Sebagai hasil penelitian ilmuwan K. Correns, G. de Vries, E. Cermak pada tahun 1900, hukum genetika "ditemukan kembali", dirumuskan pada tahun 1865 oleh pendiri ilmu hereditas - Gregor Mendel. Dalam eksperimennya, naturalis menerapkan metode hibridologi, berkat prinsip-prinsip pewarisan sifat dan beberapa sifat organisme yang dirumuskan. Dalam artikel ini, kami akan mempertimbangkan pola utama penularan keturunan yang dipelajari oleh ahli genetika.
G. Mendel dan penelitiannya
Penggunaan metode hibridologi memungkinkan ilmuwan untuk menetapkan sejumlah pola, yang kemudian disebut hukum Mendel. Misalnya, ia merumuskan aturan keseragaman hibrida generasi pertama (hukum pertama Mendel). Dia menunjuk faktamanifestasi pada hibrida F1 hanya dari satu sifat yang dikendalikan oleh gen dominan. Jadi, ketika melintasi tanaman kacang polong, varietas yang berbeda dalam warna biji (kuning dan hijau), semua hibrida generasi pertama hanya memiliki warna biji kuning. Selain itu, semua individu ini juga memiliki genotipe yang sama (heterozigot).
Hukum Terpisah
Melanjutkan persilangan antar individu yang diambil dari hibrida generasi pertama, Mendel menerima pemisahan karakter di F2. Dengan kata lain, tanaman dengan alel resesif dari sifat yang dipelajari (warna biji hijau) diidentifikasi secara fenotipik dalam jumlah sepertiga dari semua hibrida. Dengan demikian, hukum pewarisan sifat yang mapan memungkinkan Mendel untuk melacak mekanisme transmisi gen dominan dan resesif dalam beberapa generasi hibrida.
Persilangan Di- dan polihibrid
Dalam eksperimen berikutnya, Mendel memperumit kondisi untuk implementasinya. Sekarang, tanaman diambil untuk persilangan, berbeda baik dalam dua maupun dalam sejumlah besar pasangan sifat alternatif. Ilmuwan menelusuri prinsip pewarisan gen dominan dan resesif dan memperoleh hasil pemisahan yang dapat diwakili oleh rumus umum (3:1) , di mana n adalah jumlah pasangan sifat alternatif yang membedakan individu orang tua. Jadi, untuk persilangan dihibrida, pemisahan fenotipe pada hibrida generasi kedua akan terlihat seperti: (3:1)2=9:6:1 atau 9:3:3: 1. Artinya, hibrida dari yang keduaDari generasi ke generasi, empat jenis fenotipe dapat diamati: tanaman berbiji halus kuning (9/16 bagian), keriput kuning (16/3), tanaman berbiji mulus hijau (3/16) dan biji keriput hijau (1/16 bagian). Dengan demikian, hukum pewarisan sifat yang independen menerima konfirmasi matematisnya, dan persilangan polihibrid mulai dianggap sebagai beberapa monohibrida - "ditumpangkan" satu sama lain.
Jenis warisan
Dalam genetika, ada beberapa jenis pewarisan sifat dan sifat dari orang tua ke anak. Kriteria utama di sini adalah bentuk kontrol sifat, yang dilakukan baik oleh satu gen - pewarisan monogenik, atau oleh beberapa - pewarisan poligenik. Sebelumnya, kami mempertimbangkan hukum pewarisan sifat independen untuk persilangan mono dan dihibrida, yaitu hukum Mendel pertama, kedua dan ketiga. Sekarang kita akan mempertimbangkan bentuk seperti itu sebagai warisan terkait. Dasar teorinya adalah teori Thomas Morgan, yang disebut kromosom. Ilmuwan membuktikan bahwa bersama dengan sifat-sifat yang ditransmisikan secara independen ke keturunannya, ada jenis pewarisan seperti autosomal dan hubungan terpaut jenis kelamin.
Dalam kasus ini, beberapa sifat dalam satu individu diwarisi bersama, karena mereka dikendalikan oleh gen yang terlokalisasi pada kromosom yang sama dan terletak berdampingan di dalamnya - satu demi satu. Mereka membentuk kelompok tautan, yang jumlahnya sama dengan set kromosom haploid. Misalnya, pada manusia, kariotipe adalah 46 kromosom, yang sesuai dengan 23 kelompok pertalian. Ditemukan bahwa apasemakin kecil jarak antar gen dalam kromosom, semakin jarang terjadi proses pindah silang antar gen, yang mengarah pada fenomena variabilitas herediter.
Bagaimana gen yang terletak pada kromosom X diturunkan
Mari kita lanjutkan mempelajari pola pewarisan, sesuai dengan teori kromosom Morgan. Studi genetik telah menemukan bahwa baik pada manusia dan hewan (ikan, burung, mamalia) ada sekelompok sifat, mekanisme pewarisan yang dipengaruhi oleh jenis kelamin individu. Misalnya, warna bulu pada kucing, penglihatan warna, dan pembekuan darah pada manusia dikendalikan oleh gen yang terletak pada kromosom seks X. Dengan demikian, cacat pada gen yang sesuai pada manusia secara fenotipik memanifestasikan dirinya dalam bentuk penyakit keturunan yang disebut penyakit gen. Ini termasuk hemofilia dan buta warna. Penemuan G. Mendel dan T. Morgan memungkinkan penerapan hukum genetika di bidang-bidang penting masyarakat manusia seperti kedokteran, pertanian, pemuliaan hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme.
Hubungan antara gen dan sifat yang mereka definisikan
Berkat penelitian genetika modern, ditemukan bahwa hukum pewarisan sifat secara independen dapat dikembangkan lebih lanjut, karena rasio “1 gen - 1 sifat” yang mendasarinya tidak universal. Dalam sains, kasus aksi ganda gen, serta interaksi bentuk non-alelnya, telah diketahui. Jenis ini termasuk epistasis, komplementaritas, polimeria. Jadi ditemukan bahwa jumlah pigmen kulitmelatonin, yang bertanggung jawab atas warnanya, dikendalikan oleh seluruh kelompok kecenderungan turun-temurun. Semakin banyak gen dominan yang bertanggung jawab untuk sintesis pigmen dalam genotipe manusia, semakin gelap kulitnya. Contoh ini menggambarkan interaksi seperti polimer. Pada tumbuhan, bentuk pewarisan ini melekat pada spesies keluarga sereal, di mana warna biji-bijian dikendalikan oleh sekelompok gen polimer.
Dengan demikian, setiap genotipe organisme diwakili oleh sistem integral. Itu terbentuk sebagai hasil dari perkembangan historis spesies biologis - filogenesis. Keadaan sebagian besar sifat dan sifat suatu individu merupakan hasil interaksi gen, baik alel maupun non-alel, dan gen itu sendiri dapat mempengaruhi perkembangan beberapa sifat organisme sekaligus.
