Гибридологический метод изучения наследования Г. Менделя

Основной метод исследования, которым пользовался Г. Мендель и который лёг в основу современной генетики, называется гибридологический. Этот метод позволяет выявлять закономерности наследования отдельных признаков при половом размножении организмов. Суть его — в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам.

Первой особенностью метода Менделя является строгий подбор растений для опытов.

Они должны удовлетворять следующим требованиям: а) обладать устойчивыми (стабильными) различающимися признаками родительских форм; б) гибриды должны быть защищены во время цветения от опыления чужой пыльцой; в) не должно быть каких — либо Нарушений плодовитости у гибридов и их потомства. Этим требованиям соответствуют Бобовые из рода Pisum, имеющие такое строение цветка, при котором в естественных условиях возможно только самоопыление. В тоже время при необходимости можно провести искусственное опыление. Многие сорта гороха обладают хорошо различающимися устойчивыми признаками, они легко культивируются как в открытом грунте, так и в горшках. Отобранные сорта гороха Мендель подверг двухлетнему испытанию на чистоту линий. Чистолинейными по данному признаку являются такие растения (организмы), которые при длительном самоопылении не дают потомков, отличающихся от родительской формы по этому признаку.

Вторая особенность разработанного Менделем метода заключается в том, что анализ гибридов — потомков от искусственного скрещивания разных родительских линий Мендель проводил не по всей совокупности их свойств, а лишь по ранее отобранным отдельным признакам, по вариантам которых различались чистолинейные родители.

Эти варианты признака называются альтернативными, или взаимоисключающими.

Наконец, третьей важной особенностью метода Менделя было введение тщательного количественного учёта потомков гибридов по каждому признаку отдельно.

Такое скрещивание, при котором родительские организмы отличаются друг от друга по одному альтернативному признаку, называется моногибридным. Скрещивание, в котором учитываются две пары альтернативных признаков, называется дигибридным. Если у родительских форм учитываются более двух признаков — полигибридным.

Из опытов Г. Менделя по моногибридному скрещиванию следовало, что наследственные признаки организмов (жёлтая и зелёная окраска семян) определяются дискретными частицами, которые распределяются в потомстве случайным образом. Теперь мы называем их генами. В настоящее время ген рассматривается как единица функционирования наследственного материала. Это означает, что передачей генов в ряду клеточных или организменных поколений достигается материальная структурнофункциональная преемственность, наследование потомками признаков родителей. По химической природе ген представляет фрагмент молекулы ДНК, который содержит информацию о последовательности аминокислот в определённом полипептиде. В современной генетике указанный фрагмент ДНК обозначается термином «цистрон».

Альтернативный признак и соответствующий ему ген, проявляющийся у гибридов первого поколения, называют доминантным (преобладающий), а не проявляющийся (подавленный) — рецессивным, или отступающим.

Ген как единица функционирования наследственного материала имеет ряд свойств. Одно из них — дискретность действия, т. е. развитие различных признаков, контролируется разными генами, локализация которых в хромосомах не совпадает. Ген как дискретная единица наследственности отличается стабильностью (постоянством) — при отсутствии мутации он передаётся в ряду поколений в неизменном виде.

Ген может существовать в разных формах аллелях, которые расположены в одинаковых участках гомологических хромосом. Любой диплоидный организм содержит в каждой клетке два аллеля любого гена. Так жёлтая окраска семян гороха определяется аллелем А, зелёная — аллелем а.

Если в обеих гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллельные гены (два доминантных — АА или два рецессивных — аа), такой организм называется гомозиготным, так как он образует один тип гамет и не даёт расщепления при скрещивании с таким же по генотипу организмом. Если в гомологичных хромосомах локализованы разные гены одной аллельной пары (Аа), то такой организм называется гетерозиготным по данному признаку. Он образует два типа гамет и при скрещивании с таким же по генотипу организмом даёт расщепление.

Г. Мендель получил чистые линии горохов с альтернативными признаками т. е. гомозиготные доминантные (АА) и гомозиготные рецессивные (аа) особи, которые в дальнейшем скрещивались друг с другом.

Запись скрещивания проводится следующим образом: в первой строке пишут букву Р (родители), далее генотип женского организма, знак скрещивания Х и генотип мужского организма; во второй строке записывают букву G (гаметы) и гаметы женской и мужской особи, каждая гамета берётся в кружочек; в третьей строке ставят буквуF (потомки) и записывают генотипы потомков:

Совокупность всех генов организма называется генотипом. Генотип представляет собой взаимодействующие друг с другом и влияющие друг на друга совокупности генов. Каждый ген испытывает на себе воздействие других генов генотипа и сам оказывает на них влияние, поэтому один и тот же ген в разных генотипах может проявляться по-разному.

Совокупность всех свойств и признаков организма (морфологических, анатомических, функциональных и др.) называется фенотипом. Понятия генотип и фенотип — очень важные в биологии. На протяжении жизни организма его фенотип может изменятся, однако генотип при этом остаётся неизменным. Фенотип развивается на базе определённого генотипа в результате взаимодействия с условиями внешней среды. Организмы, имеющие одинаковый генотип, могут отличаться друг от друга в зависимости от условий развития и существования. Отдельный признак называется феномом. К фенотипическим признакам относятся не только внешние признаки (цвет глаз, волос, форма носа, окраска цветов и т. д.), но и анатомические (объём желудка, строение печени т. д.), биохимические (концентрация глюкозы и мочевины в сыворотке крови и т. д.).