Mendels Gesetz des unabhängigen Sortiments

In den 1860er Jahren entdeckte ein Mönch namens Gregor Mendel viele der Prinzipien, die die Vererbung bestimmen. Eines dieser Prinzipien, das heute als Mendels Gesetz des unabhängigen Zusammenstellens bekannt ist, besagt, dass sich Allelpaare während der Bildung von Gameten trennen. Dies bedeutet, dass die Merkmale unabhängig voneinander auf die Nachkommen übertragen werden.

Die zentralen Thesen

• Aufgrund des Gesetzes des unabhängigen Sortiments werden Merkmale unabhängig voneinander von den Eltern auf die Nachkommen übertragen.
• Mendels Gesetz der Segregation ist eng mit seinem Gesetz des unabhängigen Sortiments verwandt und von grundlegender Bedeutung.
• Nicht alle Vererbungsmuster entsprechen den Mendelschen Segregationsmustern.
• Eine unvollständige Dominanz führt zu einem dritten Phänotyp. Dieser Phänotyp ist ein Amalgam der Eltern-Allele.
• Bei der Ko-Dominanz sind beide Eltern-Allele vollständig exprimiert. Das Ergebnis ist ein dritter Phänotyp, der die Eigenschaften beider Allele aufweist.

Mendel entdeckte dieses Prinzip, nachdem er Dihybridkreuzungen zwischen Pflanzen durchgeführt hatte, die zwei voneinander verschiedene Merkmale hatten, wie Samenfarbe und Hülsenfarbe. Nachdem diese Pflanzen sich selbst bestäuben durften, stellte er fest, dass das gleiche Verhältnis von 9: 3: 3: 1 bei den Nachkommen auftrat. Mendel kam zu dem Schluss, dass die Merkmale unabhängig voneinander an die Nachkommen weitergegeben wurden.

Das obige Bild zeigt eine echte Zuchtpflanze mit den dominanten Merkmalen von grüner Hülsenfarbe (GG) und gelber Samenfarbe (YY), die mit einer echten Zuchtpflanze mit gelber Hülsenfarbe (gg) kreuzbefruchtet wird.und grüne Samenfarbe (yy). Die resultierenden Nachkommen sind alle heterozygot hinsichtlich der Farbe der grünen Hülse und der Farbe der gelben Samen (GgYy). Wenn die Nachkommen sich selbst bestäuben dürfen, wird in der nächsten Generation ein Verhältnis von 9: 3: 3: 1 zu sehen sein. Ungefähr neun Pflanzen werden grüne Schoten und gelbe Samen haben, drei werden grüne Schoten und grüne Samen haben, drei werden gelbe Schoten und gelbe Samen haben, und einer wird eine gelbe Schote und grüne Samen haben. Diese Verteilung der Merkmale ist typisch für Dihybridkreuze.

Mendels Segregationsgesetz

Grundlegend für das Gesetz des unabhängigen Sortiments ist das Gesetz der Trennung. Mendels frühere Experimente führten ihn dazu, dieses genetische Prinzip zu formulieren. Das Segregationsgesetz basiert auf vier Hauptkonzepten. Das erste ist, dass Gene in mehr als einer Form oder Allel existieren. Zweitens erben Organismen während der sexuellen Fortpflanzung zwei Allele (eines von jedem Elternteil). Drittens trennen sich diese Allele während der Meiose und lassen jeden Gameten mit einem Allel für ein einzelnes Merkmal zurück. Schließlich weisen heterozygote Allele eine vollständige Dominanz auf, da ein Allel dominant und das andere rezessiv ist. Es ist die Trennung von Allelen, die die unabhängige Übertragung von Merkmalen ermöglicht.

Grundlegender Mechanismus

Unbekannt für Mendel während seiner Zeit wissen wir jetzt, dass sich Gene auf unseren Chromosomen befinden. Homologe Chromosomen, von denen eines von unserer Mutter und das andere von unserem Vater stammt, haben diese Gene auf jedem Chromosom an der gleichen Stelle. Während die homologen Chromosomen sehr ähnlich sind, sind sie aufgrund unterschiedlicher Gen-Allele nicht identisch. Während der Meiose I, in Metaphase I, sind die homologen Chromosomen in der Mitte der Zelle zufällig ausgerichtet, sodass wir die Grundlage für eine unabhängige Zusammenstellung sehen können.

Nicht-Mendelsche Vererbung

Rosa Löwenmaul. Crezalyn Nerona Uratsuji / Moment / Getty Images

Einige Vererbungsmuster weisen keine regulären Mendelschen Segregationsmuster auf. Bei unvollständiger Dominanz beispielsweise dominiert ein Allel das andere nicht vollständig. Dies führt zu einem dritten Phänotyp, der eine Mischung derjenigen ist, die in den Eltern-Allelen beobachtet wurden. Ein Beispiel für eine unvollständige Dominanz sind Löwenmaulpflanzen. Eine rote Löwenmaulpflanze, die mit einer weißen Löwenmaulpflanze kreuzbefruchtet ist, bringt rosa Löwenmaulnachkommen hervor.

Bei der Ko-Dominanz sind beide Allele vollständig exprimiert. Dies führt zu einem dritten Phänotyp, der unterschiedliche Eigenschaften beider Allele aufweist. Wenn zum Beispiel rote Tulpen mit weißen Tulpen gekreuzt werden, haben die resultierenden Nachkommen manchmal Blüten, die sowohl rot als auch weiß sind.

Während die meisten Gene zwei Allelformen enthalten, haben einige mehrere Allele für ein Merkmal. Ein häufiges Beispiel hierfür beim Menschen ist die ABO-Blutgruppe. ABO - Blutgruppen haben drei Allele, die als (I) dargestellt werden^EIN, ich^B, ich^Ö).

Einige Merkmale sind polygen, was bedeutet, dass sie von mehr als einem Gen kontrolliert werden. Diese Gene können zwei oder mehr Allele für ein bestimmtes Merkmal aufweisen. Polygene Merkmale weisen viele mögliche Phänotypen auf. Beispiele für solche Merkmale umfassen Hautfarbe und Augenfarbe.

Quellen

• Reece, Jane B. und Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.