Моногибридті будандастырудың цитологиялық негіздері
Моногибридті будандастырудың цитологиялық негіздері және гаметалар тазалығы
Бірінші буындағы будандардың біркелкі болуы мен екінші буында белгілердің ажырауын түсіндіру үшін Г. Мендель «гамета тазалығы» туралы болжам ұсынды. Оның мәні: организмнің кез келген белгі-қасиетінің дамуын тұқым қуалау факторы — ген анықтайды, ал гаметалар түзілгенде аллельдер араласпай, әр гаметаға жұп геннің біреуі ғана түседі.
Мысал: раушан гүлінің түсі
Қызыл гүлді раушан мен ақ гүлді раушанды будандастырғанда, бірінші будандық ұрпақ (F1) түгелдей қызыл гүлді болуы мүмкін. Бұл жағдайды қызыл түсті анықтайтын доминантты A аллелі және ақ түсті анықтайтын рецессивті a аллелі бар гаметалардың қосылуы ретінде түсіндіруге болады.
Демек, F1 будандарының генотипі Aa болады: оларда қызыл да, ақ та түсті анықтайтын гендер бар, бірақ доминантты аллель фенотипте басым көрінгендіктен, F1-дің бәрі қызыл гүлді болып байқалады. Фенотипі бірдей болғанымен, будандар гетерозиготалы.
Мендель өз дәуірінде гендердің таралуын жасушаның нақты материалдық құрылымдарымен және бөліну механизмдерімен толық байланыстыра алмады. Дегенмен, хромосомалық теория қалыптаспай тұрып-ақ, ол мейоздың мәнін болжауға жақын тұжырым жасап, гаметалар тазалығы ережесін ұсынды.
Мендель заңдары және цитология: тарихи және ғылыми негіздеме
Мендельдің тұқым қуалау заңдылықтары 1865 жылы жарияланғанымен, ол кезеңде кең қолдау таппай, 1900 жылға дейін ұзақ уақыт назардан тыс қалды. Себебі жасуша туралы білім жеткіліксіз еді: тұқым қуалау аппараты, митоз, мейоз, гаметалардың түзілуі мен ұрықтану процестері толық зерттелмеген болатын.
Қазіргі цитология ғылымының жетістіктері Мендель заңдарын цитологиялық тұрғыдан нақты негіздеуге мүмкіндік береді.
Хромосомалар, аллельдер және мейоз: ажыраудың механизмі
Көпшілік организмдердің дене жасушаларында хромосомалардың диплоидты жиынтығы болады. Мысалы, асбұршақта хромосома саны 2n = 14, яғни 7 жұп. Әртүрлі белгілерді анықтайтын аллельді гендер гомологты хромосомалардың бірдей аймақтарында орналасады.
Тұқым түсінің мысалы
Бір жұп хромосомада тұқым түсін анықтайтын аллельдер орналассын: A — сары түс (доминантты), a — жасыл түс (рецессивті). Гомологты хромосомалар жұптасқанда бұл аллельдер аллельді жұп құрайды.
Неге F1 біркелкі, ал F2 ажырайды?
Доминантты және рецессивті белгі бойынша гомозиготалы дарақтарды будандастырғанда, әртүрлі гаметалардың қосылуынан F1-де біркелкі гетерозиготалар (Aa) түзіледі.
Кейін мейоз кезінде гомологты хромосомалар ажырап, аллельдер әртүрлі гаметаларға бөлінеді: бір гаметаға A, екіншісіне a түседі. Сондықтан F2-де генотиптер 1AA : 2Aa : 1aa қатынасында ажырайды.
Толымсыз доминанттылық (аралық тұқым қуалау)
Мендельдің асбұршақтағы классикалық тәжірибелерінде доминанттылық көбіне толық доминанттылық түрінде көрінді. Алайда кей жағдайларда гетерозиготада доминантты белгі толық байқалмай, аралық фенотип пайда болады. Мұны толымсыз доминанттылық дейді.
Раушан: қызыл × ақ → қызғылт (F1)
Қызыл және ақ гүлді раушанды будандастырғанда F1-де гүл түсі қызғылт болып шығуы мүмкін. Яғни будан ата-анасының ешқайсысына толық ұқсамай, аралық сипат көрсетеді. Осындай нәтиже намазшамгүлге жүргізілген тәжірибелерде де байқалған.
Генотиптік ажырау (F2)
Егер F1 генотипі Aa болса, F2-де: 1AA : 2Aa : 1aa.
Фенотиптік ажырау (раушан)
Гүл түсі бойынша қатынас: 1 қызыл : 2 қызғылт : 1 ақ. Бұл Мендельдің екінші заңымен үйлеседі.
Талдай будандастыру (генотипті анықтау тәсілі)
Фенотипі ұқсас өсімдіктер мен жануарлардың генотипін нақтылау үшін талдай будандастыру жүргізіледі. Ол үшін генотипі белгісіз дарақ рецессивті белгісі бар гомозиготалы дарақпен будандастырылады.
Нәтижені түсіндіру
- Егер ұрпақ біркелкі болса — зерттеліп отырған дарақ гомозиготалы.
- Егер ұрпақта ажырау байқалса және екі түрлі фенотип көрінсе — дарақ гетерозиготалы.
Пеннет торы (үлгі)
| a | a | |
|---|---|---|
| A | Aa | Aa |
| a | aa | aa |
Бұл кесте талдай будандастыруға тән жағдайдың бірін көрсетеді: Aa × aa нәтижесінде ұрпақ 1:1 қатынасында (Aa және aa) ажырайды.