Watu daima wamekuwa wakivutiwa na mifumo ya sifa za urithi. Kwa nini watoto wanafanana na wazazi wao? Je, kuna hatari ya kuambukizwa magonjwa ya urithi? Maswali haya na mengine mengi yalibaki chini ya pazia la usiri hadi karne ya 19. Hapo ndipo Mendel aliweza kukusanya maarifa yote yaliyokusanywa juu ya mada hii, na pia, kupitia majaribio changamano ya uchanganuzi, kuanzisha mifumo maalum.
Mchango wa Mendel katika ukuzaji wa vinasaba
Mifumo ya kimsingi ya urithi wa sifa ni kanuni ambazo kulingana nazo sifa fulani hupitishwa kutoka kwa viumbe mzazi hadi kwa watoto. Ugunduzi wao na uundaji wao wazi ni sifa ya Gregor Mendel, ambaye alifanya majaribio mengi kuhusu suala hili. Kwa maneno mengine, jeni maalum huwajibika kwa kila sifa. Ramani za kwanza zilijengwa kwa mahindi na Drosophila. Mwisho ni kifaa cha kawaida cha kufanya majaribio ya kijeni.
sifa za Mendel haziwezi kukadiria kupita kiasi, kama wanasayansi wa Urusi pia huzungumzia. Kwa hivyo, mtaalamu maarufu wa maumbile Timofeev-Resovsky alibainisha kuwa Mendelalikuwa wa kwanza ambaye alifanya majaribio ya kimsingi na kutoa maelezo sahihi ya matukio ambayo yalikuwepo hapo awali katika kiwango cha nadharia. Kwa hivyo, anaweza kuchukuliwa kuwa mwanzilishi wa fikra za kihisabati katika nyanja za biolojia na jenetiki.
Watangulizi
Inafaa kukumbuka kuwa mifumo ya urithi wa sifa kulingana na Mendel haikuundwa tangu mwanzo. Utafiti wake ulitokana na utafiti wa watangulizi wake. Ikumbukwe hasa ni wasomi wafuatao:
- J. Goss ilifanya majaribio juu ya mbaazi, kuvuka mimea na matunda ya rangi tofauti. Ilikuwa shukrani kwa masomo haya kwamba sheria za usawa wa kizazi cha kwanza cha mahuluti, pamoja na utawala usio kamili, uligunduliwa. Mendel alisisitiza na kuthibitisha dhana hii pekee.
- Augustin Sarger ni mkulima aliyechagua curbits kwa majaribio yake. Alikuwa wa kwanza kusoma sifa za urithi sio kwa jumla, lakini kando. Anamiliki madai kwamba wakati wa kuhamisha sifa fulani, hazichanganyiki na kila mmoja. Kwa hivyo, urithi ni wa kudumu.
- Noden ilifanya utafiti kuhusu aina mbalimbali za mmea kama vile Datura. Baada ya kuchanganua matokeo, aliona ni muhimu kuzungumzia uwepo wa vipengele vikuu, ambavyo mara nyingi vitashinda.
Kwa hivyo, tayari kufikia karne ya 19 matukio kama vile utawala, usawa wa kizazi cha kwanza, na vile vile mchanganyiko wa sifa katika mahuluti yaliyofuata yalijulikana. Walakini, hakuna mifumo ya jumla imetengenezwa. Ni uchambuzi wa zilizopohabari na uundaji wa mbinu ya utafiti inayotegemewa ndio sifa kuu ya Mendel.
Mtiririko wa kazi wa Mendel
Mifumo ya urithi wa sifa kulingana na Mendel iliundwa kutokana na utafiti wa kimsingi. Shughuli ya mwanasayansi ilifanywa kama ifuatavyo:
- sifa za urithi hazikuzingatiwa kwa jumla, lakini kando;
- sifa mbadala pekee ndizo zilichaguliwa kwa uchanganuzi, ambazo zinawakilisha tofauti kubwa kati ya aina (hii ndiyo ilifanya iwezekane kueleza kwa uwazi zaidi mifumo ya mchakato wa urithi);
- utafiti ulikuwa wa msingi (Mendel alichunguza idadi kubwa ya aina za pea ambazo zilikuwa safi na mseto, kisha zikavuka "uzao"), ambayo ilifanya iwezekane kuzungumzia usawa wa matokeo;
- matumizi ya mbinu mahususi za kiasi wakati wa uchanganuzi wa data (kwa kutumia ujuzi wa nadharia ya uwezekano, Mendel alipunguza kasi ya kupotoka bila mpangilio).
Sheria ya Usawa wa Mseto
Kwa kuzingatia mifumo ya urithi wa sifa, inafaa kulipa kipaumbele maalum kwa usawa wa mahuluti ya kizazi cha kwanza. Iligunduliwa kupitia jaribio ambalo maumbo ya wazazi yalivukwa kwa sifa moja tofauti (umbo, rangi, n.k.).
Mendel aliamua kufanya jaribio la aina mbili za mbaazi - zenye maua mekundu na meupe. Kama matokeo, mahuluti ya kizazi cha kwanza walipokea inflorescences zambarau. Kwa hivyo, kulikuwa na sababu ya kuzungumza juu ya uweposifa kuu na za kupindukia.
Inafaa kukumbuka kuwa uzoefu huu wa Mendel haukuwa pekee. Alitumia mimea ya majaribio na vivuli vingine vya inflorescences, na maumbo tofauti ya matunda, urefu tofauti wa shina na chaguzi nyingine. Kwa uthabiti, aliweza kuthibitisha kuwa mahuluti yote ya mpangilio wa kwanza ni sare na yana sifa kuu.
Utawala usio kamili
Wakati wa kusoma swali kama vile mifumo ya urithi wa sifa, majaribio yalifanywa kwa mimea na viumbe hai. Kwa hivyo, iliwezekana kuanzisha kwamba ishara sio daima katika uhusiano wa utawala kamili na ukandamizaji. Kwa hiyo, kwa mfano, wakati wa kuvuka kuku wa rangi nyeusi na nyeupe, iliwezekana kupata watoto wa kijivu. Imekuwa pia kwa mimea mingine ambapo aina zilizo na maua ya zambarau na nyeupe zilitoa rangi ya waridi. Kwa hivyo, inawezekana kusahihisha kanuni ya kwanza, ikionyesha kwamba kizazi cha kwanza cha mahuluti kitakuwa na sifa sawa, na kinaweza kuwa cha kati.
Mgawanyiko wa kipengele
Akiendelea kuchunguza mifumo ya urithi wa sifa, Mendel aliona ni muhimu kuzaliana vizazi viwili vya kizazi cha kwanza (heterozygous). Kama matokeo, watoto walipatikana, ambao wengine walikuwa na sifa kubwa, na wengine - wa kupindukia. Kutokana na hili tunaweza kuhitimisha kwamba sifa ya pili katika kizazi cha kwanza cha mahuluti haipotei hata kidogo, lakini inakandamizwa tu na inaweza kuonekana kwa watoto wanaofuata.
Urithi wa kujitegemea
Maswali mengi husababishamifumo ya urithi wa sifa. Majaribio ya Mendel pia yaligusa watu ambao hutofautiana kwa njia kadhaa mara moja. Kwa kila kando, kanuni za awali zilizingatiwa. Lakini sasa, kwa kuzingatia jumla ya ishara, haikuwezekana kutambua mifumo yoyote kati ya mchanganyiko wao. Kwa hivyo, kuna sababu ya kuzungumza juu ya uhuru wa urithi.
Sheria ya usafi wa nyangumi
Baadhi ya mifumo ya urithi wa sifa iliyoanzishwa na Mendel ilikuwa ya dhahania pekee. Tunazungumza juu ya sheria ya usafi wa gamete, ambayo ina maana kwamba aleli moja tu kutoka kwa jozi iliyo katika jeni ya mzazi huanguka ndani yao.
Wakati wa Mendel, hapakuwa na njia za kiufundi za kuthibitisha dhana hii. Walakini, mwanasayansi aliweza kuunda taarifa ya jumla. Kiini chake kiko katika ukweli kwamba katika mchakato wa malezi ya mahuluti, sifa za urithi hubakia bila kubadilika, na hazichanganyiki.
Masharti muhimu
Genetics ni sayansi inayochunguza mifumo ya urithi wa sifa. Mendel alitoa mchango mkubwa katika maendeleo yake, baada ya kutengeneza vifungu vya msingi juu ya suala hili. Hata hivyo, ili yatimizwe, masharti muhimu yafuatayo lazima yatimizwe:
- fomu za chanzo lazima ziwe homozygous;
- vipengele mbadala;
- uwezekano sawa wa kuunda aleli tofauti katika mseto;
- uwezo sawa wa gamete;
- wakati gamete inarutubishwainalingana nasibu;
- zygoti zilizo na michanganyiko tofauti ya jeni zinaweza kutumika kwa usawa;
- idadi ya watu binafsi wa kizazi cha pili inapaswa kutosha kuzingatia matokeo yaliyopatikana kama asili;
- udhihirisho wa ishara haupaswi kutegemea ushawishi wa hali ya nje.
Ni vyema kutambua kwamba viumbe hai vingi, ikiwa ni pamoja na binadamu, vinalingana na ishara hizi.
Mitindo ya urithi wa tabia kwa wanadamu
Licha ya ukweli kwamba kanuni za kijeni zilisomwa kwa mfano wa mimea, pia ni halali kwa wanyama na wanadamu. Ni vyema kutambua aina zifuatazo za urithi:
- Utawala wa kiotomatiki - urithi wa sifa kuu ambazo zimejanibishwa kupitia mifumo otomatiki. Katika kesi hii, phenotype inaweza kutamkwa kwa nguvu na haionekani sana. Kwa aina hii ya urithi, uwezekano wa mtoto kupata aleli ya patholojia kutoka kwa mzazi ni 50%.
- Autosomal recessive - urithi wa sifa ndogo zilizounganishwa na somo otomatiki. Magonjwa hudhihirishwa kupitia homozigoti, na aleli zote mbili zitaathirika.
- Aina kuu iliyounganishwa na X inamaanisha uenezaji wa sifa kuu kwa jeni bainishi. Wakati huo huo, magonjwa yanatokea mara 2 zaidi kwa wanawake kuliko wanaume.
- Aina iliyounganishwa tena ya X - urithi hutokea kulingana na sifa dhaifu. Ugonjwa au ishara zake za kibinafsi huonekana kila wakati kwa watoto wa kiume, na kwa wanawake - tu katika hali ya homozygous.
Msingidhana
Ili kuelewa jinsi mifumo ya urithi wa sifa za Mendelian na michakato mingine ya kijeni inavyofanya kazi, inafaa kujifahamisha na ufafanuzi na dhana za kimsingi. Hizi ni pamoja na zifuatazo:
- Sifa kuu - sifa kuu ambayo hufanya kazi kama hali ya kubainisha ya jeni na kukandamiza ukuaji wa zile zinazolegea.
- Tabia ya kurudi nyuma - sifa ambayo hurithiwa, lakini haifanyi kazi kama kiazi.
- Homozigoti ni mtu binafsi wa diploidi au seli ambayo kromosomu zake zina seli sawa za jeni iliyobainishwa.
- Heterozygous ni diploidi ya mtu binafsi au seli ambayo hutoa mgawanyiko na ina aleli tofauti ndani ya jeni moja.
- Aleli ni mojawapo ya miundo mbadala ya jeni ambayo iko katika eneo mahususi kwenye kromosomu na ina sifa ya mfuatano wa kipekee wa nyukleotidi.
- Aleli ni jozi ya jeni ambazo ziko katika maeneo sawa ya kromosomu homologous na kudhibiti ukuzaji wa sifa fulani.
- Jeni zisizo za aleli ziko kwenye sehemu tofauti za kromosomu na huwajibika kwa udhihirisho wa sifa mbalimbali.
Hitimisho
Mendel alitunga na kuthibitisha kwa vitendo mifumo msingi ya urithi wa sifa. Maelezo yao yanatolewa kwa mfano wa mimea na hurahisishwa kidogo. Lakini kiutendaji ni kweli kwa viumbe vyote vilivyo hai.
