Como resultado da pesquisa dos cientistas K. Correns, G. de Vries, E. Cermak em 1900, as leis da genética foram "redescobertas", formuladas em 1865 pelo fundador da ciência da hereditariedade - Gregor Mendel. Em seus experimentos, o naturalista aplicou o método hibridológico, graças ao qual foram formulados os princípios de herança de traços e algumas propriedades dos organismos. Neste artigo, consideraremos os principais padrões de transmissão de hereditariedade estudados por um geneticista.
G. Mendel e sua pesquisa
A utilização do método hibridológico permitiu ao cientista estabelecer uma série de padrões, posteriormente denominados leis de Mendel. Por exemplo, ele formulou a regra de uniformidade dos híbridos da primeira geração (primeira lei de Mendel). Ele apontou para o fatomanifestações em F1 híbridos de apenas uma característica controlada pelo gene dominante. Assim, ao cruzar plantas de ervilhas de semeadura, cujas variedades diferiam na cor das sementes (amarelo e verde), todos os híbridos da primeira geração apresentavam apenas coloração amarela das sementes. Além disso, todos esses indivíduos também tinham o mesmo genótipo (eram heterozigotos).
Lei Dividida
Continuando a cruzar entre indivíduos oriundos de híbridos da primeira geração, Mendel recebeu divisão de caracteres em F2. Ou seja, plantas com alelo recessivo da característica estudada (cor verde da semente) foram identificadas fenotipicamente na quantidade de um terço de todos os híbridos. Assim, as leis estabelecidas de herança independente de características permitiram a Mendel traçar o mecanismo de transmissão de genes dominantes e recessivos em várias gerações de híbridos.
Di- e cruzamentos polihíbridos
Em experimentos subsequentes, Mendel complicou as condições para sua implementação. Agora, as plantas foram levadas para cruzamento, diferindo tanto em dois quanto em um grande número de pares de caracteres alternativos. O cientista traçou os princípios de herança de genes dominantes e recessivos e obteve resultados de divisão que podem ser representados pela fórmula geral (3:1) , onde n é o número de pares de caracteres alternativos que distinguem os indivíduos parentais. Assim, para um cruzamento diíbrido, a divisão por fenótipo nos híbridos da segunda geração será: (3:1)2=9:6:1 ou 9:3:3: 1. Ou seja, híbridos do segundogerações, podem ser observados quatro tipos de fenótipos: plantas com sementes amarelas lisas (9/16 partes), com amarelas rugosas (3/16), com verdes lisas (3/16) e com sementes verdes rugosas (1/16 partes). Assim, as leis de herança independente de traços receberam sua confirmação matemática, e o cruzamento polihíbrido passou a ser considerado como vários monohíbridos - "sobrepostos" uns aos outros.
Tipos de herança
Em genética, existem vários tipos de transmissão de características e propriedades de pais para filhos. O principal critério aqui é a forma de controle do traço, realizado por um gene - herança monogênica, ou por vários - herança poligênica. Anteriormente, consideramos as leis de herança independente de características para cruzamentos mono e diíbridos, ou seja, a primeira, segunda e terceira leis de Mendel. Agora vamos considerar tal forma como herança vinculada. Sua base teórica é a teoria de Thomas Morgan, chamada de cromossomo. O cientista provou que, juntamente com os traços que são transmitidos independentemente aos descendentes, existem tipos de herança como ligação autossômica e ligada ao sexo.
Nesses casos, vários traços de um indivíduo são herdados juntos, pois são controlados por genes localizados no mesmo cromossomo e localizados lado a lado nele - um após o outro. Eles formam grupos de ligação, cujo número é igual ao conjunto haplóide de cromossomos. Por exemplo, em humanos, o cariótipo é de 46 cromossomos, o que corresponde a 23 grupos de ligação. Descobriu-se que o quequanto menor a distância entre os genes no cromossomo, menos frequentemente ocorre o processo de crossing over entre eles, o que leva ao fenômeno da variabilidade hereditária.
Como os genes localizados no cromossomo X são herdados
Vamos continuar a estudar os padrões de herança, sujeitos à teoria cromossômica de Morgan. Estudos genéticos descobriram que tanto em humanos quanto em animais (peixes, pássaros, mamíferos) existe um conjunto de características, cujo mecanismo de herança é influenciado pelo sexo do indivíduo. Por exemplo, a cor da pelagem em gatos, a visão de cores e a coagulação do sangue em humanos são controladas por genes localizados no cromossomo sexual X. Assim, defeitos nos genes correspondentes em humanos se manifestam fenotipicamente na forma de doenças hereditárias chamadas doenças genéticas. Estes incluem hemofilia e d altonismo. As descobertas de G. Mendel e T. Morgan tornaram possível a aplicação das leis da genética em áreas tão importantes da sociedade humana como medicina, agricultura, criação de animais, plantas e microorganismos.
A relação entre os genes e as propriedades que eles definem
Graças à pesquisa genética moderna, descobriu-se que as leis de herança independente de características estão sujeitas a uma maior expansão, uma vez que a relação “1 gene - 1 traço” subjacente a elas não é universal. Na ciência, são conhecidos casos de ação múltipla de genes, bem como a interação de suas formas não alélicas. Esses tipos incluem epistasia, complementaridade, polimérica. Assim, verificou-se que a quantidade de pigmento da pelea melatonina, responsável por sua cor, é controlada por todo um grupo de inclinações hereditárias. Quanto mais genes dominantes responsáveis pela síntese de pigmentos no genótipo humano, mais escura é a pele. Este exemplo ilustra uma interação como polímero. Nas plantas, essa forma de herança é inerente às espécies da família dos cereais, nas quais a cor do grão é controlada por um grupo de genes poliméricos.
Assim, o genótipo de cada organismo é representado por um sistema integral. Foi formado como resultado do desenvolvimento histórico de uma espécie biológica - filogênese. O estado da maioria dos traços e propriedades de um indivíduo é resultado da interação de genes, tanto alélicos quanto não alélicos, e eles mesmos podem influenciar o desenvolvimento de vários traços do organismo de uma só vez.
