Prvý Mendelov zákon. Druhý Mendelov zákon.
Genetika > Zákony
Mendelove zákony
Každá somatická, t. j. telová bunka jedinca je diploidná (2n) a všetky znaky v genotype má tvorené jednou otcovskou a jednou materskou alelou, na rozdiel od haploidných pohlavných buniek gamet, ktoré sú s polovičným počtom chromozómov (n). Tieto pohlavné bunky vznikajú meiózou, čo je redukčné delenie buniek.
Johann Gregor Mendel (1822 – 1884) na základe kombinácií pohlavných buniek vytvoril genotyp pre F1 a F2 generácie potomkov.
Obr. 1 Johann Gregor Mendel
Symbolika | |
P |
|
AA |
|
| aa |
|
Aa |
|
G |
|
F |
|
číslo (index) |
|
Hybrid je kríženec, ktorý vznikne z rodičov, ktorí sa líšia minimálne v jednom znaku. Tento znak je pritom geneticky podmienený – teda dedičný. Ak sledujeme a štatisticky vyhodnocujeme jednu vlastnosť, jeden fenotypový znak kanárika, hovoríme o monohybridizme. Ak sledujeme dva znaky je to dihybridizmus.
Monohybrid má genotyp vytvorený jedným typom alel (A/a), konkrétne: AA, Aa, aa, dihybrid zase dvoma typmi alel (A/a a B/b), konkrétne: AABB, AaBb, aabb.
Pri trihybridizme sa používajú na písanie genotypu jedinca tri dvojice alel, napríklad (A/a, B/b, a C/c). V podstate je každý jedinec až polyhybrid. Mendelove tri zákony rozoberám na príkladoch momohybridizmu a dihybridizmu.Monohybridizmus
1. Mendelov zákon – zákon uniformity
Platí pri krížení dvoch homozygotov, pričom gény nie sú vo väzbe a sledovaný znak je lokalizovaný na autozómoch. V uvedenom príklade kríženia červený jedinec x žltý jedinec sa nič nezmení na potomstve F1 aj keď vymeníme pohlavia jedincov, pričom krížené jedince budú mať naďalej ten istý nezmenený fenotyp žltý x červený jedinec (recipročné kríženie). Inými slovami nezáleží na pohlaví jedincov. V skutočnosti sa v genetike prvý Mendelov zákon označuje aj ako Zákon identity reciprokých krížení a uniformity F1 generácie.
Symbolika všeobecne
P: rodičovský pár, X: kríženie, F1: prvá dcérska generácia
alela: A – červená farba, alela a – žltá farba.
Genotyp + fenotyp P: (AA) = dominatný homozygot – červený, (aa) = recesívny homozygot – žltý
Dedičnosť znaku pri krížení dvoch homozygotov: červený homozygot x žltý homozygot
Pri krížení dvoch homozygotov, dominantného (AA) a recesívneho (aa) vzniká F1 generácia heterozygotov s rovnakým genotypom (Aa), ale aj rovnakým fenotypom. Sú rovnaké – uniformné, preto zákon uniformity. Sú dve možnosti: potomstvo je a) červené, alebo b) oranžové.
Pri dedičnosti s úplnou dominanciou (schéma a) je celá F1 generácia rovnaká, heterozygotná (Aa) – fenotypove po dominantnom rodičovi červená (štiepiteľná na žltú farbu).
schéma a) jedinec červeného fenotypu štiepiteľný na žltú farbu, genotypove heterozygot.
Inými slovami (jednoducho) červený heterozygot.
Pri dedičnosti s neúplnou dominanciou (schéma b) je celá F1 generácia opäť rovnaká, tiež heterozygotná Aa, ale oranžová (štiepiteľná na červenú a žltú farbu). Dedičnosť s neúplnou dominanciou sa nazýva intermediárna dedičnosť. Zdôrazňujem, že oranžová farba je podiel červenej a žltej farby. Je to konkrétny príklad u kanárikov.
schéma b) jedinec oranžového fenotypu štiepiteľný na červenú aj žltú farbu, genotypove heterozygot.
Inými slovami (jednoducho) oranžový heterozygot. 
Obidva príklady týkajúce sa monohybridného kríženia dvoch heterozygotov sú rozpracované v druhej polovici tohto článku, ako príklad A a príklad B.
2. Mendelov zákon - zákon o voľnej segregácii alel a ich kombinácii v druhej generácii krížencov
Platí pri krížení dvoch heterozygotov, t.j. pri krížení príslušníkov F1 generácie medzi sebou. Ak majú krížence charakter dominantného rodiča, vtedy sa znak prejavuje s úplnou dominanciou. Ale ak majú charakter odpovedajúci strednému prejavu znakov oboch rodičov, vtedy hovoríme o znaku (aj dedičnosti) s neúplnou dominanciou.
Pri krížení príslušníkov F1 generácie medzi sebou dochádza ku štiepeniu podľa tohto schématu. Ako vidno, môžu nastať 4 možné kombinácie. To, že recesívna alela sa vedľa dominantnej alely neprejavuje, neznamená, že by bola stratená. Zachováva sa čistá. Preto o 2. Mendelovom zákone hovoríme aj ako o zákone o čistote vlôh a štiepenia.
Symbolika všeobecne
Alela: A – červená farba, alela: a – žltá farba.
Genotyp + fenotyp F1: Aa = heterozygot – červený jedinec, Aa = heterozygot – červený jedinec
Krížením dvoch heterozygotov F2 generácia už nie je jednotná, nie je uniformná (ako prvá F1), ale sa štiepi fenotypove aj genotypove. Vznikajú tri rôzne genotypy dominantný homozygot, heterozygot aj recesívny homozygot.
Sú tu hneď dve možnosti:
A / pri dedičnosi s úplnou dominanciou ......... (príklad prvý),
B / pri dedičnosi s neúplnou dominanciou ..... (príklad druhý).
Obr. 2 Ilustračné foto: žltý intenzívny kanárik
Nedá sa povedať či tento kanárik je heterozygot, alebo homozygot. To vie len chovateľ, ktorý ho odchoval, na základe záznamov a rodokmeňov rodičov.
A) Príklad prvý
Dedičnosť znaku s úplnou dominanciou: červený heterozygot x červený heterozygot
Tabuľka znázorňuje kombináciu alel pri krížení dvoch heterozygotov (Aa). Samčie gamety sú v tabuľke vodorovne a samičie gamety pod sebou. Pohlavie jedincov však môžeme písať do tabuľky aj naopak, výsledok je ten istý.
Genotypový štiepny pomer je 1 : 2 : 1.
Presnejšie: 1 dominatný homozygot (AA), 2 heterozygotné jedince (Aa) a 1 recesívny homozygot (aa).
Fenotypový štiepny pomer je 3 : 1.
Tri červené jedince 1 (AA) + 2 (Aa) / oproti: 1 žltý jedinec (aa).
fenotypový štiepny pomer 3 červené : 1 žltý jedinec
a genotypový 1 (AA) : 2 (Aa) : 1 (aa)B) Príklad druhý
Dedičnosť znaku s neúplnou dominanciou: oranžový heterozygot x oranžový heterozygot.
Fenotypový štiepny pomer je 1 : 2 : 1; 1 červený jedinec (AA), 2 oranžové jedince (Aa) a 1 žltý jedinec (aa).
Genotypový štiepny pomer je rovnaký, ako fenotypový štiepny pomer 1 : 2 : 1; Presnejšie: 1 dominatný homozygot (AA), 2 heterozygotné jedince (Aa), 1 recesívny homozygot (aa).
Obidva príklady dedičnosti, dedičnosť s úplnou dominanciou i dedičnosť s neúplnou dominanciou v plnom rozsahu platia aj pre rastliny, s ktorými mních Johann Gregor Mendel experimentoval. V inom článku si vysvetlíme, že Mendelove zákony neplatia univerzálne, hlavne nie tam, kde sa gény nachádzajú na pohlavných chromozómoch a sú vo vzájomných väzbách (napríklad klasický melanín u farebných kanárikov). Vtedy sú štiepne pomery iné.
Všetky štiepne pomery sú len štatistické možnosti. Napríklad na svete sa rodí rovnaké množstvo samcov a samičiek, mužov a žien. Napriek tomu v niektorej rodine majú troch chlapcov, ale v inej rodine tri dievčatá. Podobne v niektorom hniezde kanárikov sú štyri samčeky a v inom päť samičiek. V podstate je pomer samčekov a samičiek v prírode 1 : 1. Objavuje sa tu veľká variabilita tak v čase, ako aj v priestore. Štatistika napr. uvádza, že na 100 chlapcov sa narodilo 106, či 107 dievčat. Takýto štiepny pomer medzi pohlaviami je napríklad v Európe, ale o niečo iný môže byť v Afrike, Ázii alebo Austrálii. Sú však aj také obdobia, keď sa rodí viac mužov a zasa inokedy viac žien. V princípe však je to vždy pomer 1 : 1. Toto je " štatistika“, t.j. matematika" veľkých čísel a jedná sa o genetiku populácií.
Dedičnosť pohlavia bude témou v niektorom z nasledujúcich samostatných článkov.
Schémy a tabuľky zhotovil autor, ilustračné foto - internet
Autor: RNDr. Ondrej Molčan