Mendel, Gregor - Böhmischer Naturforscher (Heinzendorf, Schlesien, 1822-Brünn, Mähren, 1884). Als Augustiner trat er 1843 in das Brünner Kloster ein. später schloss er sein wissenschaftliches Studium an der Universität Wien ab. Ab 1854 lehrte er in Brünn Physik und Naturwissenschaften und widmete sich von 1857 bis 1868 im Klostergarten langen praktischen Experimenten zur Erbsenhybridisierung. Nach sorgfältiger und geduldiger Beobachtung der Ergebnisse wurde er veranlasst, die wichtigen Gesetze, die unter dem Namen Mendels Gesetze bekannt sind, klar und mathematisch genau zu formulieren. Diese Gesetze galten für die Pflanzenwelt ebenso wie für die Tierwelt und bildeten den Ausgangspunkt für die Schaffung eines neuen Zweigs der Biowissenschaften: der Genetik. Mendel analysierte neun Jahre lang die Ergebnisse von Hunderten und Hunderten von künstlichen Bestäubungen, kultivierte und untersuchte etwa 12 000 Pflanzen und notierte geduldig alle seine Beobachtungen, deren Ergebnisse 1865 in einem kurzen Memoiren an die Brno Naturar History Society vorgestellt wurden. Zu der Zeit wurde die Publikation nicht in all ihrer Bedeutung gewürdigt und weckte auch nicht das verdiente Interesse. Von Wissenschaftlern seit mehr als 30 Jahren ignoriert, wurden die Gesetze 1900 gleichzeitig und unabhängig von drei Botanikern wiederentdeckt: H. de Vries in den Niederlanden, C. Currens in Deutschland, E. von Tschermak in Österreich; Aber in der Zwischenzeit hatte das Studium der Biologie große Fortschritte gemacht, die Zeiten hatten sich geändert und die Entdeckung hatte sofort große Auswirkungen.
Das erste Gesetz oder das Gesetz der Dominanz wird auch das Gesetz der hybriden Uniformität genannt. Mendel nahm zwei Erbsenpflanzen (die er Capostipiti nannte) reinrassiger Rasse, eine mit gelben Samen, die andere mit grünem Blütenstaub, um die andere zu düngen. Aus dieser Kreuzung leitet sich eine erste Generation von Erbsen von Hybridpflanzen ab, die nicht mehr reinrassig sind; Alle Pflanzen produzierten Erbsen mit gelben Samen, keine zeigte den grünen Samencharakter. Mit anderen Worten, der gelbe Charakter dominierte das Grün; mit anderen Worten, das Gelb war dominant, das Grün maskiert, rezessiv. Es gibt auch einen besonderen Fall, in dem eine unvollständige Dominanz vorliegt und die erste Generation einen Zwischencharakter zwischen väterlich und mütterlicherseits aufweist; Aber auch in diesem Fall sind die Hybriden einander gleich. Mendel gab eine Erklärung für die brillanten und brillanten Phänomene; er nahm an, dass zusammen mit den Gameten Faktoren übermittelt wurden, die für die Entwicklung der Charaktere verantwortlich waren; er glaubte, dass in jedem Organismus ein gegebener Charakter durch zwei Faktoren reguliert wird, einen von der Mutter und einen vom Vater, und dass diese beiden Faktoren bei den reinrassigen Individuen gleich sind, sich bei den Hybriden unterscheiden und dass es schließlich bei den Gameten immer nur einen Faktor gibt . Mendel wies mit Buchstaben des Alphabets auf die beiden Faktoren der antagonistischen Zeichen hin, Großbuchstaben für das dominante, Kleinbuchstaben für das rezessive; und da jeder Elternteil ein paar Faktoren hat, gab er z. mit AA die Erbse, die den dominanten gelben Charakter trägt, mit aa, die den rezessiven grünen Charakter trägt. Der Hybrid, der A von einem Elternteil und vom anderen Elternteil erhält, ist Aa.
Man kann hier darauf hinweisen, dass man aus der Erscheinung eines Individuums nicht immer wissen kann, ob es zu einer reinen Rasse gehört oder ob es sich um eine Hybride handelt; Stattdessen muss das Verhalten an Kreuzungen und Querverweisen untersucht werden. Tatsächlich scheinen die reinen und hybriden gelben Erbsen identisch zu sein; es ist jedoch bekannt, dass ihre genetische Zusammensetzung unterschiedlich ist, wobei eine AA und die andere Aa ist. Während Sie zwischen ihnen gelbe Erbsen der reinen Rasse (AA) kreuzen, werden Sie immer nur Erbsen mit gelben Samen haben. Wenn Sie zwischen ihnen gelbe Erbsen oder halbgelbe, aber hybride (Aa) Erbsen kreuzen, werden Sie in ihrer Herkunft auch Pflanzen mit grünen Samen sehen. Die gelben Erbsen Aa sind zwar identisch, aber genotypisch unterschiedlich, dh in ihrer genetischen Zusammensetzung. Andere wichtige Gesetze von Mendel sind: das Gesetz der Trennung oder Disjunktion von Charakteren und das Gesetz der Unabhängigkeit von Charakteren.
Zur Zeit Mendels waren die Phänomene Mitose und Meiose noch nicht geklärt, aber heute wissen wir, dass die Gameten in der Meiose nur ein Chromosom jedes Paares erhalten und dass diese Chromosomen ausschließlich bei Befruchtung zufällig zur Paarung zurückkehren.
Wenn wir denken (zur vorübergehenden Vereinfachung), dass ein bestimmter Faktor auf einem einzelnen Chromosomenpaar lokalisiert ist, sehen wir, dass die Faktoren im eukaryotischen Organismus (diploid) paarweise vorliegen und nur bei den Gameten (haploide) gibt es einen einzigen Faktor. Und wo sie paarweise vorhanden sind, können sie entweder gleich oder verschieden sein.
Wenn zwei gleiche Faktoren (dominant oder rezessiv, GG oder gg) in der Zygote verschmolzen sind, wird das resultierende Individuum als homozygot für diesen Charakter bezeichnet, während derjenige, in dem zwei verschiedene Faktoren konvergiert haben (Gg), als heterozygot bezeichnet wird .
Die alternativen Faktoren, die den Charakter des Individuums bestimmen, werden Allele genannt . In unserem Fall sind G und g das dominante Allel bzw. das rezessive Allel für den Farbcharakter von Erbsen.
Allele für einen bestimmten Charakter können auch mehr als zwei sein. Wir werden daher über dialelische und polyalelische Charaktere bzw. über Dimorphismus und genetischen Polymorphismus sprechen.
Üblicherweise sind die Generationen des experimentellen Kreuzes mit den Symbolen P, F1 und F2 gekennzeichnet, die bedeuten:
P = elterliche Erzeugung;
F1 = erste Verzweigungsgeneration;
F2 = zweite Zweiggeneration.
Im Mendelschen Kreuz gibt Gelb X Grün alles Gelb; Zwei davon, die sich gekreuzt haben, ergeben alle drei ein grünes Gelb. Die Gelb- und Grüntöne der P-Generation sind alle homozygot (wie bei einer langen Auswahl festgestellt). Jeder von ihnen gibt immer gleiche Gameten, so dass ihre Söhne gleich sind, alle heterozygot. Da Gelb gegenüber Grün dominiert, sind alle Heterozygoten gelb (F1).
Wenn wir jedoch zwei dieser Heterozygoten miteinander kreuzen, können wir sehen, dass jeder mit gleicher Wahrscheinlichkeit den einen oder anderen Gametentyp geben kann. Auch die Vereinigung der Gameten in den Zygoten hat die gleiche Wahrscheinlichkeit (außer in besonderen Fällen), für die Zygoten der vier möglichen Typen mit gleicher Wahrscheinlichkeit in F2 gebildet werden: GG = Homozygote, gelb; Gg = heterozygot, gelb; gG = heterozygot, gelb; gg = homozygot, grün.
Gelb und Grün stehen daher in F2 im Verhältnis 3: 1, da sich das Gelb manifestiert, solange es vorhanden ist, während sich das Grün nur in Abwesenheit von Gelb manifestiert.
Um das Phänomen aus molekularbiologischer Sicht besser zu verstehen, reicht die Hypothese aus, dass eine bestimmte Grundsubstanz, Grün, nicht durch das vom G-Allel produzierte Enzym modifiziert wird, während das G-Allel ein Enzym produziert, das das grüne Pigment in umwandelt gelbes Pigment. Wenn das G-Allel auf keinem der beiden homologen Chromosomen vorhanden ist, die dieses Gen tragen, bleiben die Erbsen grün.
Die Tatsache, dass gelbe Erbsen durch zwei verschiedene genetische Strukturen charakterisiert werden können, das homozygote GG und das heterozygote Gg, gibt uns die Möglichkeit, den Phänotyp und den Genotyp zu definieren.
Die äußere Erscheinungsform des Organismus genetischer Merkmale (was wir sehen), die durch Umwelteinflüsse mehr oder weniger verändert wurde, wird als Phänotyp bezeichnet . Die Menge von nur genetischen Zeichen, die sich im Phänotyp manifestieren können oder nicht, wird als Genotyp bezeichnet .
Die gelben Erbsen von F2 haben einen gleichen Phänotyp, aber einen variablen Genotyp. Tatsächlich sind sie für 2/3 Heterozygoten (Träger des rezessiven Charakters) und für 1/3 Homozygoten.
Stattdessen sind beispielsweise bei grünen Erbsen der Genotyp und der Phänotyp gegenseitig unveränderlich.
Wie wir sehen werden, sind das Erscheinen von nur einem der Elternzeichen in F1 und das Erscheinen beider Zeichen in einem Verhältnis von 3: 1 in F2 Phänomene allgemeiner Natur, die Gegenstand des 1. bzw. 2. Mendelschen Gesetzes sind. All dies bezieht sich auf die Kreuzung zwischen Individuen, die sich in einem einzigen Paar von Allelen für einen einzigen genetischen Charakter unterscheiden.
Wenn Sie eine andere Kreuzung machen, wiederholt sich das Mendelsche Muster; Wenn wir zum Beispiel Erbsen mit faltigem Samen und glattem Samen kreuzen, in denen das glatte Allel dominiert, haben wir LL X 11 in P, alle LI (heterozygot, glatt) in F1 und drei glatt für jede F2-Falte (25% LL) 50% Li, 25% 11). Wenn wir nun doppelte Homozygoten kreuzen, d. H. Sorten, die sich in mehr als einem Zeichen unterscheiden (z. B. GGLL, gelb und glatt, mit ggll, grün und regoses), sehen wir, dass in F1 alle heterozygot mit beiden dominanten, phänotypisierten Zeichen sind, aber in F2 wird die vier möglichen phänotypischen Kombinationen in einem Zahlenverhältnis von 9: 3: 3: 1 haben, das sich aus den 16 möglichen Genotypen ergibt, die den möglichen Kombinationen der vier Gametentypen entsprechen (zwei mal zwei in den Zygoten).
Es ist offensichtlich, dass zwei Charaktere, die in der ersten Generation zusammen waren, in der dritten Generation unabhängig voneinander getrennt sind. Jedes Paar homologer Chromosomen trennt sich unabhängig von dem anderen in der Meiose. Und das ist es, was Mendels 3. Gesetz festlegt.
Sehen wir uns nun als Ganzes eine Formulierung von Mendels drei Gesetzen an :
1a: Gesetz der Dominanz. Wenn bei einigen Allelen die Nachkommen einer Kreuzung zwischen den jeweiligen Homozygoten nur einen der Elterncharaktere im Phänotyp haben, spricht man von dominantem und dem anderen von rezessivem Phänotyp.
2a: Segregationsgesetz. Die Kreuzung zwischen F1-Hybriden ergibt drei Dominanten für jeden Rezessiven. Das phänotypische Verhältnis beträgt daher 3: 1, während der Genotyp 1: 2: 1 beträgt (25% dominante Homozygoten, 50% Heterozygoten, 25% rezessive Homozygoten).
Bei der Kreuzung von Individuen, die sich in mehr als einem Paar von Allelen unterscheiden, wird jedes Paar nach dem 1. und 2. Gesetz unabhängig von den anderen in Nachkommen getrennt.
Obwohl Mendel diese drei Gesetze nicht richtig formuliert hat, gilt sie als Grundlage der eukaryotischen Genetik. Wie immer in den großen Prinzipien der Biologie, bedeutet der allgemeine Charakter dieser Gesetze nicht, dass sie keine Ausnahmen haben.
In der Tat gibt es so viele mögliche Ausnahmen, dass es heutzutage üblich ist, die Genetik in Mendelsche und Neoendelsche zu unterteilen, einschließlich aller Phänomene, die nicht in die Mendelschen Gesetze fallen.
Während jedoch die ersten Ausnahmen Zweifel an der Gültigkeit von Mendels Entdeckungen aufkommen ließen, konnte später gezeigt werden, dass seine Gesetze von allgemeiner Tragweite sind, aber die Phänomene, die ihnen zugrunde liegen, werden mit einer Vielzahl anderer Phänomene kombiniert, die sie modulieren sonst der Ausdruck.
WEITER: Vorhersagen der Blutgruppe Ihres Kindes "
Herausgegeben von: Lorenzo Boscariol
