Otwarcie Mendla otrzymało wyjaśnienie po 140 latach • Alexander Markov • Wiadomości naukowe o "Elementach" • Genetyka

Odkrycie Mendla wyjaśniono po 140 latach

Gregor Mendel (1822-1884), w swoim słynnym dziele dotyczącym dziedziczenia cech w grochu, położył podwaliny genetyki (ryc. Z książki J. Trefila "200 praw wszechświata")

140 lat po opublikowaniu klasycznego dzieła Gregora Mendla, który położył podwaliny genetyki, naukowcy w końcu dowiedzieli się, który gen określa żółty lub zielony kolor nasion w grochu. Okazało się, że zielony kolor wynika z mutacji w genie sgr (pozostań zielony), który koduje białko zaangażowane w niszczenie chlorofilu podczas dojrzewania nasion lub starzenia się liści.

W 1866 roku założyciel genetyki, Gregor Mendel, opublikował swoją słynną pracę poświęconą dziedziczeniu cech groszku, Eksperymenty na temat hybrydyzacji roślin (Eksperymenty na temat hybrydyzacji roślin, Mendel, G., 1866, Versuche über Pflanzen-Hybriden, Verh. Naturforsch, Ver. Brünn 4: 3-47).

Wyniki uzyskane przez Mendla są dziś znane każdemu uczniowi. Mendel odkrył, że jeśli dwie czyste linie grochu z żółtymi i zielonymi nasionami krzyżują się ze sobą, hybrydy pierwszej generacji będą miały żółte nasiona, a druga generacja podzieli się: 3/4 potomstwa będzie miało żółte nasiona, a 1/4 – zielony. Wyniki te doprowadziły Mendla do przekonania, że ​​cechy (w tym przypadku kolor nasion) są określone przez dyskretne czynniki dziedziczne (geny).Każdy gen może mieć kilka odmian (alleli). W tym przypadku jeden allel (Y) określa żółty kolor nasion, drugi (y) – zielony. W momencie poczęcia organizm otrzymuje dwie kopie genu, po jednym od każdego z rodziców. Jeden z alleli (w tym przypadku Y) może być bardziej "silny" (dominujący), a następnie w hybrydy o genotypie Yy pojawi się tylko cecha określona przez ten allel (żółte nasiona).

W ciągu 140 lat, które upłynęły od publikacji dzieła Mendla, wiele się zmieniło. Na początku XX wieku stało się jasne, że geny Mendla są częścią chromosomów. W połowie wieku odszyfrowano strukturę DNA, a następnie kod genetyczny. Dzisiaj słowo "gen" należy rozumieć jako dużo bardziej specyficzne niż za czasów Mendla, ale znakomite przykłady "grochu" z podstawowego artykułu Mendla wciąż pojawiają się we wszystkich podręcznikach genetycznych.

Schemat eksperymentów Mendla do krzyżowania grochu z żółtymi i zielonymi nasionami (oryginalny rysunek – ze strony www.mun.ca)

W ostatnich dziesięcioleciach odkryto, opisano i eksperymentalnie zbadano setki tysięcy genów różnych organizmów, od wirusów po ludzi.Jednak, co zaskakujące, do tej pory genetyka nie zadała sobie trudu, aby dowiedzieć się, który konkretny gen (we współczesnym znaczeniu tego słowa) odpowiada za kolor nasion w grochu! To znaczy, który region DNA dokładnie odpowiada genowi Yco koduje i jakie są jego funkcje na poziomie molekularnym. Oczywiście musiałaby się dowiedzieć przynajmniej z szacunku dla twórcy genetyki!

Grupa genetyków z Wielkiej Brytanii, Szwajcarii i USA w końcu wypełniła tę irytującą lukę. Okazało się, że zielony kolor nasion w grochu jest określony przez mutację w genie znanym dawno temu w wielu roślinach sgrktórego nazwa pochodzi od słów "pozostań zielony"(" Bądź zielony "). W innych roślinach mutacje w tym genie prowadzą do tego, że ich liście nie żółkną we właściwym czasie, ale pozostają zielone. Gene sgr koduje białko indukowalny przez starzenie się zielony-chloroplast proteinowy (SGR) zaangażowany w proces niszczenia chlorofilu w chloroplastach.

Normalnie działający gen sgr zapewnia żółty kolor nasionom lub liściom, niszcząc zielony pigment chlorofilu, w wyniku czego stają się widoczne żółte pigmenty karotenoidów. Mutacje, które dezaktywują gen (jak również wyłączenie tego genu przez interferencję RNA) prowadzą do tego, że chlorofil nie rozkłada się, gdy liście się starzeją lub nasiona dojrzewają i pozostają zielone.

Stało się więc jasne, że żółty kolor nasion – jest "normą", a zielony – "uników". Też stało się jasne, a mechanizm dominacji (dlaczego żółty kolor dominuje zielony) chlorofilu nie jest zniszczony, obie kopie genu może być uszkodzony (genotyp yy) i jeśli co najmniej jeden z nich jest funkcjonalny (Woo lub Woo), wtedy funkcjonalne białko SGR będzie obecne w chloroplastach, a zniszczenie chlorofilu nastąpi w odpowiednim czasie.

Mendel jest czasami obwiniany za to, że celowo wybrał do swoich eksperymentów takie cechy, które są określone przez pojedynczy gen, który, ogólnie rzecz biorąc, jest niezwykle nietypowy. Większość właściwości zależą od różnych genów i stosunków ilościowych stanowi takie cechy u potomstwa hybrydowego są bardzo skomplikowane i bardzo daleki od klasycznego mendlowski podziału 3: 1. Co więcej, niektórzy biolodzy teoretycy zwrócić uwagę na fakt, że, ściśle mówiąc, pojedynczy gen w ogóle nie można zdefiniować szczególną cechę … Powiedzmy, na nasiona grochu utworzony normalny żółty, obecność allelu roślin Miej jest koniecznym, ale niewystarczającym warunkiem.Ogólnie mówiąc, warunkiem wstępnym jest cały normalny genotyp, ponieważ w przeciwnym razie nie jest on żółty – nie trzeba czekać na jakiekolwiek nasiona …

Kontynuując tę ​​linię rozumowania, można dojść do wniosku, że każda cecha jest określona przez cały genotyp jako całość, a posuwając się jeszcze dalej, do faktu, że sama granica między fenotypem a genotypem jest raczej warunkowa (patrz A. S. Rautian, O naturze genotypu i dziedziczność // Journal of General Biology1993. T. 54. № 2. S. 131-148). Jednak taka genetyczna sofistyka nie jest dziś zbyt popularna, chociaż może w niej być jakieś ziarno. Ale teraz jest czas wielkich odkryć w biologii molekularnej, a świat akademicki stara się zrozumieć podstawy życia, głównie na poziomie molekularnym. I możesz później filozofować, kiedy strumień nowych faktów zaczyna wysychać.

Co się tyczy Mendla, jego przykład pokazuje, że czasami dla dobra nauki warto poświęcić nieco obiektywizm i bezstronność: gdyby wziął inne, trudniej dziedziczone, znaki do analizy, po prostu nie mógł zrozumieć wyników, a prawa genetyki nie były byłby otwarty.

Źródło: I. Armstead i in. Gatunek krzyżowy Identyfikacja Mendla Ja Locus // Nauka. 2007. V. 315. P. 73.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: