science >> Wetenschap >  >> Biologie

Law of Independent Assortment (Mendel): definitie, verklaring, voorbeeld

Gregor Mendel staat bekend als de vader van de moderne genetica. Hij bracht zijn carrière door als een Augustijnse monnik met een onwaarschijnlijke passie voor het bestuderen van erfelijke eigenschappen, en hij groeide en bestudeerde tot 18.000 erwtplanten tussen 1856 en 1863.

In Mendel's eerste beroemde serie experimenten, vestigde hij de wet van Mendel van segregatie, die vandaag stelt dat elke gamete of geslachtscel even waarschijnlijk een bepaald allel van de ouder ontvangt. (Een allel is een variant van een gen; elk gen heeft meestal twee, zoals R voor ronde zaden in erwtenplanten en r voor gerimpelde zaden.)

Voortbouwend op dit werk, begon Mendel vervolgens de wet aan te tonen van onafhankelijk assortiment, waarin staat dat verschillende
genen elkaar niet beïnvloeden met betrekking tot het sorteren van allelen in gameten. Er zijn enkele uitzonderingen op de regel, zoals zal worden beschreven.
Kenmerken van erwtenplanten

Mendel begon zijn werk met het onderzoeken van zeven eigenschappen van erwtenplanten waarvan hij merkte dat ze in twee verschillende varianten voorkomen:

  • Bloemkleur (paars of wit)
  • Bloempositie op stengel (aan de zijkant of aan het einde)
  • Stamlengte (dwerg of lang)
  • Podvorm (opgeblazen of vernauwd)
  • Podkleur (geel of groen)
  • Zaadvorm (rond of gerimpeld)
  • Zaadkleur (geel of groen)

    Erwtplantbestuiving

    Erwtplanten kunnen zelfbestuiven, een eigenschap die Mendel in zijn werk aan onafhankelijk assortiment moest vermijden omdat hij specifiek naar de erfelijkheid van meerdere eigenschappen keek. Hij gebruikte daarom voornamelijk kruisbestuiving of reproductie tussen verschillende planten.

    Dit gaf Mendel controle over de specifieke genetische inhoud van de planten die hij in de loop van de tijd kweekte omdat hij zeker kon zijn van de specifieke samenstelling van beide ouders, uit zijn experimenten bleek dat dit bestond.
    Monohybrid versus Dihybrid Crosses

    In zijn vroege experimenten gebruikte Mendel zelfbestuiving om zijn erwtenplanten te kweken voor slechts één eigenschap (bijv. zaadkleur). Hij deed dit met behulp van een monohybride kruis, dat is het kweken van twee planten met een identiek hybride genotype, zoals Rr.

    Deze planten maakten deel uit van de F1-generatie, waarbij de ouderlijke (P) erwtenplanten de genotypen RR en rr in elk geval. De kruising van F1-planten met elkaar produceert een F2-generatie.

    Met een dihybride kruis kon Mendel de overerving van twee eigenschappen tegelijkertijd onderzoeken, zoals zaadvorm en peulkleur. Deze planten waren kruisen tussen ouders die kopieën van beide allelen voor elke eigenschap hadden en daarom genotypen hadden van de vorm RrPp.
    Wet van scheiding

    Omdat Mendel aan zijn monohybride kruisen zag dat elk gamete even waarschijnlijk was om een gegeven kenmerk van de ouder te ontvangen, waardoor de wet van segregatie werd vastgesteld, voorspelde hij dat dit zich tegelijkertijd in meerdere eigenschappen zou manifesteren.

    Mendel voorspelde door naar deze gegevens te kijken dat de erfenis van een eigenschap had geen invloed op de erfenis van een andere, maar hij moest wat meer werk doen om dit te bevestigen.
    Mendel's tweede experiment

    Mendel gebruikte nu zijn erwtenplanten om de resultaten van dihybride kruisen in plaats van monohybride kruisen. Dit stelde hem in staat om de overerving van meerdere kenmerken geassocieerd met meerdere genen te bepalen.

    Mendel voorspelde dat als kenmerken onafhankelijk van elkaar zouden worden geërfd,
    deze kruisen de vier mogelijke combinaties van de twee zouden produceren eigenschappen (bijvoorbeeld voor zaadvorm en zaadkleur, rondgeel, rondgroen, gerimpeld geel, gerimpeld groen
    ) in een vaste fenotypische verhouding van 9: 3: 3: 1, in een bepaalde volgorde . Dat deden ze, rekening houdend met kleine statistische schommelingen.
    Mendel's Wet van onafhankelijk assortiment: definitie en uitleg

    De wet van onafhankelijk assortiment stelt dat de allelen van twee (of meer) verschillende genen onafhankelijk van elkaar worden gesorteerd tijdens de vorming van gameten. , wat impliceert dat allelen elkaar of hun erfelijkheid niet beïnvloeden.

    Zonder bepaalde eigenaardigheden van chromosomaal gedrag, zou deze wet waarschijnlijk onder alle omstandigheden gelden. Maar verschillende eigenschappen zijn in feite soms samen geërfd, zoals je zult zien.
    Dihybrid Punnett Square: Law of Independent Assortment Example

    In een dihybrid Punnett square, alle mogelijke allelcombinaties van ouders met identieke genotypen voor twee eigenschappen worden in een raster geplaatst. Deze combinaties hebben de vorm AB, Ab, aB en ab. Het raster heeft dus zestien vierkanten en de rij- en kolomkoppen zijn vier over en vier naar beneden, gelabeld met de bovenstaande combinaties.

    Wanneer meer dan twee eigenschappen tegelijkertijd worden onderzocht, begint het gebruik van een Punnett-vierkant om erg omslachtig te worden. Een trihybride kruis zou bijvoorbeeld een acht-bij-acht-raster vereisen, dat zowel tijdrovend als ruimtebesparend is.
    Onafhankelijk assortiment versus gekoppelde genen

    De dihybride kruisresultaten van Mendel werden perfect toegepast op erwtplanten, maar verklaren erfelijkheid in andere organismen niet volledig. Dankzij wat er tegenwoordig bekend is over chromosomen, kunnen de variaties van de wet van onafhankelijk assortiment die in de loop van de tijd zijn waargenomen, worden verklaard door wat bekend staat als genkoppeling. recombinatie, waarbij kleine stukjes homologe chromosomen worden uitgewisseld. Op deze manier worden genen die fysiek dicht bij elkaar liggen, samen vervoerd wanneer een bepaalde vorm van recombinatie optreedt, waardoor bepaalde gekoppelde genen erfelijk in groepen worden.

    Verwante onderwerpen:

  • Onvolledig Dominantie: definitie, verklaring en voorbeeld
  • Dominant Allel: wat is het? & Waarom gebeurt het? (met eigenschappenkaart)
  • Recessief allel: wat is het? & Waarom gebeurt het? (met eigenschappenkaart)