Là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học K. Correns, G. de Vries, E. Cermak vào năm 1900, các quy luật di truyền được "tái khám phá", được xây dựng vào năm 1865 bởi người sáng lập khoa học về di truyền - Gregor Mendel. Trong các thí nghiệm của mình, nhà tự nhiên học đã áp dụng phương pháp lai, nhờ đó hình thành các nguyên tắc di truyền các tính trạng và một số đặc tính của sinh vật. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các mô hình lây truyền di truyền chính được nghiên cứu bởi một nhà di truyền học.
G. Mendel và nghiên cứu của anh ấy
Việc sử dụng phương pháp lai cho phép nhà khoa học thiết lập một số kiểu mẫu, sau này được gọi là định luật Mendel. Ví dụ, ông đã xây dựng quy luật đồng dạng của các phép lai ở thế hệ thứ nhất (định luật Mendel đầu tiên). Anh ấy chỉ vào thực tếbiểu hiện ở con lai F1chỉ một tính trạng do gen trội kiểm soát. Vì vậy, khi lai các cây gieo hạt đậu Hà Lan với các giống khác nhau về màu hạt (vàng và xanh), tất cả các cây lai ở thế hệ thứ nhất chỉ có màu hạt vàng. Hơn nữa, tất cả những cá thể này cũng có cùng kiểu gen (chúng là thể dị hợp tử).
Luật chia cắt
Tiếp tục lai giữa các cá thể được lấy từ con lai của thế hệ đầu tiên, Mendel nhận được sự phân tách các ký tự trong F2. Nói cách khác, cây mang alen lặn về tính trạng nghiên cứu (màu xanh lục) được xác định kiểu hình với số lượng bằng 1/3 tổng số phép lai. Do đó, các quy luật được thiết lập về sự di truyền độc lập của các tính trạng đã cho phép Mendel lần ra cơ chế truyền cả gen trội và gen lặn trong một số thế hệ lai.
Di- và polyhybrid giao nhau
Trong các thí nghiệm tiếp theo, Mendel đã phức tạp hóa các điều kiện để thực hiện chúng. Bây giờ, các cây được lấy để lai tạo, khác nhau cả hai và một số lượng lớn các cặp tính trạng thay thế. Nhà khoa học đã truy tìm nguyên tắc di truyền của gen trội và gen lặn và thu được kết quả phân chia có thể được biểu diễn bằng công thức chung (3: 1) , trong đó n là số cặp tính trạng thay thế phân biệt các cá thể cha mẹ. Vì vậy, đối với phép lai lưỡng tính, sự phân li theo kiểu hình ở các phép lai ở thế hệ thứ hai sẽ như sau: (3: 1)2=9: 6: 1 hoặc 9: 3: 3: 1. Đó là, con lai của thứ haiCác thế hệ có thể quan sát được 4 loại kiểu hình: cây trơn vàng (9/16 phần), vàng nhăn (3/16), xanh trơn (3/16) và hạt nhăn xanh (1/16 phần). Do đó, các quy luật về sự thừa kế độc lập của các tính trạng đã nhận được xác nhận toán học của chúng và phép lai đa bắt đầu được coi là một số phép lai đơn - "chồng chéo" lên nhau.
Các kiểu thừa kế
Trong di truyền, có một số kiểu truyền các tính trạng và đặc tính từ bố mẹ sang con cái. Tiêu chí chính ở đây là hình thức kiểm soát tính trạng, được thực hiện bởi một gen - di truyền đơn gen, hoặc di truyền nhiều gen. Trước đó, chúng ta đã xem xét các quy luật về sự di truyền độc lập của các tính trạng đối với phép lai đơn tính và lai lưỡng tính, cụ thể là các định luật thứ nhất, thứ hai và thứ ba của Mendel. Bây giờ chúng ta sẽ coi một dạng như vậy là thừa kế liên kết. Cơ sở lý thuyết của nó là lý thuyết của Thomas Morgan, được gọi là nhiễm sắc thể. Nhà khoa học đã chứng minh rằng cùng với những đặc điểm được truyền độc lập cho con cái, còn có những kiểu di truyền như liên kết gen và liên kết giới tính.
Trong những trường hợp này, một số đặc điểm ở một cá thể được di truyền cùng nhau, vì chúng được kiểm soát bởi các gen khu trú trên cùng một nhiễm sắc thể và nằm cạnh nhau trong đó - cái khác. Chúng tạo thành các nhóm liên kết, số lượng tương đương với bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Ví dụ, ở người, karyotype là 46 nhiễm sắc thể, tương ứng với 23 nhóm liên kết. Người ta thấy rằng những gìKhoảng cách giữa các gen trong nhiễm sắc thể càng nhỏ thì quá trình lai chéo giữa chúng càng ít, dẫn đến hiện tượng di truyền.
Các gen nằm trên nhiễm sắc thể X được di truyền như thế nào
Hãy tiếp tục nghiên cứu các mô hình thừa kế, tuân theo lý thuyết nhiễm sắc thể của Morgan. Các nghiên cứu về di truyền học đã phát hiện ra rằng cả ở người và động vật (cá, chim, động vật có vú) đều có một nhóm tính trạng, cơ chế di truyền của chúng chịu ảnh hưởng của giới tính cá thể. Ví dụ, màu lông ở mèo, khả năng nhìn màu và đông máu ở người được kiểm soát bởi các gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X. Do đó, các khuyết tật trên các gen tương ứng ở người biểu hiện ra kiểu hình dưới dạng các bệnh di truyền gọi là bệnh gen. Chúng bao gồm bệnh máu khó đông và mù màu. Khám phá của G. Mendel và T. Morgan đã giúp áp dụng các quy luật di truyền trong các lĩnh vực quan trọng của xã hội loài người như y học, nông nghiệp, chăn nuôi động vật, thực vật và vi sinh vật.
Mối quan hệ giữa các gen và các đặc tính mà chúng xác định
Nhờ nghiên cứu di truyền học hiện đại, người ta đã phát hiện ra rằng các quy luật về sự di truyền độc lập của các tính trạng có thể được mở rộng hơn nữa, vì tỷ lệ "1 gen - 1 tính trạng" nằm trong chúng không phải là phổ biến. Trong khoa học, các trường hợp tác động nhiều lần của các gen, cũng như sự tương tác của các dạng không alen của chúng, đã được biết đến. Những loại này bao gồm chứng chảy máu cam, sự bổ sung, chứng polymeria. Vì vậy, người ta nhận thấy rằng lượng sắc tố damelatonin, chịu trách nhiệm về màu sắc của nó, được kiểm soát bởi toàn bộ nhóm khuynh hướng di truyền. Càng có nhiều gen trội chịu trách nhiệm tổng hợp sắc tố trong kiểu gen của con người, thì da càng sẫm màu. Ví dụ này minh họa một tương tác chẳng hạn như polyme. Ở thực vật, dạng di truyền này vốn có ở các loài thuộc họ ngũ cốc, trong đó màu sắc của hạt được kiểm soát bởi một nhóm gen cao phân tử.
Như vậy, kiểu gen của mỗi sinh vật được biểu thị bằng một hệ thống tích phân. Nó được hình thành là kết quả của quá trình phát triển lịch sử của một loài sinh vật - phát sinh thực vật. Trạng thái của hầu hết các tính trạng và đặc tính của một cá thể là kết quả của sự tương tác của các gen, cả gen alen và gen không alen, và bản thân chúng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của một số đặc điểm của sinh vật cùng một lúc.
