откритијата на Мендел. Што откри Грегор Мендел? Откритијата на Мендел го означија почетокот на развојот
1. Менделови закони
2. Хромозомска теорија на наследноста
3. Молекуларна основа на наследноста
4. Гените во хромозомите. Мутации
1. Менделови закони
Напредокот на модерната генетика до откривањето на молекуларната основа на наследноста беше обезбеден главно од работата на генетичарите со квалитативни полиморфизми, бидејќи моделите на наследување на овие особини се прилично едноставни и попристапни за генетска анализа. Со генетската основа на квалитативните особини ќе започнеме со нашата презентација, а малку подоцна ќе ги разгледаме посложените механизми на наследување на квантитативните особини, особено затоа што наследувањето на двете се заснова на истите законитости, првпат откриени од Грегор Мендел.
Долго време, материјалниот супстрат на наследноста се чинеше дека е хомогена супстанција. Се веруваше дека наследната супстанција на родителите се меша кај потомството како две меѓусебно растворливи течности. Во согласност со оваа гледна точка, хибридите, односно организмите добиени како резултат на комбинирање на наследен материјал од различни форми, треба да бидат нешто средно помеѓу родителите. Навистина, многу хибриди одговараат на оваа идеја.
Сепак, на крајот на XIX век. некои истражувачи забележаа кај хибридите таква варијабилност што не можеше да се објасни од гледна точка на концептот на неделивост и хомогеност на наследни склоности. Еден од овие истражувачи бил Грегор Мендел. Г. Мендел беше првиот што покажа дека наследните склоности не се мешаат, туку се пренесуваат од генерација на генерација во форма на непроменливи дискретни единици. Наследни единици се пренесуваат преку машки и женски полови клетки - гамети. Кај секој поединец, наследни единици се наоѓаат во парови, додека кај гамети има само една единица од секој пар.
Г. Мендел единиците на наследноста ги нарече „елементи“. Во 1900 година, кога законите на Мендел беа повторно откриени и признати, единиците на наследување беа наречени „фактори“. Во 1909 година данскиот научник В. Јохансен им дал друго име - „гени“, а во 1912 година американскиот генетичар Т. Морган покажал дека гените се наоѓаат во хромозомите.
Како Г. Мендел го започнал своето истражување? Успехот на Г. Мендел во голема мера се должи на успешниот избор на експерименталниот објект. Г. Мендел работел со различни сорти грашок. Во споредба со другите растенија, грашокот има голем број на предности за експерименти за вкрстување.
Прво, сортите на грашок јасно се разликуваат по голем број особини (ова значи дека Г. Мендел експериментирал со квалитативни особини, полиморфизми).
Второ, грашокот е растение кое самоопрашува, а со тоа ја одржува чистотата на сортата, односно ја зачувува карактеристиката од генерација на генерација.
Трето, можете да ги вкрстувате растенијата со вештачко опрашување и да ги добиете саканите хибриди. Хибридите можат да дадат и потомство, односно плодни се, што, патем, не секогаш се наоѓа. Понекогаш хибридите се стерилни кога се вкрстуваат од далечина.
Г. Мендел успеа да избере такви парови на контрастни особини, кои, како што беше утврдено подоцна, имаат едноставен тип на наследство. Г. Мендел бил заинтересиран за такви особини како што се обликот на семињата (мазни или збрчкани), бојата на семето (жолта или зелена), бојата на цвеќето (бела или обоена) и некои други.
Слични експерименти за хибридизација на растенијата беа спроведени повеќе од еднаш пред Г. Мендел, но никој не можеше да добие толку сеопфатни податоци и што е најважно, да ги види во нив законите на наследноста. Посебно внимание треба да се посвети на оние моменти кои го обезбедија успехот на Г. Мендел, бидејќи неговото истражување може да се смета за модел за спроведување на секој научен експеримент. Пред да започне со главните експерименти, Г. Мендел спроведе прелиминарна студија на експерименталниот објект и внимателно ги испланираше сите експерименти. Главниот принцип на студијата беше фазен пристап - целото внимание прво беше концентрирано на една променлива, што ја поедностави анализата, а потоа Т. Мендел продолжи да анализира друга. Сите методи беа строго следени за да не се нарушат резултатите; добиените податоци беа внимателно евидентирани. Г. Мендел спроведе многу експерименти и доби доволно податоци за да се обезбеди статистичка веродостојност на резултатите. Во изборот на експерименталниот објект, Г. Мендел, навистина, имаше голема среќа, бидејќи наследството на особините што тој ги избра не беше засегната од некои од посложените законитости откриени подоцна.
Проучувајќи ги резултатите од вкрстувањето на растенијата со алтернативни особини (на пример, семињата се мазни - семињата се збрчкани, цвеќињата се бели - цвеќињата се обоени), Г. Мендел откри дека првата генерација (F1) хибриди се добиени со вештачко опрашување не се средно меѓу двете родителски форми и во повеќето случаи одговараат на една од нив. На пример, при вкрстување на растенија со обоени и бели цветови, сите потомци од првата генерација имале обоени цвеќиња. Особината на родителот, која ја поседувале растенијата од првата генерација, Г. Мендел ја нарекол доминантна (од латинскиот dominans - доминантна). Во дадениот пример, доминантна карактеристика е присуството на боја во цвеќето.
Од експериментално добиените хибриди, веќе со самоопрашување, Г. Мендел го добил потомството од втората генерација (F2) и открил дека овие потомци не се исти: некои од нив ја носат карактеристиката на матичната билка која не се манифестирала во хибриди од првата генерација. Така, карактеристиката што ја немаше во генерацијата Ф1 повторно се појави во генерацијата Ф2. Г. Мендел заклучил дека оваа карактеристика е присутна во генерацијата Fl во латентна форма. Г. Мендел го нарече рецесивен (од латинскиот recessus - повлекување, отстранување). Во нашиот пример, белите цветови ќе бидат рецесивна особина.
Г. Мендел спроведе цела серија слични експерименти со различни парови алтернативни особини и секој пат внимателно го пресметуваше односот на растенијата со доминантни и рецесивни особини. Во сите случаи, анализата покажа дека односот на доминантните и рецесивни особини во генерацијата F2 беше приближно 3:1.
Во третата генерација (F3), добиена исто така со само-опрашување на растенијата од генерацијата F2, се покажа дека оние растенија од втората генерација што ја носеле рецесивната особина дале потомство што не се расцепува; растенијата со доминантна особина делумно не се разделуваат (постојани), а делумно го давале истото разделување како F1 хибридите (3 доминантни на 1 рецесивен).
Заслугата на Г. Мендел е што тој разбрал дека таквите соодноси на особини кај потомството можат да бидат само последица на постоењето на изолирани и непроменливи единици на наследноста, пренесени со герминативните клетки од генерација на генерација. Г. Мендел вовел означување на буквите за доминантните и рецесивните фактори, при што доминантните се означувале со големи букви, а рецесивните со мали букви. На пример: А - насликани цвеќиња, и - бели цветови; Б - мазни семиња, б - збрчкани семиња.
Заклучоците на Мендел се сведуваат на следново:
Бидејќи оригиналните сорти се чисти (не поделени), тоа значи дека сортата со доминантна карактеристика треба да има два доминантни фактори (АА), а сортата со рецесивна карактеристика треба да има два рецесивни фактори (аа).
Половите клетки содржат само еден фактор (во доминантниот - А, во рецесивниот - а).
Растенијата од првата генерација F1 содржат по еден фактор добиен преку герминативните клетки од секој од родителите, односно А и а (Аа).
Во генерацијата Ф1 факторите не се мешаат, туку остануваат одвоени.
Еден фактор доминира со другиот.
Ф1 хибридите формираат со еднаква фреквенција два вида полови клетки: некои од нив содржат фактор А, други - а.
За време на оплодувањето, женската герминативна клетка од типот А ќе има еднакви шанси да се поврзе и со факторот за носење машки герминативни клетки А и со факторот а носител на машката клетка. Истото важи и за женските герминативни клетки од типот a.
Во своето дело, Г. Мендел не формулирал никакви закони, кои сега се надалеку познати под името закони на Г. Мендел. За него, тоа го направиле други истражувачи кои повторно ги откриле менделовите закони. Сепак, основните закони на генетиката со право го носат името на нивниот откривач.
Првиот закон на Мендел, или законот за разделување, е формулиран на следниов начин. Кога се формираат гамети, се издвојуваат пар наследни родителски фактори, така што само еден од нив влегува во секоја гамета. Според овој закон, карактеристиките на даден организам се одредуваат со парови внатрешни фактори.
Најважно во откритието на Г. Мендел е демонстрацијата дека хибридите Ф1, и покрај надворешната манифестација на само една карактеристика, формираат гамети од повеќе од еден тип, кои со еднаква фреквенција носат и доминантни и рецесивни фактори. Претходно, се веруваше дека хибридите, кои во пракса често претставуваат средни форми, формираат полови клетки, кои исто така имаат средна конституција. Г. Мендел покажа дека наследните единици се константни и дискретни. Тие се пренесуваат непроменети од генерација на генерација. Тие не се менуваат, туку само се прегрупираат.
Експериментите на Г. Мендел за вкрстување на растенија со еден пар алтернативни особини се пример за монохибридно вкрстување.
Откако ги утврди законите за разделување при вкрстување на еден пар алтернативни особини, Г. Мендел продолжи да го проучува наследството на два пара такви особини.
Вкрстувањето на индивидуи кои носат два пара различни особини (на пример, мазни и истовремено жолти семиња и збрчкани и зелени семиња во исто време) се нарекува дихибридно вкрстување.
Да речеме дека едното родителско растение носи доминантни особини (мазни жолти семиња), а другото носи рецесивни особини (збрчкани зелени семиња). Г. Мендел веќе знаеше кои особини се доминантни, а фактот дека во генерацијата Ф1 сите растенија имаа мазни жолти семиња не беше изненадувачки. Г. Мендел беше заинтересиран за разделување на карактеристиките во втората генерација F2.
Односот на различни комбинации на карактеристики се покажа како што следува:
- мазна жолта - 9,
- збрчкана жолта - 3,
- мазна зелена - 3,
- збрчкана зелена - 1,
- тоа е, 9: 3: 3: 1.
Така, во генерацијата F2 се појавија две нови комбинации на особини: збрчкана жолта и мазна зелена. Врз основа на ова, Г. Мендел заклучил дека наследните склоности на родителските растенија, кои биле комбинирани во генерацијата F1, се одвоени во следните генерации и се однесуваат независно - секоја особина од еден пар може да се комбинира со која било особина од друг пар. Ова откритие на Г. Мендел беше наречено втор закон на Мендел, или принцип на независна дистрибуција.
Расцепувањето при дихибридно вкрстување може да се претстави и во форма на табела, ако доминантните фактори се означени со буквите A и B, а рецесивните - a и b. Тогаш родителските форми ќе бидат AABB и aabb, нивните гамети се AB и ab, а првата генерација F1 хибриди се AaBb. Според тоа, четири типа на гамети се можни кај овие хибриди, што е претставено во Табела 3.3.
Записот од овој вид (во форма на табела) се нарекува решетка на Пенет. Ви овозможува да ги минимизирате грешките што може да се појават при составувањето на сите можни комбинации на гамети.
Најважниот став, следен од вториот закон на Мендел, е дека наследните фактори на вкрстени сорти за време на формирањето на гамети можат да формираат нови комбинации или да се рекомбинираат.
Значењето на откритијата на Мендел, за жал, не беше ценето за време на неговиот живот. Ова веројатно се должи на фактот дека во тоа време сè уште не беше можно да се утврдат структурите во гаметите преку кои се случува преносот на наследните фактори од родителите на потомците. Само до крајот на 19 век. Во врска со зголемувањето на резолуцијата на микроскопите, беа направени набљудувања на однесувањето на клеточните структури за време на оплодувањето и клеточната делба, што доведе до создавање на хромозомската теорија на наследноста.
(1822-1884) Австриски натуралист, основач на доктрината за наследноста
Грегор Јохан Мендел е роден на 22 јули 1822 година во селото Хинчици на територијата на модерна Чешка во селско семејство. Неговиот татко му всадил љубов кон работата во градината, а Јохан ја задржал оваа љубов до крајот на животот.
Идниот научник порасна како интелигентно и испитувачко момче. Еден наставник во основно училиште, забележувајќи ги извонредните способности на својот ученик, често му кажувал на својот татко дека Јохан треба да продолжи со студиите.
Сепак, семејството на Мендел живеело во сиромаштија и затоа не било лесно да се одбие помошта на Јохан. Освен тоа, момчето, помагајќи му на својот татко да управува со домаќинството, рано научило да се грижи за овошни дрвја, растенија, а освен тоа, добро го познавал и цвеќето. А сепак таткото сакал да го школува својот син. И единаесетгодишниот Јохан, напуштајќи се од дома, ги продолжил студиите прво во училиште во Липник, а потоа во гимназијата во Опава. Но, се чинеше дека несреќата го прогонува семејството Менделе. Четири години подоцна, родителите на Јохан повеќе не можеле да ги плаќаат трошоците за образование на нивниот син. Бил принуден сам да заработува со часови на приватни часови. Сепак, Јохан Мендел не се откажал од студиите. Во својата дипломска потврда, добиена во 1840 година по завршувањето на гимназијата, тој беше „одличен“ по речиси сите предмети. Мендел оди да студира на Универзитетот во Оломуц, кој не успеал да го заврши, бидејќи семејството немало доволно средства не само да плати за образованието на неговиот син, туку и да живее. И Мендел се согласува со предлогот на наставникот по математика да земе превез како монах во манастир во градот Брно.
Во 1843 година Мендел зел монашки завети и во Августинскиот манастир Брно добил ново име - Грегор. Откако станал монах, Мендел конечно бил ослободен од потребата и постојаната грижа за парче леб. Покрај тоа, младиот човек имал можност да студира природни науки. Во 1851 година, со дозвола на игуменот на манастирот, Мендел се преселил во Виена и почнал да студира природни науки на универзитетот, посветувајќи го најголемиот дел од своето време на физиката и математиката. Но, тој сепак не успеа да добие диплома. Дури и кога влегол во манастирот, добил мала парцела, каде што се занимавал со ботаника, селекција и ги спроведувал своите познати експерименти за хибридизација на сорти на грашок. Мендел одгледувал неколку варијанти на зеленчук и цвеќиња, како фуксија, која била надалеку позната меѓу градинарите во тоа време.
Спровел експерименти за вкрстување на сорти на грашок во периодот 1856-1863 година. Тие започнаа пред појавувањето на книгата на Чарлс Дарвин „Потеклото на видовите“ и завршија 4 години по нејзиното појавување. Мендел внимателно го проучувал ова дело.
Намерно, со целосно разбирање на задачата, тој го избра грашокот како предмет на неговите експерименти. Ова растение, како самоопрашувач, е, прво, претставено со голем број чисто-линеарни сорти; второ, цвеќињата се заштитени од пенетрација на странски полен, што овозможи строго да се контролираат процесите на репродукција; трето, хибридите кои произлегуваат од вкрстувањето на сортите на грашок се доста плодни, а тоа овозможи да се следи текот на наследувањето на особините во голем број генерации. Стремејќи се за максимална јасност на експериментите, Мендел избра седум пара јасно препознатливи карактеристики за анализа. Овие разлики беа како што следува: мазни, тркалезни или збрчкани и неправилно обликувани семиња, црвена или бела боја на цветот, високо или ниско растение, формата на мешунките е конвексна или испреплетена со зрна итн.
Со истрајност и совесност на која многу истражувачи можат да и позавидат, Мендел осум години сееше грашок, се грижеше за него, пренесуваше полен од цвет на цвет и што е најважно, постојано броеше колку црвени и бели цветови, тркалезни и долгнавести, жолти и зелени грашок.
Студијата за хибриди откри сосема дефинитивен модел. Се покажа дека кај хибридите од пар контрастни особини се појавува само една, без разлика дали оваа особина доаѓа од мајката или од таткото. Мендел ги нарекува доминантни. Покрај тоа, тој открил средни манифестации на својства. На пример, вкрстувањето на црвено-цветниот грашок со белоцветниот грашок даде хибриди со розови цветови. Сепак, средната манифестација не менува ништо во законите на разделување. Испитувајќи го потомството на хибридите, Мендел открил дека заедно со доминантните особини, некои од растенијата покажуваат знаци на друг оригинален родител, кои не исчезнуваат кај хибридите, туку преминуваат во латентна состојба. Тој ги нарече таквите знаци рецесивни. Идејата за рецесивноста на наследните својства и самиот термин „рецесивност“, како и терминот „доминација“, засекогаш влегле во генетиката.
Откако ја разгледал секоја особина посебно, научникот можел точно да пресмета кој дел од потомците ќе добијат, на пример, мазни семиња, а кои ќе се збрчкаат, и утврдил нумерички сооднос за секоја особина. Тој даде класичен пример за улогата на математиката во биологијата. Нумеричкиот сооднос добиен од научникот се покажа како сосема неочекуван. За секое растение со бели цветови, имаше три растенија со црвени цветови. Во исто време, црвената или белата боја на цвеќето, на пример, на никаков начин не влијаела на бојата на плодот, висината на стеблото итн. Секоја особина растението ја наследува независно од другата.
Заклучоците на Мендел беа многу пред неговата возраст. Тој не знаеше дека наследноста е концентрирана во јадрата на клетките, поточно, во хромозомите на клетките. Во тоа време, терминот "хромозом" исто така не постоеше. Тој не знаеше што е ген. Меѓутоа, празнината во знаењето за наследноста не го спречи научникот да им даде брилијантно објаснување. На 8 февруари 1865 година, на состанокот на Друштвото на натуралистите во Брно, научникот направи презентација за хибридизација на растенијата. Извештајот беше дочекан со збунета тишина. Слушателите не поставија ниту едно прашање, се чинеше дека ништо не разбираат во оваа мудра математика.
Во согласност со тогаш постојниот ред, извештајот на Мендел бил испратен во Виена, Рим, Петербург, Краков и други градови. Никој не му обрнуваше внимание. Мешавината на математика и ботаника беше во спротивност со сите концепти што преовладуваа во тоа време. Се разбира, Мендел разбрал дека неговото откритие е спротивно на ставовите на другите научници за наследноста што преовладувале во тоа време. Но, имаше уште една причина што го засени неговото откритие. Факт е дека во текот на овие години еволутивната теорија на Чарлс Дарвин го направи својот победнички марш низ светот. И научниците не беа дораснати на чудотворите на потомството на грашок и педантната алгебра на австрискиот натуралист.
Мендел набрзо се откажа од своето истражување за грашок. Познатиот биолог Нагели го советувал да експериментира со растението јастреб. Овие експерименти дадоа чудни и неочекувани резултати. Мендел залудно се мачеше околу ситните жолтеникави и црвеникави цветови. Тој не успеа да ги потврди резултатите добиени на грашок. Подмолноста на јастребот беше дека развојот на неговите семиња се одвиваше без оплодување, а тоа не го знаеја ниту Г. Мендел ниту Нагели.
Дури и во топлината на неговата страст за експерименти со грашок и јастреби, тој не заборави на своите монашки и световни работи. На ова поле неговата истрајност и истрајност беа наградени. Во 1868 година, Мендел бил избран на високата функција игумен на манастирот, која ја извршувал до крајот на својот живот. И иако извонредниот научник живееше тежок живот, тој со благодарност призна дека во него има многу порадосни и посветли минути. Според него, научната работа со која се занимавал му донела големо задоволство. Тој беше убеден дека во блиска иднина ќе биде препознаена низ целиот свет. И така се случи, сепак, по неговата смрт.
Грегор Јохан Мендел почина на 6 јануари 1884 година. Во некрологот, меѓу бројните титули и заслуги на научникот, не се споменува фактот дека тој е откривач на законот за наследноста.
Мендел не згрешил во своето претсмртно пророштво. 16 години подоцна, на прагот на 20 век, целата биолошка наука беше вознемирена од пораката за повторно откриените закони на Мендел. Во 1900 година, Г. де Вриј во Холандија, Е. Чермак во Австралија и Карл Коренс во Германија независно ги открија законите на Мендел и го признаа неговиот приоритет.
Повторното откривање на овие закони предизвика брз развој на науката за наследноста и варијабилноста на организмите - генетиката.
Од 1856 г. Грегор Менделспроведе експерименти со грашок во манастирската градина.
Во нивните експерименти за вкрстување грашок Грегор Менделпокажа дека наследните особини се пренесуваат со дискретни честички (кои сега се нарекуваат гени).
За да се оцени овој заклучок, мора да се земе предвид дека, во духот на тоа време, наследноста се сметала за континуирана, а не дискретна, поради што, како што се верувало, особините на предците биле „просечни“ кај потомците. .
Во 1865 година, тој направи извештај за неговите експерименти во Брунското (сега град Брно во Чешка) Друштво на натуралисти. На средбата не му било поставено ниту едно прашање. Една година подоцна, статијата на Мендел „Експерименти за растителни хибриди“ беше објавена во списите на ова друштво. Јачината на звукот беше испратен до 120 универзитетски библиотеки. Покрај тоа, авторот на статијата наредил дополнително 40 поединечни отпечатоци од неговите дела, од кои речиси сите им ги испратил на нему познатите ботаничари. Немаше ниту одговори...
Веројатно, самиот научник изгубил верба во неговите експерименти, бидејќи извршил серија нови експерименти за вкрстување на јастребот (растение од семејството Астер), а потоа и за вкрстување на сортите пчели. Резултатите што претходно ги добил на грашок не беа потврдени (модерните генетичари ги открија причините за овој неуспех). И во 1868 г Грегор Менделбил избран за игумен на манастирот и никогаш не се вратил на биолошките истражувања.
„Откривањето на Мендел за основните принципи на генетиката беше игнорирано триесет и пет години откако не само што беше претставено на состанокот на научното друштво, туку дури и беа објавени неговите резултати. Според Р. Фишер, секоја следна генерација има тенденција да забележи во оригиналната статија на Мендел само она што очекува да го најде во него, игнорирајќи сè друго. Современиците на Мендел во оваа статија видоа само повторување на тогаш добро познатите експерименти за хибридизација. Следната генерација ја сфати важноста на неговите наоди во врска со механизмот на наследноста, но не можеше целосно да ги цени, бидејќи овие наоди се чинеше дека се контрадикторни на особено жестоко дебатираната теорија за еволуцијата во тоа време. Да додадам, инаку, дека познатиот статистичар Фишер двапати ги провери резултатите. Мендели изјави дека кога се обработуваат со современи статистички методи, наодите на таткото на генетиката покажуваат јасна пристрасност во корист на очекуваните резултати“.
Неверојатно, но вистинито: човек е способен да ги контролира своите гени. Ние веќе постигнавме толку многу во областа на генетиката:
- знаеме како се одредуваат сите знаци на еден организам;
- клонирањето стана реалност;
- менувањето на гените стана вообичаено во одредени науки.
Како тоа стана возможно и што ни носи иднината? Оваа книга накратко и јасно ќе ви каже за историјата на генетиката, за научниците и нивните откритија.
Останете на врвот на научните откритија - за само еден час!
Книга:
2.1. Почеток на генетиката. Грегор Мендел: големи откритија, но незабележани
| <<< Назад
|
Напред >>> |
2.1. Почеток на генетиката. Грегор Мендел: големи откритија, но незабележани
Значи, до крајот на XIX век. Научниците беа повеќе од кога било блиску до откривање на сите тајни на наследноста: речиси сите елементи на клетката беа изолирани и опишани, се претпоставуваше поврзаноста на хромозомите со преносот на особините од родителите на потомците. Но, моделите во манифестацијата на одредени особини сè уште не беа видливи. Барем официјално. Интересен историски инцидент: кога Август Вајсман, Валтер Флеминг и Хајнрих Валдеер го спроведоа своето истражување и се обидоа да најдат одговори на прашања поврзани со наследноста, августинскиот монах Грегор Мендел во градот Брун (во тоа време Австриската империја; сега - градот од Брно, Чешка) долго време веќе ги заклучуваше главните правила за наследување на различни знаци, користејќи математички методи за воспоставување шеми. Но, неговите откритија, кои станаа мост од хипотезите на 19 век. до модерната генетика, за време на животот на истражувачот не биле разгледувани и оценети... Сепак, прво прво.
Грегор Мендел е роден во 1822 година во Моравија, потекнувал од сиромашно селско семејство и бил крстен со името Јохан. Момчето уште од раното детство покажало способност за учење и интерес за науката, но поради тешката материјална состојба на семејството, не можел да го заврши своето образование во младоста и во 1843 година се заколнал како монах во Августин. манастирот Свети Тома, земајќи го монашкото име Грегор. Овде доби можност да студира биологија, која страсно ја сакаше. Тоа би изгледало како чудно занимање за монах. Не е ни чудо: Августинците посветиле посебно внимание на образованието и просветлувањето - првенствено, се разбира, религиозно, но манастирот во Брун се држел во чекор со времето. Имаше прекрасна библиотека, лаборатории, обемни колекции на научни инструменти и што е најважно, прекрасни градини и оранжерии, во кои Мендел го поминуваше поголемиот дел од своето време. Откако се заинтересирал за прашањата на наследноста, тој се свртел кон делата на неговите претходници. Оддавајќи им почит на нивните дела, Грегор Мендел со право забележал дека кај хибридите не нашле никакви обрасци во вкрстувањето и манифестирањето на одредени особини.
Дали воопшто постои некој општ закон кој одредува какви цвеќиња ќе има во хибридните рози или слаткиот грашок? Дали е можно да се предвиди каква боја ќе бидат мачињата од мачката и мачката, различни по бојата и структурата на палтото? Конечно, дали е можно математички да се пресмета во која генерација и со која фреквенција ќе се манифестира оваа или онаа карактеристика?
За експериментите, Грегор Мендел, по примерот на Томас Ендру Најт, ја избрал најчестата градина, односно семето грашок (Pisum sativum). Тоа е самоопрашувачко растение: во нормални услови, поленот од стоманите на цветот се пренесува на пестикот на истиот цвет (за разлика од вкрстеното опрашување, во кое поленот мора да се префрли од едно во друго растение).
Во генетиката, самоопрашуваните растенија се оние во кои опрашувањето се случува помеѓу различни цветови од истиот примерок.
Истражувачот верувал дека таквата карактеристика ќе обезбеди чистота на експериментот, бидејќи при самоопрашување, семките и плодовите добиваат одредени карактеристики само од едно растение. Затоа, опрашувајќи го вештачки грашок, пренесувајќи го поленот од еден примерок во друг, можно е да се намали бројот на непредвидени несреќи и намерно да се користат само оние растенија што нè интересираат како експериментални. Покрај тоа, грашокот има збир на разновидни и добро препознатливи особини: боја на семето, обликот на мешунките, висината на стеблото. Меѓусебно опрашувајќи го грашокот со остро различни особини, Мендел имал намера, откако добил хибридни примероци, да ги заклучи моделите на наследување. Тој започна со дистрибуција на растенијата по негов избор според следниве критериуми:
По должина (висина) на стеблото: висок или маломерен;
Со распоред на цвеќе: по стеблото или главно на неговиот врв;
Според бојата на мешунките (жолта или зелена);
Според обликот на семињата (мазни или збрчкани);
Според бојата на семките (жолта или зелена) и сл.
Потоа имаше осум години експерименти, неколку десетици илјади оригинални растенија и хибриди, сложени пресметки и статистички табели. Грегор Мендел вкрстил растенија со многу различни особини: на пример, тој избрал родители, од кои едниот имал мазни семиња, а другиот со збрчкани семиња.
Пред сè, тој го привлече вниманието на фактот дека во првата генерација, хибридите покажаа во еден или друг дел од нив карактеристиките на само еден родител. При вкрстување на растение со жолти семиња и растение со зелени семиња, хибридот немал жолто-зелени или разновидни семиња - нивната боја била целосно наследена од едниот родител. Така, Мендел го збогатил лексиконот на идните генетичари со важни термини: особините што се манифестирале во првата хибридна генерација, тој ги нарекол доминантни; а оние кои избледеа во втор план и не се рефлектираа во првата генерација хибриди беа рецесивни.
Тој постигна интересни резултати при вкрстување на високи и закржлавени растенија грашок. Потомците во првата генерација беа целосно високи. Но, кога овие растенија се самоопрашуваа и дадоа семиња, следната генерација веќе беше поделена на овој начин: едно ниско растение за три високи. Појавата на следните генерации и односот на високи и ниски примероци, исто така, би можеле математички да се предвидат. Истиот сооднос беше забележан во комбинации на други карактеристики.
Повеќето современи генетичари се убедени дека Грегор Мендел го предвидел концептот на ген. Само многу години подоцна, генот ќе добие дефиниција - парче ДНК одговорно за наследноста. Но, да не се понапредуваме: допрва треба да зборуваме за ДНК. И Мендел не го користеше концептот на „ген“, овој термин ќе се појави многу подоцна. Тој пишувал за „фактори“ или „склоности“, тврдејќи дека една или друга карактеристика (боја, големина, облик) на растението се определува со два фактора, од кои едниот е содржан кај мажјакот, а другиот - во женскиот репродуктивен ќелија. Истражувачот ги нарекол растенијата, кои се појавиле како резултат на спојување на клетките што ги носат истите „наклонети“, константни (подоцна тие ќе бидат наречени хомозиготни).
За да ја поедностави работата, Грегор Мендел назначил доминантни знаци во пар растенија со големи букви (A, B, C) и рецесивни со мали букви (a, b, c). Следствено, при опишувањето на хибридите, беше можно да се изготват едноставни формули кои јасно ја демонстрираат комбинацијата на особини и нивната „манифестација“. На Мендел добро му послужи тоа што извесно време ја сакаше математиката и ја предаваше на училиште. Неговата склоност кон систематизација и самоуверено ракување со ознаките на дигиталните и буквите му помогнаа да направи нешто што не беше достапно за истражувачите пред него: да ги идентификува и опише моделите на наследноста. Овие обрасци сега се познати како закони на Мендел. Ајде да ги разгледаме подетално.
генетика. Грегор Мендел: големи откритија, но незабележано „класа =" img-responsive img-thumbnail ">
Прво и вторите хибридни генерации во експериментите на Мендел со нискиот и висок грашок
1. Законот за униформност на хибридите од првата генерација (ака законот за доминација на особини) вели дека кога ќе се вкрстат две постојани (или, како што би рекле сега, хомозиготни) растенија, целата прва генерација хибриди ќе биде целосно слично на еден од родителите - доминантните особини ќе дојдат до израз. Точно, постојат случаи на нецелосна доминација: кога доминантната особина не може целосно да ја потисне послабата, рецесивна. Запомнете, претходно ја опишавме претпоставката на голем број научници од XVIII-XIX век, кои тврдеа дека, според логиката на нештата, хибридот секогаш треба да биде нешто помеѓу матичните примероци? Во некои случаи, тоа е можно, на пример, кај некои видови цвеќиња при вкрстување на растенија со црвени и бели цветови во првата генерација на хибриди, цвеќињата ќе бидат розови. Односно, доминантната црвена боја на ливчињата не можеше целосно да го потисне рецесивното бело. Можеби има и други посебни карактеристики во законот за униформност, но нашата задача е да му дадеме на читателот најопшти информации за генетиката и нејзината историја.
2. Закон за разделување на особините: ако се вкрстите помеѓу хибридите од првата генерација, тогаш во втората генерација карактеристиките на двете родителски форми ќе се појават во одреден сооднос.
3. Закон за независно наследување на особини: ако се вкрстат две индивидуи кои се разликуваат една од друга во два пара особини, факторите и поврзаните особини ќе се наследат и комбинираат независно еден од друг. Така, Мендел прекрсти грашок со мазни жолти зрна и грашок со збрчкани зелени зрна. Во исто време, жолтата боја и мазноста на зрната беа доминантни карактеристики. Првата генерација на хибриди беше целосно претставена со растенија со доминантни особини - грашокот имаше жолти мазни зрна. По самоопрашувањето на хибридите, добиени се нови растенија: девет со жолти мазни зрна, три со жолти збрчкани зрна, три со зелени мазни зрна и едно растение со зелени збрчкани зрна.
Се разбира, законите на Мендел подоцна беа рафинирани во согласност со новите научни податоци. На пример, стана познато дека ако повеќе од еден ген е одговорен за одредена особина на растение или организам, тогаш формите на наследување ќе бидат посложени и сложени. Сепак, Грегор Мендел беше пионер во областа на законите за наследување, а во негова чест доктрината за наследноста подоцна беше наречена Менделизам.
Зошто неговото истражување не беше препознаено за време на неговиот живот? Познато е дека во 1865 година Грегор Мендел направи презентација во Друштвото на натуралистите и објави статија „Експерименти за хибридизација на растенијата“, која не доби голем успех во научната заедница. Најверојатно, откритијата на брунскиот монах не се развиле првенствено затоа што тој самиот наскоро се разочарал од нивните резултати. Мендел започнал да преминува некои растителни видови кои првично имале карактеристики во нивните методи на репродукција. Така, шаблоните што ги заклучил додека работел со грашок не се потврдени - непријатен резултат од речиси десетина години напорна работа! Грегор Мендел набрзо станал игумен, а неговите нови обврски го принудиле целосно да се откаже од биолошкото истражување. Неговите дела останале запаметени дури на почетокот на 20 век, кога неколку научници ги „откриле“ законите на Мендел и го потврдиле неговиот развој. Самиот августински биолог починал во 1884 година, многу пред триумфалното враќање на неговите идеи во научната заедница ...
| <<< Назад
|
Напред >>> |
Грегор Јохан Мендел (20 јули 1822 година, Хајнзендорф, Австриската империја - 6 јануари 1884 година, Брно, Австро-Унгарија) - австриски биолог, основач на доктрината за наследноста позната како Менделизам. Неговите откритија станаа основа на модерната генетика.
Идниот научник е роден во селско семејство. Интерес за природата покажал уште како дете, работејќи како градинар. Околу 2 години студирал на часови по филозофија на Институтот Оломуц (Чешка). Тогаш неговиот живот доби многу интересен пресврт.
1843 година - се замонаши во Августинскиот манастир Свети Тома (Брно, Чешка). По тонирањето го добил името Грегор. На ново поле нашол финансиска поддршка, а подоцна и покровителство.
1844-1848 година - студирал на теолошкиот институт Брун.
1847 година - станал свештеник. Во исто време, тој се занимаваше со самообразование, ги замени наставниците по математика и грчки јазик во едно од училиштата. Но, кога го положил испитот за звање наставник, добил незадоволителни оценки по геологија и биологија.
1849-1851 година - бил наставник по математика, грчки и латински јазици во гимназијата Знојма.
1851-1853 - студирал на Универзитетот во Виена. Во тоа време Грегор Мендел се заинтересира за процесот на хибридизација на растенијата.
1854 година - започна да предава природна историја и физика во Вишото вистинско училиште Брун.
1856 - повторно паднал на испитот по биологија, па се замонашил, а подоцна станал игумен на Августинскиот манастир во Брно.
1856-1863 година - почна да спроведува експерименти на грашок, како резултат на што беа формулирани закони кои го објаснуваа механизмот на наследување („Законите на Мендел“). Сите експерименти ги извршил игуменот во мала парохиска градина.
1865 година - во еден од томовите на „Дела на здружението на натуралисти Бруне“ беа објавени резултатите од експериментите на Мендел. Точно, ова дело не предизвика голем интерес кај современиците. Иако самиот научник бил убеден дека дошол до исклучително важно откритие. Но, откако спроведе експерименти за вкрстување на сортите на јастребот, а потоа и сортите пчели, тој ја изгуби вербата во откритието. Имајте на ум дека во тоа време некои карактеристики на механизмите на оплодување на јастребот и пчелите сè уште не беа познати.
1868 година - станува игумен на манастирот Старобрно. Во тоа време, тој престана да прави биолошки истражувања.
1884 Умре Грегор Мендел. Тој никогаш не бил препознаен од неговите современици. Интересно е што на неговиот гроб бил изгравиран натписот „Уште ќе дојде моето време!“.
Важноста на заклучоците донесени од Мендел, научниците ја сфатија дури на почетокот на 20 век. Во тоа време, голем број истражувачи повторно ги откриле законите за наследување, претходно заклучени од свештеникот. Всушност, научникот аматер открил важни принципи кои биле занемарени од многу истакнати биолози пред него.
Во Августинскиот манастир Старобрно, кој се наоѓа на периферијата на Брно, има споменик на Мендел. Ракописите, цртежите и другите документи на Мендел се чуваат во специјално создаден музеј. Овде можете да видите и стар микроскоп и други уреди кои научникот ги користел за време на неговите експерименти.
Универзитет и плоштад во Брно, како и првата чешка научна станица, основана на Антарктикот, се именувани во чест на Мендел.
