חוקי הירושה פורצי הדרך של מנדל

האם ידעת שבזכות חוקי הירושה פורצי הדרך שלו, העולם מחשיב את גרגורי מנדל לאבי הגנטיקה? תאמינו או לא, המדען האוסטרי הזה ביסס את החוקים על תוצאות הניסויים שלו בצמחי אפונה. למעשה, תורשה היא התהליך של איך ילד מקבל מידע גנטי מההורה. כל תהליך התורשה תלוי בירושה.

כמו כן, זו הסיבה שהצאצאים דומים להוריהם. במילים אחרות, עקב ירושה, לבני אותה משפחה יש מאפיינים דומים. רק באמצע המאה ה-19 אנשים התחילו להבין את הירושה בצורה נכונה. לכן, הודות למדען מנדל, הבנה זו של תורשה הייתה אפשרית. הוא ניסח חוקים מסוימים כדי להבין בצורה מושלמת את הירושה, הידועים בתור חוקי הירושה של מנדל.

בין השנים 1856-1863 ערך מנדל ניסויי הכלאה על אפונת גינה. במהלך אותה תקופה, הוא בחר כמה מאפיינים מובהקים של האפונה. אז, הוא ערך האבקה צולבת/האבקה מלאכותית על קווי האפונה שהראו תורשת תכונה יציבה. כמו כן, אלו עברו האבקה עצמית מתמשכת. לבסוף, אנו מחשיבים קווי אפונה כאלה כגידול אמיתי.

היסטוריה קצרה של דיני הירושה

גרגור מנדל היה נזיר ומדען אוסטרי שחי בשנות ה-1800. הוא נולד ב-22 ביולי 1822 באוסטריה, כיום, צ'כיה, ומת ב-1884. הוא הפך לבוטנאי, מורה ופרלט אוגוסטיני. והכי חשוב, מנדל היה האדם הראשון שהניח את היסודות המתמטיים של מדע הגנטיקה. אנו מכירים את המדע הזה כמנדליזם.

אין זה מפתיע שהעולם זוכר אותו כעת כמייסד הגנטיקה המודרנית בשל חוקי הירושה שלו. תאמינו או לא, הוא ביסס אותם על תוצאות הניסויים שלו בצמחי אפונה. למרות שמנדל פרסם את עבודתו, העולם לא הכיר בה בחשיבותה במהלך חייו. במילים אחרות, רק כשהם גילו מחדש את המסמכים שלו בתחילת המאה ה-20, הם גילו את הזוהר שלו.

אפילו מדענים הבינו שממצאיו מיושמים והסבירו דפוסי תורשה רבים שנצפו. השאר היסטוריה. מנדל וצמחי האפונה שלו עולים הרבה על כל מי שלומד ביולוגיה או גנטיקה. למשל, ריבועי פאנט. אבל עקרונות המפתח של הירושה המנדלית מתפרקים לשלושת חוקי הירושה של מנדל.

הניסויים של מנדל

ראשית, מנדל ערך ניסויים בצמח אפונה ובחן שבע תכונות מנוגדות עיקריות בצמחים. שנית, הוא ערך את שני הניסויים כדי לקבוע את חוקי הירושה שהזכרנו קודם. להלן, עיין בהסבר קצר על שני הניסויים. אבל למה בדיוק השתמש מנדל בצמחי אפונה לניסויים שלו?

• ראשית, הוא יכול בקלות לגדל ולתחזק את צמח האפונה.
• שנית, הצמח מאביק את עצמו באופן טבעי. הוא גם יכול היה להאביק בקלות את הצמח.
• זהו צמח חד-שנתי, כלומר הוא יכול ללמוד דורות רבים תוך פרק זמן קצר.
• לבסוף, יש לו כמה דמויות מנוגדות.

מנדל ערך שני ניסויים עיקריים כדי לקבוע את חוקי הירושה. תוך כדי ניסוי, היה לו תגלית גאונית. הוא גילה שגורמים מסוימים הועברו תמיד אל הצאצאים בצורה יציבה. כעת אנו מכירים את הגורמים הללו כגנים. והכי חשוב, גנים הם יחידות ההורשה. הניסויים המבריקים של מנדל היו:

צלב מונוהיברידי

בניסוי זה, מנדל לקח שני צמחי אפונה בעלי תכונות הפוכות וחצה אותם. למשל, אחד נמוך ואחד גבוה. הוא גילה שצאצאי הדור הראשון היו גבוהים. אז הוא קרא לזה צאצא F1. שנית, הוא חצה את צאצאי ה-F1. לכן, הוא השיג צמחים גבוהים ונמוכים ביחס 3:1. רוצה ללמוד הרבה יותר על הניסוי הזה? בקר ב-Monohybrid Cross.

כמו כן, מנדל אף ערך את הניסוי הזה עם תכונות מנוגדות אחרות. לדוגמה, אפונה ירוקה מול אפונה צהובה, עגולה מול מקומטת וכו'. עם זאת, בכל המקרים הוא גילה שהתוצאות דומות. מתוך כך הוא ניסח את חוקי ההפרדה והדומיננטיות.

צלב דיהיברידי

כמו כן, בניסוי השני שלו, ניסוי הצלב די-היברידיים, מנדל התייחס לשתי תכונות. אבל לכל אחד היו שני אללים. הוא חצה זרע מקומט-ירוק וזרעים עגולים-צהובים. אז הוא הבחין שכל הצאצאים מהדור הראשון (צאצאי F1) היו צהובים עגולים. במילים אחרות, התכונות הדומיננטיות היו הצורה העגולה והצבע הצהוב.

לאחר מכן הוא האבק בעצמו את צאצא ה-F1 והשיג ארבע תכונות שונות. לדוגמה, זרעים מקומטים-צהובים, עגולים-צהובים, זרעים מקומטים-ירוקים, וירוק עגול ביחס 9:3:3:1.

לאחר ביצוע של תכונות אחרות, התוצאות נמצאו דומות. מתוך ניסוי זה ניסח מנדל את חוק הירושה השני שלו, חוק המבחר העצמאי.

חוקי הירושה של מנדל

הודות לניסויים הגאונים של מנדל, הוא הגיע עם שלושה חוקים. שני הניסויים מובילים לניסוח חוקי הירושה של מנדל כמו חוק הדומיננטיות, חוק ההפרדה וחוק המבחר העצמאי. בדוק את המסקנות מהניסויים של מנדל:

• המבנה הגנטי של הצמח הוא הגנוטיפ.
• מצד שני, המראה הפיזי של הצמח הוא הפנוטיפ.
• הורים מעבירים גנים לצאצאים בזוגות הידועים בשם אללים.
• במהלך הגמטוגנזה, יש סיכוי של 50 אחוז לאלל אחד להתמזג עם ההורה השני.
• כאשר האללים זהים, הם אללים הומוזיגוטים.
• כאשר הם שונים, הם אללים הטרוזיגוטיים.

חוק הדומיננטיות

ראשית, הם גם רואים בחוק זה את חוק הירושה הראשון של מנדל. לכן, לפי חוק הדומיננטיות, צאצאים היברידיים ירשו רק את התכונה הדומיננטית בפנוטיפ. הם מכירים אללים מדוכאים כתכונות רצסיביות. עם זאת, אנו מכירים את האללים הקובעים את התכונה כתכונות הרדומות.

חוק ההפרדה

כמו כן, חוק ההפרדה של מנדל קובע כי במהלך ייצור הגמטות, שני עותקים של כל גורם תורשתי נפרדים. המשמעות היא שצאצאים רוכשים גורם אחד מכל הורה. במילים אחרות, זוגות אללים (צורה חלופית של הגן) נפרדים במהלך היווצרות הגמטה. בנוסף, התאחדו מחדש באופן אקראי במהלך ההפריה. אנו מכירים זאת גם כחוק הירושה השלישי של מנדל.

חוק מבחר עצמאי

ראשית, העולם מכיר את החוק הזה גם כחוק הירושה השני של מנדל. אז, חוק המבחר העצמאי קובע שזוג תכונות נפרד באופן עצמאי. כמובן, של זוג אחר במהלך היווצרות גמטות. כאשר גורמי התורשה האינדיבידואליים מתחלקים באופן עצמאי, תכונות שונות זוכות להזדמנות שווה להתרחש יחד.

מחשבות אחרונות

באמצעות עבודתו על צמחי אפונה, גילה מנדל את חוקי היסוד של הירושה. הוא הסיק שגנים מגיעים בזוגות. והכי חשוב, אנחנו יורשים אותם כיחידות נפרדות, אחת מכל הורה. מנדל עקב אחר ההפרדה של גנים הוריים והופעה שלהם בצאצאים. למשל, של תכונות דומיננטיות או רצסיביות. בדוק כמה נקודות מפתח על חוקי הירושה של מנדל:

• הם כוללים את חוק הדומיננטיות, חוק ההפרדה וחוק המבחר העצמאי.
• חוק ההפרדה קובע שלכל אדם יש שני אללים, ואלל אחד עובר לצאצאים.
• לבסוף, חוק המבחר העצמאי קובע כי ירושה של זוג אחד של גנים אינה תלויה בזוג אחר.

הניסויים הגנטיים שעשה מנדל בצמחי אפונה ארכו לו שמונה שנים. הוא פרסם את תוצאותיו בשנת 1865. במהלך תקופה זו, מנדל גידל למעלה מ-10,000 צמחי אפונה, תוך מעקב אחר מספר וסוג הצאצאים. אבל אנשים לא העריכו את עבודתו של מנדל ואת חוקי הירושה שלו בזמנו. רק בשנת 1900, לאחר הגילוי מחדש של חוקיו, הם באמת הבינו את תוצאות הניסוי שלו.