Prawa Mendla oraz ich zastosowanie w genetyce

Zacznę od wyjaśnienia pojęcia genetyka. Najprościej i najkrócej mówiąc genetyka to nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, które są oparte na informacji zawartej w podstawowych jednostkach dziedziczności- genach. Występowanie u rodziców i potomstwa tych samych właściwości strukturalnych i funkcjonalnych nazywamy dziedzicznością. Właściwości te mogą być przekazywane w ciągu wielu pokoleń i jak wykazuje prosta obserwacja, jedne z nich należą do stałego wyposażenia danego gatunku, inne zaś występują tylko u pewnych osobników w rozmaitych kombinacjach. Jako twórcę genetyki uważa się Gregora Johana Mendla, który to w 1866r. odkrył podstawowe prawa przekazywania cech dziedziczenia ( I, II i III Prawo Mendla) oraz postawił hipotezę istnienia jednostek dziedziczności. Słowo „genetyka” zostało wprowadzone w 1906r. przez W. Betesona. Prawa Mendla zostały odkryte po raz drugi (po 35 letnim zapomnieniu o nich) w 1900r. przez C. Corrensa, E. Tschermaka i H. de Vriesa (nie było to ich wspólne odkrycie. Każdy pracował samodzielnie), co spowodowało ponowne rozwinięcie genetyki jako odrębnej dyscypliny. W 1900r. odkryto grupy krwi. W 1909-1911 zostały wprowadzone takie pojęcia jak: gen (to wyróżniony funkcjonalnie ciąg nukleotydów w łańcuchu DNA genomu), fenotyp (ogół cech organizmu) i genotyp (to skład genetyczny danego organizmu). W 1927r. H. J. Muller wykazał, że promienie rentgenowskie wywołują mutacje. W 1953r. poznano strukturę DNA (inaczej kwas dezoksyrybonukleinowy. Występuje on w jądrach komórkowych wszystkich komórek. Ma on postać dwóch łańcuchów nukleotydów skręconych wokół siebie i tworzących strukturę zwaną podwójną helissą). Dzięki poznanej strukturze DNA jesteśmy w stanie klonować niektóre organizmy żywe. Dzięki wszelkim doświadczeniom i próbom genetykę dzielimy na: biochemiczną, mikroorganizmów, molekularną oraz inżynierię genetyczną. Genetykę można podzielić także ze względu na populacyjną, stosowaną i genetykę człowieka.

Grzegorz Mendel urodził się 22 czerwca 1822r. Od 1843r był zakonnikiem i opatem klasztoru na Morawach. Jest on uważany za prekursora genetyki. Jako obiekt swych badań wybrał groch zwyczajny, który jest łatwy w uprawie, wykazuje wiele genetycznie zróżnicowanych odmian oraz łatwo przeprowadzić sztuczne zapylenie rośliny. Badania te miały na celu ustalenie schematu pojawiania się cech rodziców u ich potomstwa, czyli chodziło o wyjaśnienie mechanizmu dziedziczenia. Przed przystąpieniem do badań wyselekcjonował odmiany grochu utrzymujące się w jednym typie, czyli czyste genetycznie, aby zapobiec ewentualnym błędom podczas krzyżowania różnych odmian grochu o wyrazistych cechach. Te cechy to: barwa nasion(zielona, żółta),barwa kwiatów(czerwona, biała),powierzchnia nasion (pomarszczona, gładka),wysokość rośliny(wysokie, niskie).

Grzegorz Mendel w swych doświadczeniach zauważył, że w wyniku skrzyżowania grochu o kwiatach czerwonych, z grochem o kwiatach białych, wszystkie rośliny pierwszego pokolenia potomnego (F1) miały kwiaty czerwone. Taki kolor uważamy za dominujący. Gdy skrzyżował osobniki pokolenia F1, to w drugi pokoleniu potomnym (F2), nastąpiło rozszczepienie cech ubarwienia: w 75% były to kwiaty czerwone a w 25% to białe. Z każdym następnym skrzyżowaniem osobników potomnych wychodziło więcej osobników biały. Wkońcu stworzyło się pokolenie całkowicie białe. Grzegorz Mendel na podstawie swoich doświadczeń w 1866r sformułował Prawa Mendla.

I Prawo Mendla – czyli prawo czystości gamet (Komórek płciowych organizmów żywych) stwierdza, że każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden gen z danej pary alleli (jedna z wersji genu w określonym locus (miejsce na chromosomie, gdzie zlokalizowany jest gen) na danym chromosomie homologicznym). Wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym genie z każdej alleli.

II Prawo Mendla – czyli prawo niezależnej segregacji cech opisuje, że geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli.

III Prawo Mendla – czyli prawo dominacji brzmi: w parze czynników determinujących (określających) dziedziczoną cechę jeden czynnik zawsze jest dominujący, a drugi recesywny. Czyli jeśli skrzyżujemy groch o kwiatach czerwonych i białych to w pierwszym pokoleniu (F1) uzyskamy 100% kwiatów czerwonych. Gen, który odpowiada za ten kolor będzie nazywany kolorem dominującym. Za to kolor biały kolorem recesywnym.

Dziedziczność to cecha istot żywych. Każdy organizm rodzi się, żyje, a po pewnym czasie umiera. Organizmy rozmnażają się i przekazują swoje cechy potomkom, dzięki, czemu ich gatunki nie wymierają. Dzieci są podobne do swych rodzicieli dzięki cechom dziedziczności. Obserwując siebie i swoich rodzinę możemy zauważyć znaczne podobieństwo aczkolwiek nie jest ono absolutne. Potomstwo różni się jednak między sobą jak i między swoimi rodzicielami. Rozróżniamy cechy dziedziczne (te, które „dostajemy” od swoich rodzicieli i nie mamy na nich wpływu: możemy je rozwijać lub pozostawić w stopniu, jakim je dostaliśmy) i cechy niedziedziczne (nabywane pod wpływem środowiska i ciągle rozwijane). Bywają niestety sytuacje, kiedy możemy te geny utracić czy zmarnować. Udowodnione naukowo jest, że jeżeli człowiek pierwszy rok życia w całkowitej ciemności już nigdy nie odzyska prawidłowego wzroku.

Dzięki genetyce już w łonie matki możemy określić większość chorób noworodka, a nawet je wyleczyć. Dzięki nowoczesnym metodom badania oraz możliwości przewidzenia chorób genetycznych (poprzez stworzenie linii genetycznej rodzicieli) można stwierdzić z jakiem upośledzenie będzie dziecko. Dzięki łańcuchom DNA możliwe jest przeszczepianie niektórych organów ludzkich narządów np. wątroby, nerek czy serca (wiadomo że przeszczepy serca się udają). Dzięki nowoczesnej genetyce jesteśmy w stanie klonować organizmy żywe oraz zapładniać je bez partnerów (opcja In-vitro).

Prawa Mendla stanowią ważny element genetyki. Genetyka się opiera na tych pierwszych prawach. To dzięki nim możemy określić czy nasze dziecko będzie miało kolor włosów czarny czy blond itp. Itd.

Zdjęcia w załączniku poniżej