) يتم تشكيل نوعين من الأمشاج الذكور والإناث في كمية متساوية. عند الفصل يتم تجميع هذه العوامل عشوائياً في أزواج في وقت الإخصاب ويتم نقلها إلى ذرية. في الأشكال المتجانسة الصرفة ، كلا العاملين متشابهين ، يتم تكوين نوع واحد فقط من الأمشاج. وهذا هو السبب في أن قانون الفصل يمكن تعريفه أيضًا على أنه أزواج أليل منفصلة أو معزولة أثناء تكوين الأمشاج وتتم استعادة الحالة المقترنة

جدول 5.8. الاختلافات بين العامل المهيمن والمتقلب أليل / سمة.

عن طريق الدمج العشوائي للأمشاج أثناء الإخصاب. ويرمز الشكل التقاطعي (monohybrid) بين الأشكال الناعمة والتجاعيد من الأشكال المصنفرة في الشكل 5.9. يسمى الرسم البياني المرئي Punnet square = (Checker board) الذي استخدم لأول مرة من قبل عالم الوراثة الإنجليزي RC Punnet.

نسبة Mendelian 1: 2: 1 موضحة حسب الاحتمال:

المشاكل الأبسط في علم الوراثة هي بالضبط مثل مشكلة حساب النتائج المتوقعة من رمي عملتين أو تدحرج اثنين من النرد وحساب الفردية والزوجية. يتم إضافة أي شيء جديد باستثناء أننا نستخدم الأمشاج بدلا من البنسات أو النرد ونحصل على بيضات ملقحة بدلا من توليفات البنسات أو النرد.

وفقا لفرضية Mendelian ، يتم الجمع بين الأمشاج عن طريق قواعد الصدفة مع بعض الاحتمالات الثابتة. أثبتت التجربة المشتركة أنه كلما زاد عدد التجارب ، كانت النتائج أكثر توازناً.

إذا تم إلقاء ستة من العملات المعدنية ، فليس من المستبعد على وجه الخصوص أن يكون جميعهم قد وصلوا إلى رؤوسهم ، ولكن إذا تم إلقاء أعداد كبيرة ، فمن المؤكد تقريباً أن كل من الرؤوس والذيل يمكن العثور عليه بنسب متساوية تقريباً. وينطبق الشيء نفسه على ترددات الطبقة المندلية.

عندما يتوقع وجود نسبة من 3/4 إلى 1/4 في مجموعة من نصف دزينة من الحيوانات ، قد يحدث أي شيء تقريبا ، وهذا يحدث في الواقع. من ناحية أخرى ، مع العدد الكبير من النسل ، تصبح الأرقام أكثر قابلية للتنبؤ بدقة. أحد الأسباب وراء نجاح مندل هو أنه استخدم عددًا كبيرًا من المصانع التجريبية ، وبالتالي حصل على نسب يسهل التعرف عليها.

دعونا نناقش نسبة Mendelian 1: 2: 1 موضحة من قبل نظرية الاحتمالات. هنا الهجين F ₁ هو متغاير الزيجوت ، وهذا يعني أن كلا الوالدين متغايرو الزيجوت ، أأ. نبدأ بفصل الأليلات في الأمشاج. يحصل نسل F1 على التلقيح الذاتي A أو عامل من مشيج الذكور. وبالمثل A أو عامل من الإناث gamete أثناء الإخصاب. لذا فإن احتمال وجود A و a من أمشاج الذكور والإناث على حدٍ سواء يكون 1/2 لكل منهما.

المجموعات الأربع الممكنة من التراكيب الوراثية هي (الشكل. 5.11) = AA ، Aa ، Aa و aa.

أي A من الأمشاج الذكور ، A من الأمشاج الأنثوي = AA

أ من الأمشاج الذكور ، من الأمشاجات = أأ

a من الأمشاج الذكور ، A من الإناث gamete = aA

a من gamete ذكر ، من gamete الإناث = أأ

من خلال تطبيق قاعدة منتج الضرب للاحتمالات الفردية في جيل F ₂ سيكون:

من الحسابات أعلاه ، يمكن ملاحظة أن Aa الهجين يحدث في نسبة 1/4 و 1/4. مجموع الاحتمالات المنفصلة يساوي 1/4 + 1/4 = 1/2.

لذا فإن نسبة F ₂ هي 1/4: 1/2: 1/4 والتي تساوي 1: 2: 1 (واحدة مهيمنة خالصة: اثنان مهيمنتان مهيمنتان وواحدة تنحية صافية).

باستخدام قواعد الاحتمال ، استطاع مندل أن يستخلص استنتاجاته.

يمكننا تلخيصها على النحو التالي:

1. بالنسبة لأي سمة وراثية معينة ، يمتلك النبات جينات (alleles) قد تكون متشابهة أو مختلفة.

2. هناك عناصر أو عوامل محددة أو جينات تحدد ميراث الصفات.

Gametes of aa parent: 1/2 A + 1/2 a

Gametes of other aa parent: 1/2 A + 1/2 a

1 / 4AA + 1/4 Aa

+1/4 Aa +1/4 aa

1/4 AA + 1/2 Aa + 1/4 aa

الشكل. 5.11. تحديد التراكيب الوراثية المتوقعة في النسل ، عندما يكون الوالدان متغايرو الزيجوت لنفس الصفة. فيما يتعلق بهذه السمات ، ينتج كل من الأم فقط نوعين من الأمشاج. يتم وضع الرموز (أ و أ) للأمشاج على جانبين من "لوحة المدقق" ويتم صنع المجموعة المشار إليها لكل مربع في اللوحة. النتائج: 1/4 AA ، 2/2 Aa و 1/4 aa.

3. عندما تكون الأليلتين مختلفتين ، فسيتم التعبير عن أحدهما (المهيمن) وسيظل الآخر مخفياً (متنحي).

4. الألائل ، دون تغيير في الطبيعة يتم فصلها إلى الأمشاج ولكل أمشاج يحمل أليل واحد فقط من كل زوج (قانون مندل للفصل العنصري) ، وبالتالي فإن الأمشاج نقي للصفة.

5. يحدث عاملان للزوج بتردد متساوٍ في الأمشاج الذكرية أو الأنثوية.

6. عند الإخصاب ، هناك توحيد عشوائي لممشطات الذكور والإناث ، مما يؤدي إلى نسبة يمكن التنبؤ بها من الصفات البديلة بين ذرية.

اختبار الصليب:

يمكن أيضًا عبور الجيل _{الأول من} F مع أحد الوالدين اللذين يتم اشتقاقهما منهما. يُعرف هذا الصليب للفرد F ₁ مع أي من الوالدين على الصليب الخلفي. في مثل هذه الصلبان الخلفية عند عودة F1 مع الوالد المهيمن ، لا يتم استلام أي أفراد متنحرين في النسل. هنا كل ذرية F ₂ تطوّر شخصية مهيمنة.

من ناحية أخرى ، عندما يتم إرجاع F الهجينة F ₁ مع الوالد المتنحي ، يظهر الأفراد الذين لديهم كلا النمطين بنسبة متساوية. كلا النوعين من التقاطعات يشكلان صليبيين ، والثاني يسمى اختبار الصليب (الشكل 5.12 B).

وبالتالي يتم تعريف الصليب اختبار كرمز بين هجين متغايرة واو الوالدين متماثل متماثل. في اختبار الصبغي الأحادي ، تكون نسبة 50 في المائة طويلة ، و 50 في المائة أخرى قزمية ، عندما يتم التحقيق في خصائص وراثة الارتفاع في البازلاء. هذه النسبة تساوي 1: 1 (الشكل 5.12 ب).

الشكل 5.13. علم الوراثة من الصليب الخلفي بين F ، ذرية والدة المهيمنة.

وبالتالي يتم تعريف الصليب اختبار كرمز بين هجين متغايرة F ₁ و الوالد متماثل متماثل. في اختبار الصبغي الأحادي ، تكون نسبة 50 في المائة طويلة ، و 50 في المائة أخرى قزمية ، عندما يتم التحقيق في خصائص وراثة الارتفاع في البازلاء. هذه النسبة تساوي 1: 1 (الشكل 5.12 ب).

ومع ذلك ، فإن صليب بين F1 هجين طويل القامة ونباتات البازلاء متماثل متماثلة تنتج جميع ذرية طويل القامة. لكن نصفهم فقط متماثلون. النصف المتبقي متخالف الطول (الشكل 5.12 A)

(ج) المبدأ (القانون) من تشكيلة مستقلة:

ينص القانون على أن جينات الشخصيات المختلفة الموجودة في أزواج مختلفة من الكروموسومات تكون مستقلة عن بعضها البعض في الفصل العنصري أثناء تكوين الأمشاج (الانقسام الاختزالي). يمكن أيضًا تعريف مبدأ التشكيلة المستقلة على أنه "إذا اعتبرنا مورث جيني أو أكثر في وقت واحد ، فإن توزيعها في الأمشاج وفي ذرية الأجيال اللاحقة مستقل عن بعضها البعض".

هذا ينص على أن العوامل المختلفة أو أزواج allelomorphic في الأمشاج والميقوتيس تصنف نفسها والعزل بشكل مستقل عن بعضها البعض. بعد النظر في زوج الحرف منفردة ، بدأ مندل الآن تجاربه مع اثنين من أزواج من الشخصيات في وقت واحد وبالتالي الحصول على نسبة إزاحة.

عبر مندل مجموعة متنوعة من البذور المستديرة والصفراء (الفلقة) مع وجود بذور التجاعيد والأخضر (cotyledons). بعد الاتفاقية للتدوين ، هذه ستكون RRYY للجولة والأصفر و rryy للتجاعيد والأخضر.

خلال عملية تكوين الأمشاج سوف ينتج نبات "آر واي واي" أمشاجاً مع أليلات ري (RY) وسوف ينتج "ريري" أشعة "gamete" مع "ry ralleles" والتي بعد التخصيب ستنتج إلى نبات هجين به ألليلات RrYy. ينتج هذا النبات بذور صفراء ومستديرة لأن R يهيمن على r و Y يسيطر على الأليلات. بالنسبة لجيل F2 ، يتم إنتاج أربعة أنواع من الأمشاج ، أي RY ، Ry ، rY ، ry (الشكل 5.15).

وهكذا يتم تشكيل أربعة أنواع من الأليلات بشكل مستقل في الأنواع الأربعة من الأمشاج. هذه الأمشاج على الإخصاب تنتج ستة عشر نباتًا في جيل F ₂ مما يعطي نسبة 9: 3: 3: 1.

بالنسبة لمنطقة عبر ميندل ، حصلت على بذور 556 F ₂ من الأنواع التالية:

(ا) 315 بذور صفراء مستديرة

(ب) 108 جولة البذور الخضراء

(ج) 101 بذور صفراء متجعد

(د) 32 بذور خضراء مجعدة.

من حيث النسبة ، فإن هذه الأرقام قريبة جداً من نسبة 9: 3: 3: 1 التي من المفترض أن تصل إلى 556 فردًا ، تكون 312.75: 104.25: 104.25: 34.75.

جدول 5.9. النسب النسبية لأربعة تركيبات في صليب ثنائي الهجين كما هو مشتق من صلبان أحادية الهجين:

جدول 5.10. الفصل بين لون البذور بين فئات مختلفة من شكل البذور:

احتمالية تراكيب الأنماط الوراثية F ₂ والظاهرة الظاهرية لصليب ثنائي الهجين في النسبة 9: 3: 3: 1 ، يمكننا تحليلها لطابع واحد على حدة (الجدولين 5.9 و 5.10).

جدول 5.11. الفصل بين شكل البذور بين فئات مختلفة من لون البذور:

بما أن الاحتمال للتقاطع أحادي الصوديوم يساوي 1/4: 2/4: 1/4 ، فإن الأنماط الوراثية لجيل F ₂ للجينين هي نتاج ثلاثة تراكيب وراثية لكل جين كما هو موضح أدناه.

على سبيل المثال في RrYy x RrYy ، نقوم بإجراء R R أولاً وتجاهل Y. ثم نقوم بالعبور Y وتجاهل R.

نتيجة R عبر تجاهل Y:

Gamers of rr parent: 1/1 r

Gametes of RR parent: 1/1 R

1/1 ص

نتيجة Y cross تجاهل R:

Gametes of yy parent: 1/1 y

Gametes of YY parent: 1/1 Y

1/1 سنة

بالنسبة لـ R cross ، لدينا Rr x Rr.

هذا يعطي النتائج على النحو التالي:

1/4 RR + 2/4 Rr + 1/4 rr

ل Y cross لدينا Yy x Yy.

هذا يعطي النتائج على النحو التالي:

1 / 4YY + 2 / 4Yy + l / 4yy

F ₂ الظواهر:

احتمالات F # phenotypes من F1-hybrid self-selfed هو نتاج احتمالات من الأنماط الظاهرية المنفصلة F ₁ self-self أي 3/4: 1/4. هذه النسب 9: 3: 3: 1 بالنسبة إلى أزواج الصفات مستقلة عن بعضها البعض ، وتظهر هذه التوليفات كما هو متوقع وفقًا للمصادفة.

ثلاثي ثلاثي الهجين:

حاول مندل أيضا توريث ثلاثة أزواج من الشخصيات المتناقضة مثل الصليب ثلاثي الهايبرد.

عبر نباتات البازلاء التي لها جذع طويل ولون البذور الأصفر وشكل البذور المستدير (TTYYRR) مع نباتات لها سيقان قزم وألوان خضراء وبذرة شكل متجعد (ttyyrr). كان جيل F1 له النمط الوراثي TtYyRr مع النمط الظاهري من جولة صفراء طويلة.

في جيل F ₂ ، كانت النسبة trihybrid كما في إطار:

1. جولة صفراء طويلة: 27

2. طويل القامة التجاعيد الصفراء: 9

3. جولة خضراء طويلة: 9

4. قزم الجولة الصفراء: 9

5. طويل القامة التجاعيد: 3

6. التجاعيد الصفراء قزم: 3

7. الجولة الخضراء القزم: 3

8. التجاعيد القزم الأخضر: 1

وهكذا كانت النسبة الظاهرية 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. ويمثل ثلاثي ثلاثي الهجين أساسًا مزيجًا من ثلاثة صلبان مونوهيدريد.