Закони Менделя
Спадкові
ознаки передаються з покоління в покоління за допомогою генів.
Нащадки
отримують від кожного з батьків по одному гену, що кодує ознака.
Грегора
Менделя по праву вважають засновником сучасної генетики, і горох, з яким
він експериментував, не менш відомий у науковому фольклорі, ніж яблуко
Ньютона. Його наукові дослідження в монастирському фруктовому саду в місті Брюнн
(зараз Брно в Чехії), спочатку викликані лише інтересом до землеробства,
переросли в багаторічну серію трудомістких дослідів зі схрещування рослин, у
внаслідок чого Мендель прийшов до висновку, що спадковість визначається
генами.
Його
робота була нескладною, але кропіткої: він одягав на квітки гороху спеціальні
мішечки для того, щоб кожна рослина запилюються лише ретельно відібраної
пилком. Потім, порівнюючи ознаки батьківських і дочірніх рослин, він зміг
вивести закони наслідування.
Класичні
експерименти Менделя полягали в схрещуванні двох ліній гороху - високорослий
і низькорослому. Всі дочірні рослини першого покоління були високими (а зовсім
не низького або середнього зросту, як очікувалося). Однак при подальшому
схрещуванні рослин першого покоління між собою тільки три чверті дочірніх
рослин другого покоління виявилися високорослими, що залишилися рослини були
низькорослими. Щоб пояснити результати цих (і багатьох інших) експериментів,
Мендель постулював наступне:
--
існує одиниця спадковості (Мендель називав її «фактором», ми зараз
називаємо її геном), і дочірній організм отримує від кожного з батьків по одному
гену, що кодує дана ознака;
--
якщо дочірній організм отримує гени, що відповідають за альтернативні ознаки, то
один з цих генів буде домінантним і буде експресувати (тобто
кодується цим геном ознака проявиться у організму), а інший буде
рецесивним (тобто не експрессіруемим).
В
випадку з горохом це означає, що кожне дочірнє рослина першого покоління
отримало і ген «високоросла», і ген «низькорослості» - по одному від кожного
з батьків. Високий ріст потомства першого покоління вказує на домінантність
гена «високоросла». Проте в спадковому матеріалі кожного дочірнього
рослини першого покоління зберігся і неекспрессіровавшійся ген
«Низькорослості». У наступному поколінні одна рослина буде мати в середньому два
гена «високоросла», дві рослини - один ген «високоросла» і один ген
«Низькорослості» і одна рослина - два гени «низькорослості»; воно щось і буде
низькорослою. Керуючись цією схемою, Мендель зміг пояснити багато
особливості успадкування, до цього залишалися загадкою: наприклад, чому
деякі хвороби (такі, як гемофілія) передаються через покоління або чому
у карооких батьків можуть бути блакитноокі діти.
Як
це нерідко трапляється в історії науки, робота Менделя, закінчена в 1865 році,
не відразу отримала належне визнання у сучасників. Підсумки його дослідів були
оприлюднені на засіданні Товариства природничих наук міста Брюнн, а потім
опубліковані в журналі цього Товариства, але ідеї Менделя в той час не знайшли
підтримки. Хоча цей журнал отримували понад ста наукових організацій всього світу,
номер журналу з описом революційної роботи Менделя протягом тридцяти років
порошився у бібліотеках. Лише в кінці XIX століття вчені, що займалися проблемами
спадковості, відкрили для себе обов'язки Менделя, і він зміг отримати (вже
посмертно) заслужене визнання.
Це
не означає, що ідеї Менделя були прийняті беззастережно. У науковому світі довго
обговорювалася теорія преформізма, згідно з якою яйцеклітина і сперматозоїд
якимось чином містять в собі дорослий організм в мініатюрі. Наприклад,
Антоній Ван Левенгук (Anton van Leeuwenhoek, 1632-1723), вчений, який ввів в
науковий обіг мікроскоп, вважав, що всередині кожного сперматозоїда вже
міститься крихітний людський організм, а яйцеклітина потрібна лише для
забезпечення його поживними речовинами, необхідними для росту. Питання
полягав у тому, що управляє розвитком ембріона - внутрішні, спадкові
фактори, як думав Мендель, або зовнішні фактори навколишнього середовища, які
можуть, наприклад, впливати на поживні речовини яйцеклітини. Сьогодні, коли
вчені вже можуть у всіх деталях простежити шлях розвитку організму з
заплідненої яйцеклітини, з'ясовується, що зовнішні чинники, наприклад речовини,
надають внутрішньоутробний вплив на ембріон, можуть викликати «включення»
певних генів і таким чином впливати на розвиток організму.
Сьогодні
ми знаємо, що відкриті Менделем гени - це ділянки знаходяться в клітині молекул
ДНК. Згідно з центральної догмі молекулярної біології, механізм дії генів
полягає в тому, щоб кодувати білки, які, у свою чергу, виступаючи в ролі
ферментів, регулюють всі хімічні реакції в живих організмах (див. Каталізатори
і ферменти).
***
Грегор
Йоганн МЕНДЕЛЬ
Gregor
Johann Mendel, 1822-84
Моравський
чернець і генетик рослин. Іоганн Мендель народився в містечку Хейнцендорф (нині
Гінчіце в Чехії), де його батько мав невеличкий селянським наділом. Прийняв
ім'я Грегор під час вступу до монастиря прилеглого міста Брюнн (нині Брно).
У 1851 році настоятель монастиря направив Менделя вчитися до віденського
університет, де він, серед іншого, вивчав ботаніку. Після закінчення
Мендель університету викладав природничі науки в місцевій школі. В 1856 році
почав проводити досліди зі схрещування рослин, зокрема гороху, який він
вирощував у монастирському саду, - можливо, спонукуваний дитячими спогадами
про роботу з батьком у його господарстві. Результати дослідів Менделя, що лягли в основу
сучасної генетики, були опубліковані в 1865 році, не викликавши тоді інтересу в
сучасників. Трьома роками пізніше Мендель став настоятелем монастиря міста
Брюнн і закинув дослідження, присвятивши себе виконання адміністративних
обов'язків.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/
