Habiendo investigado a fondo esta cuestión, se preguntó el historiador británico Robert Albee, ¿era Mendel un mendeliano? En otras palabras, Albee cree que mucho de lo que se atribuye a Mendel en los libros de texto de biología moderna podría sorprender a este fundador de la genética.
Para probar los hallazgos de Albee, primero averigüemos por qué Mendel comenzó a investigar las plantas de guisantes a fines de la década de 1850. Si entendemos esto, también entenderemos que él era el que menos esperaba descubrir las leyes de la herencia. De hecho, Mendel dedicó la mayor parte de su vida científica a teorías que hoy en día se consideran un callejón sin salida.
Comencemos con el título del artículo más famoso de Mendel, Experimentos sobre hibridación de plantas. Nótese que el título no menciona las leyes de transmisión de las propiedades hereditarias o el mecanismo de la herencia, así como tampoco menciona los guisantes, con los que experimentó. La palabra "hibridación" se encuentra a menudo en los escritos de Mendel, mientras que es poco probable que se encuentre la palabra "herencia", y dice mucho. Después de leer atentamente la introducción del artículo, descubriremos qué pensaba el propio Mendel sobre su trabajo. Aquí no ocultó nada y dijo abiertamente que estaba presentando los resultados de un "experimento detallado", cuyo propósito era descubrir "una ley de aplicación general que rija la formación y desarrollo de híbridos". Al final del trabajo, vuelve a repetir esta idea. Y ni una palabra sobre el hecho de que descubrió las leyes estadísticas de la transmisión de la herencia. En cambio, afirma que logró arrojar luz sobre la teoría de un botánico llamado Görtner, y sus resultados, los de Mendel, contradicen las opiniones de aquellos naturalistas que disputaban la resistencia de las especies vegetales y creían en la evolución continua del mundo vegetal. Solo hay una dificultad para nosotros en esto: ¡entender lo que significa todo esto!
Una breve incursión en la botánica de los siglos XVIII y XIX permite aclarar el sentido de su afirmación. En los años 60 del siglo XIX, Mendel se involucró activamente en un problema que se convirtió en clave para toda la comunidad de botánicos de la época. Fue formulado por primera vez por el famoso naturalista sueco Karl Linnaeus, quien propuso una clasificación de organismos que los científicos todavía usan en la actualidad.
A mediados del siglo XVIII, Linneo ya dudaba de que todo tipo de animales después del acto de la Creación permanecieran en un estado inalterado, como insistía la ortodoxia religiosa. Sus dudas se vieron reforzadas por la increíble variedad de formas exóticas de flora y fauna que los viajeros trajeron a Europa. El número y variedad de nuevas plantas y animales pronto confundió todas las clasificaciones que existían en Europa. Y, dado que Linneo se propuso poner algo de orden aquí, no pudo evitar admirar la abundancia de formas vivientes en la naturaleza. Pronto, tuvo pensamientos que nunca antes habían pasado por su mente. ¿Dios realmente creó el mundo viviente de la Tierra en un corto período de creación? ¿O tal vez toda la diversidad existente surgió de un número mucho menor de formas primitivas?
Poco a poco, Linneo se convirtió en partidario de la teoría evolutiva. Sin embargo, el mecanismo evolutivo que propuso no era como el darwinismo. Linneo no tuvo en cuenta la influencia del entorno externo o la manifestación de variaciones aleatorias. Su interés se limitó únicamente al estudio del fenómeno botánico del cruce de varias especies. Dado que esto claramente condujo a la aparición de nuevas formas de plantas, comenzó a argumentar que después de varias generaciones, los híbridos pueden convertirse gradualmente en especies completamente nuevas. Durante el siglo siguiente, la idea de la llamada hibridación interespecífica dominó la mente de muchos científicos. En varias ocasiones, países como Holanda, Francia y Prusia incluso establecieron bonificaciones monetarias por trabajar en esta área. Pero los investigadores no solo no pudieron confirmar las ideas de Linneo, sino incluso estabilizar las formas híbridas. Una y otra vez en la nueva generación, volvieron a sus formas paternas o, dejando de dar fruto, se extinguieron.
A pesar de todo, el fitomejoramiento por hibridación siempre ha sido un área de la ciencia en la que la esperanza sigue siendo implacable. Durante casi todo el siglo XIX, hubo botánicos que creyeron en la posibilidad de criar híbridos resistentes que se convertirían en nuevas especies. Por ejemplo, cuando Mendel estaba en la Universidad de Viena, un botánico llamado Franz Unger lo convenció de que la hibridación podría ser la fuente de nuevas especies. Dado que no tenemos motivos para dudar de la veracidad de los sentimientos religiosos de Mendel, no es sorprendente que comenzara a realizar una investigación adecuada. El caso es que la variabilidad observada en el proceso de hibridación fue explicada por los entonces científicos no por la acción de las fuerzas ciegas de la evolución darwiniana, sino por la providencia de Dios. Después de todo, ¿qué mejor manera de demostrar la grandeza del Creador que dotando a plantas inicialmente humildes con la capacidad de transformarse casi indefinidamente?
Por lo tanto, los experimentos de Mendel sobre la hibridación de plantas estaban bastante en línea con la investigación botánica de entonces. Mendel estaba más interesado en los híbridos no porque fuera la forma más visual de demostrar la dinámica de la transferencia de propiedades hereditarias, sino porque le permitía comprobar la validez del razonamiento de Linneo. Mendel estaba convencido de que la hibridación hacía posible la "evolución constante de la vegetación", y el objetivo de sus experimentos era cultivar híbridos generación tras generación para ver si podían convertirse en una nueva especie. Por eso rechazaba constantemente aquellos híbridos obtenidos a partir de semillas puras que resultaban infértiles o simplemente crecían mal. Su trabajo de 1865 es un relato detallado de los intentos de nuevas especies de plantas. La prueba de la corrección de Linneo le pareció tan importante a Mendel que incluso distorsionó significativamente algunas de las opiniones de uno de sus predecesores.
Defendiendo la exactitud de su hipótesis de que los híbridos pueden convertirse en nuevas especies, Mendel argumentó que Max Vihura, quien era la autoridad mundial en sauces, también creía que los híbridos de sauces "se propagan de la misma manera que las especies puras". Sin embargo, cuando Robert Albee recurrió al trabajo original de Vihura, se encontró que dice lo contrario: los híbridos de sauce no conservan sus propiedades en las generaciones posteriores. Y aunque Mendel atribuyó a Vihura la creencia en la hipótesis de Linneo, en realidad dudaba seriamente de su validez.
Desafortunadamente para Mendel, no importa cuánto lo intentó, sus híbridos también mostraron un retorno a las propiedades originales de las formas parentales. La genética moderna responde a la pregunta de por qué sucede esto. El sacerdote naturalista se involucró en una lucha desigual contra el dominio y la recesión de los pares de genes. Los experimentos de Mendel han demostrado de manera convincente que ninguna línea híbrida puede crear solo híbridos.
Esto, por supuesto, fue un resultado deprimente para un científico que quería demostrar lo contrario, es decir, que los híbridos pueden dar nuevas especies. Mendel por naturaleza era una persona cerrada, taciturna, cerrada, pero en sus artículos, aquí y allá, la decepción sigue siendo visible. Esto se siente especialmente en su obra más famosa "Experimentos sobre hibridación de plantas", publicada en 1865. En la parte final, trató de pasar por alto los datos desagradables. Al declarar que sus experimentos no podían considerarse decisivos, comenzó a hablar con torpeza sobre el hecho de que los resultados obtenidos no son del todo claros y no pueden considerarse absolutos. A pesar de todo, mientras escribía el artículo, no dejaba de creer en la posibilidad de crear "híbridos permanentes". Comprender este hecho nos hace mirar de manera diferente el famoso discurso de Mendel a la Sociedad para el Estudio de las Ciencias Naturales en 1865.
Lauren Ainsley, quien reconoció la excepcional convicción de su personaje, describió el evento de la siguiente manera:
El discurso entusiasta de este sacerdote de ojos azules, que presentó su investigación, como muestran los protocolos supervivientes de la sociedad, no provocó ninguna discusión ... Nadie hizo una sola pregunta, nadie tuvo un latido más rápido. En un pequeño auditorio, uno de los descubrimientos más destacados del siglo XIX fue presentado por un maestro profesional que presentó una gran cantidad de evidencia. Pero no había ningún alma allí que pudiera entenderlo.
Si lee el trabajo de Albee, los artículos de Mendel aparecen inmediatamente bajo una luz diferente. Y si se tiene en cuenta que Mendel apareció en el monasterio veinte años antes de la publicación de sus obras y dedicó alrededor de una década a los experimentos, entonces, es probable que muchos de los que asistieron a su conferencia supieran por qué se estaba esforzando. Eliminando la enorme superestructura del presentismo, vemos que en 1865 Mendel informó de su completo fracaso. Sus esfuerzos bastante pragmáticos para estabilizar los híbridos para su uso por los agricultores locales no llevaron a nada, y dejó fuera una estadística muy interesante, que no pudo explicar. Así que fue un completo fracaso, y el silencio de sus oyentes probablemente fue una simpatía silenciosa.
Desde 1856, Gregor Mendel realizó experimentos con guisantes en el jardín del monasterio.
En sus experimentos sobre el cruce de guisantes Gregor Mendel mostró que los rasgos hereditarios se transmiten mediante partículas discretas (que ahora se denominan genes).
Para evaluar esta conclusión hay que tener en cuenta que, en el espíritu de esa época, la herencia se consideraba continua, no discreta, por lo que, según se creía, los rasgos de los antepasados se "promediaban" en la descendencia.
En 1865, hizo un informe sobre sus experimentos en la Sociedad de Naturalistas de Brunnian (ahora la ciudad de Brno en la República Checa). En la reunión, no se le hizo una sola pregunta. Un año más tarde, el artículo de Mendel "Experimentos sobre híbridos de plantas" se publicó en los escritos de esta sociedad. El volumen fue enviado a 120 bibliotecas universitarias. Además, el autor del artículo ordenó un adicional 40 impresiones individuales de su trabajo, casi todas las cuales envió a botánicos que conocía. Tampoco hubo respuestas ...
Probablemente, el propio científico perdió la fe en sus experimentos, porque realizó una serie de nuevos experimentos sobre el cruce del halcón (una planta de la familia Aster) y luego sobre el cruce de las variedades de abejas. Los resultados que había obtenido anteriormente en los guisantes no se confirmaron (los genetistas modernos han descubierto las razones de este fracaso). Y en 1868 Gregor Mendel Fue elegido abad del monasterio y nunca volvió a la investigación biológica.
“El descubrimiento de Mendel de los principios básicos de la genética fue ignorado durante treinta y cinco años después de que no solo se presentó en una reunión de la sociedad científica, sino que incluso se publicaron sus resultados. Según R. Fischer, cada generación subsiguiente tiende a notar en el artículo original de Mendel solo lo que espera encontrar en él, ignorando todo lo demás. Los contemporáneos de Mendel vieron en este artículo solo una repetición de los entonces conocidos experimentos de hibridación. La siguiente generación entendió la importancia de sus hallazgos con respecto al mecanismo de la herencia, pero no pudo apreciarlos por completo, ya que estos hallazgos parecían contradecir la teoría de la evolución especialmente debatida en ese momento. Permítanme agregar, por cierto, que el famoso estadístico Fischer verificó dos veces los resultados. Mendel y afirmó que cuando se procesan con métodos estadísticos modernos, los hallazgos del padre de la genética muestran un claro sesgo a favor de los resultados esperados ".
Increíble, pero cierto: una persona es capaz de controlar sus genes. Ya hemos logrado mucho en el campo de la genética:
- sabemos cómo se determinan todos los signos de un organismo;
- la clonación se ha convertido en una realidad;
- El cambio de genes se ha vuelto común en ciertas ciencias.
¿Cómo se hizo posible esto y qué nos depara el futuro? Este libro le informará breve y claramente sobre la historia de la genética, sobre los científicos y sus descubrimientos.
Manténgase al tanto de los descubrimientos científicos, ¡en solo una hora!
Libro:
2.1. El comienzo de la genética. Gregor Mendel: grandes descubrimientos, pero desapercibidos
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2.1. El comienzo de la genética. Gregor Mendel: grandes descubrimientos, pero desapercibidos
Entonces, a fines del siglo XIX. Los científicos estaban más cerca que nunca de descubrir todos los secretos de la herencia: se aislaron y describieron casi todos los elementos de la célula, se asumió la conexión de los cromosomas con la transmisión de rasgos de padres a hijos. Pero los patrones en la manifestación de ciertos rasgos todavía no eran visibles. Al menos oficialmente. Un incidente histórico interesante: cuando August Weismann, Walter Flemming y Heinrich Waldeyer realizaron su investigación e intentaron encontrar respuestas a preguntas relacionadas con la herencia, el monje agustino Gregor Mendel en la ciudad de Brunn (en ese momento el Imperio austríaco; ahora - la ciudad de Brno, República Checa) durante mucho tiempo ya dedujo las reglas principales para la herencia de varios caracteres, utilizando métodos matemáticos para establecer patrones. Pero sus descubrimientos, que se convirtieron en un puente con las hipótesis del siglo XIX. Para la genética moderna, durante la vida del investigador no se consideraron y evaluaron ... Sin embargo, lo primero es lo primero.
Gregor Mendel nació en 1822 en Moravia, provenía de una familia de campesinos pobres y fue bautizado con el nombre de Johann. Desde la primera infancia, el niño mostró capacidad de aprendizaje e interés por la ciencia, pero debido a la difícil situación económica de la familia, no pudo completar su educación en su juventud y en 1843 fue tonsurado monje en el monasterio agustino de Santo Tomás. , tomando el nombre monástico de Gregor. Aquí tuvo la oportunidad de estudiar biología, lo que le encantó con pasión. Parecería una ocupación extraña para un monje. No es de extrañar: los agustinos prestaron especial atención a la educación y la ilustración, principalmente, por supuesto, religiosas, pero el monasterio de Brunn se mantuvo a la altura de los tiempos. Había una magnífica biblioteca, laboratorios, extensas colecciones de instrumentos científicos y, lo más importante, hermosos jardines e invernaderos, en los que Mendel pasaba la mayor parte de su tiempo. Habiéndose interesado en cuestiones de herencia, recurrió a las obras de sus predecesores. Rindiendo homenaje a sus obras, Gregor Mendel señaló acertadamente que no encontraron ningún patrón en el cruce y manifestación de ciertos rasgos en los híbridos.
¿Existe alguna ley general que determine qué tipo de flores habrá en rosas híbridas o guisantes de olor? ¿Es posible predecir de qué color serán los gatitos del gato y el gato, difiriendo en el color y la estructura del pelaje? Finalmente, ¿es posible calcular matemáticamente en qué generación y con qué frecuencia se manifestará esta o aquella característica?
Para los experimentos, Gregor Mendel, siguiendo el ejemplo de Thomas Andrew Knight, eligió el jardín más común, o semillas de guisantes (Pisum sativum). Es una planta autopolinizante: en condiciones normales, el polen de los estambres de una flor se transfiere al pistilo de la misma flor (a diferencia de la polinización cruzada, en la que el polen debe transferirse de una planta a otra).
En genética, las plantas autopolinizadas son aquellas en las que se produce la polinización entre diferentes flores de un mismo ejemplar.
El investigador creía que tal característica aseguraría la pureza del experimento, porque durante la autopolinización, las semillas y frutos reciben ciertas características de una sola planta. Por lo tanto, polinizando los guisantes artificialmente, transfiriendo el polen de un espécimen a otro, es posible reducir la cantidad de accidentes imprevistos y utilizar intencionalmente solo aquellas plantas que nos interesan como experimentales. Además, los guisantes tienen un conjunto de rasgos diversos y bien reconocibles: color de la semilla, forma de la vaina, altura del tallo. Guisantes de polinización mutua con rasgos muy diferentes, Mendel pretendía, habiendo recibido muestras híbridas, deducir los patrones de herencia. Comenzó distribuyendo las plantas de su elección de acuerdo con los siguientes criterios:
Por la longitud (altura) del tallo: alto o pequeño;
Por disposición de las flores: a lo largo del tallo o principalmente en su parte superior;
Por el color de las vainas (amarillo o verde);
Por la forma de las semillas (lisas o arrugadas);
Según el color de las semillas (amarillo o verde), etc.
Luego hubo ocho años de experimentos, varias decenas de miles de plantas e híbridos originales, cálculos complejos y tablas estadísticas. Gregor Mendel cruzó plantas con rasgos muy diferentes: por ejemplo, eligió a los padres, uno de los cuales tenía semillas lisas y el otro tenía semillas arrugadas.
En primer lugar, llamó la atención sobre el hecho de que en la primera generación, los híbridos mostraban en una u otra parte de ellos las características de un solo padre. Al cruzar una planta con semillas amarillas y una planta con semillas verdes, el híbrido no tenía semillas amarillo verdosas o abigarradas; su color fue completamente heredado de uno de los padres. Así, Mendel enriqueció el léxico de los futuros genetistas con términos importantes: los rasgos que se manifestaron en la primera generación híbrida, los llamó dominantes; y los que se desvanecieron en un segundo plano y no se reflejaron en la primera generación de híbridos fueron recesivos.
Logró resultados interesantes al cruzar plantas de guisantes altas y raquíticas. La descendencia de la primera generación era completamente alta. Pero cuando estas plantas se autopolinizaron y dieron semillas, la siguiente generación ya estaba dividida de esta manera: una planta baja por tres altas. La aparición de generaciones posteriores y la proporción de especímenes altos y bajos también podrían predecirse matemáticamente. Se observó la misma proporción en combinaciones de otras características.
La mayoría de los genetistas modernos están convencidos de que Gregor Mendel anticipó el concepto de gen. Solo muchos años después, el gen recibirá una definición: un fragmento de ADN responsable de la herencia. Pero no nos adelantemos: todavía tenemos que hablar del ADN. Y Mendel no utilizó el concepto de "gen", este término aparecerá mucho más tarde. Escribió sobre "factores" o "inclinaciones", argumentando que uno u otro rasgo (color, tamaño, forma) de una planta está determinado por dos factores, uno de los cuales está contenido en el macho y el otro en el reproductor femenino. celda. El investigador denominó a las plantas, que aparecieron como resultado de la fusión de células portadoras de las mismas "inclinaciones", constantes (luego se llamarían homocigotas).
Para simplificar el trabajo, Gregor Mendel designó los caracteres dominantes en un par de plantas en mayúsculas (A, B, C) y los recesivos en minúsculas (a, b, c). En consecuencia, al describir híbridos, fue posible elaborar fórmulas simples que demuestran claramente la combinación de rasgos y su "manifestación". A Mendel le sirvió mucho el hecho de que durante algún tiempo le gustaron las matemáticas y las enseñó en la escuela. Su inclinación por la sistematización y el manejo seguro de las designaciones digitales y de letras lo ayudaron a hacer algo que no estaba disponible para los investigadores antes que él: identificar y describir los patrones de herencia. Estos patrones ahora se conocen como leyes de Mendel. Echemos un vistazo más de cerca a ellos.
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Primero y la segunda generación híbrida en los experimentos de Mendel con guisantes cortos y altos
1. La ley de uniformidad de los híbridos de la primera generación (también conocida como la ley de dominancia de los rasgos) dice que cuando se cruzan dos plantas constantes (o, como dirían ahora, homocigotas), toda la primera generación de híbridos será completamente similar a uno de los padres, los rasgos dominantes pasarán a primer plano. Es cierto que hay casos de dominio incompleto: cuando el rasgo dominante no puede suprimir por completo el más débil y recesivo. Recuerde, antes describimos la suposición de varios científicos de los siglos XVIII-XIX, quienes argumentaron que, de acuerdo con la lógica de las cosas, un híbrido siempre debería ser algo entre los especímenes parentales. En algunos casos, esto es posible, por ejemplo, en algunos tipos de flores al cruzar plantas con flores rojas y blancas en la primera generación de híbridos, las flores serán rosadas. Es decir, el color rojo dominante de los pétalos no pudo suprimir por completo el blanco recesivo. Puede haber otras características particulares en la ley de uniformidad, pero nuestra tarea es brindar al lector la información más general sobre la genética y su historia.
2. La ley de los rasgos de división: si cruzas entre híbridos de la primera generación, en la segunda generación los rasgos de ambas formas parentales aparecerán en una cierta proporción.
3. La ley de la herencia independiente de rasgos: si se cruzan dos individuos que se diferencian entre sí en dos pares de rasgos, los factores y los rasgos asociados se heredarán y combinarán independientemente entre sí. Así, Mendel cruzó guisantes con granos amarillos lisos y guisantes con granos verdes arrugados. Al mismo tiempo, el color amarillo y la suavidad de los granos fueron las características dominantes. La primera generación de híbridos estuvo completamente representada por plantas con rasgos dominantes: los guisantes tenían granos amarillos y lisos. Después de la autopolinización de los híbridos, se obtuvieron nuevas plantas: nueve tenían granos amarillos lisos, tres tenían granos amarillos arrugados, tres tenían granos verdes suaves y una planta tenía granos verdes arrugados.
Por supuesto, las leyes de Mendel se refinaron posteriormente de acuerdo con nuevos datos científicos. Por ejemplo, se supo que si más de un gen es responsable de un rasgo particular de una planta u organismo, entonces las formas de herencia serán más complejas y complejas. Sin embargo, Gregor Mendel fue un pionero en el campo de las leyes de herencia, y en su honor la doctrina de la herencia se denominó más tarde mendelismo.
¿Por qué su investigación no fue reconocida durante su vida? Se sabe que en 1865 Gregor Mendel hizo una presentación en la Sociedad de Naturalistas y publicó un artículo "Experimentos sobre Hibridación de Plantas", que no obtuvo mucho éxito en la comunidad científica. Lo más probable es que los descubrimientos del monje de Brunnian no se desarrollaran principalmente porque él mismo pronto se desilusionó con sus resultados. Mendel se propuso cruzar algunas especies de plantas que inicialmente tenían características en sus métodos de reproducción. Por lo tanto, los patrones que dedujo mientras trabajaba con guisantes no se han confirmado, ¡un resultado desagradable de casi una docena de años de arduo trabajo! Gregor Mendel pronto se convirtió en abad y sus nuevas responsabilidades lo obligaron a abandonar por completo la investigación biológica. Sus trabajos fueron recordados sólo a principios del siglo XX, cuando varios científicos "descubrieron" las leyes de Mendel y confirmaron sus desarrollos. El propio biólogo agustino murió en 1884, mucho antes del regreso triunfal de sus ideas a la comunidad científica ...
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El honor del descubrimiento patrones cuantitativos, que acompaña la formación de híbridos, pertenece a un monje checo, un botánico aficionado Johann Gregor Mendel(1822-1884). En sus obras, realizadas desde 1856 hasta 1863. fueron revelados fundamentos de las leyes de la herencia. V 1865 g. envía a la Sociedad de Naturalistas un artículo titulado "Experimentos con híbridos de plantas".
G. Mendel por primera vez articulado claramente el concepto herencia discreta("Gene" - 1903, Johansen). La ley fundamental de Mendel es la ley de pureza de gametos.
1902 - W. Batson formula la posición de que las mismas inclinaciones son homocigotas, las diferentes son heterocigotas.
¡Pero! La investigación experimental y el análisis teórico de los resultados de los cruces, llevados a cabo por Mendel, sobrepasaron el desarrollo de la ciencia en más de un cuarto de siglo.
En ese momento casi no se sabía nada sobre los portadores materiales de la herencia, los mecanismos de almacenamiento y transmisión de información genética y el contenido interno del proceso de fertilización. Más tarde se formularon incluso hipótesis especulativas sobre la naturaleza de la herencia (Charles Darwin y otros).
Esto explica el hecho de que el trabajo de G. Mendel no recibió ningún reconocimiento en un momento y permaneció desconocido hasta redescubrimiento de las leyes de Mendel.
En 1900 - tres botánicos independientes entre sí -
K. Correns (Alemania) (maíz)
G. de Vries (Holanda) (amapola, droga)
E. Cermak (Austria) (guisantes)
Descubrieron en sus experimentos los patrones descubiertos anteriormente por Mendel y, habiendo encontrado su trabajo, lo publicó de nuevo en 1901.
Se estableció (1902) que era los cromosomas llevan información hereditaria(W. Setton, T. Boveri). Esto marcó el comienzo de una nueva dirección en la genética: la teoría cromosómica de la herencia. En 1906 W. Batson introdujo los conceptos de "genética", "genotipo", "fenotipo".
Justificación de la teoría cromosómica de la herencia.
En 1901 Thomas Ghent (Hunt) Morgan(1866-1945) comenzó a realizar experimentos en modelos animales- el objeto de su investigación fue la mosca de la fruta - Drosophilamelanogaster. Características de la mira delantera:
Sin pretensiones (reproducción en medios nutritivos a una temperatura de 21-25 ° C)
Fertilidad (durante 1 año - 30 generaciones; una hembra - 1000 individuos; ciclo de desarrollo - 12 días: después de 20 horas - huevo, 4 días - larva, 4 días más - pupa);
Dimorfismo sexual: las hembras son más grandes, el abdomen es puntiagudo; los machos son más pequeños, el abdomen es redondeado, el último segmento es negro)
Una amplia gama de funciones.
Pequeñas dimensiones (aprox.3 mm.)
1910 Y. - T. Morgan - Teoría cromosómica de la herencia:
La herencia es de naturaleza discreta. Un gen es una unidad de herencia y vida.
Los cromosomas conservan su individualidad estructural y genética a lo largo de la ontogénesis.
En R! Los cromosomas homólogos se conjugan en pares y luego divergen, cayendo en diferentes células germinales.
En las células somáticas que surgen del cigoto, el conjunto de cromosomas consta de 2 grupos homólogos (femenino, masculino).
Cada cromosoma juega un papel específico. Los genes están dispuestos linealmente y forman un grupo de enlace.
1911 - la ley de herencia ligada de rasgos (genes)(los genes localizados en un cromosoma se heredan ligados).
Por tanto, hay dos etapas importantes en el desarrollo de la genética:
1 - Descubrimientos de Mendel basados en estudios hibridológicos - el establecimiento de patrones cuantitativos en la división de rasgos durante el cruce.
2 - prueba de que los portadores de factores hereditarios son los cromosomas. Morgan formuló y probó experimentalmente la posición del enlace de genes en los cromosomas.
Gregor Mendel fue el primero en acercarse a resolver un antiguo misterio. Era monje en el Monasterio de Brunn (ahora Brno, República Checa) y además de enseñar, estaba involucrado en experimentos sobre el cruce de guisantes en su tiempo libre. Su artículo sobre este tema, publicado en 1865, no fue ampliamente aceptado. A pesar de que la teoría de la selección natural había atraído la atención de todo el mundo científico seis años antes, los pocos investigadores que leyeron el artículo de Mendel no le dieron mucha importancia y no relacionaron los hechos expuestos en él con la teoría de la origen de las especies. Y solo a principios del siglo XX, tres biólogos, que realizaron experimentos en diferentes organismos, recibieron resultados similares, confirmando la hipótesis de Mendel, quien se hizo famoso póstumamente como el fundador de la genética.
¿Por qué Mendel tuvo éxito en lo que la mayoría de los otros investigadores fracasaron? Primero, solo examinó rasgos simples y claramente identificables, como el color o la forma de las semillas. No es fácil aislar e identificar rasgos simples que se pueden heredar. Rasgos como la altura de las plantas, así como la inteligencia o la forma de la nariz de una persona, dependen de muchos factores y es muy difícil rastrear las leyes de su herencia. Exteriormente perceptibles y al mismo tiempo independientes de otros, los signos son bastante raros. Además, Mendel observó la transmisión del rasgo durante varias generaciones. Y quizás lo más importante, anotó la exacta número personas con tal o cual rasgo y realizó un análisis estadístico de los datos.
En los experimentos clásicos de genética, siempre se utilizan dos o más variedades, dos variedades o líneas, de la misma especie biológica, que se diferencian entre sí en formas tan simples como el color de la flor de las plantas o el color del pelaje de los animales. Mendel comenzó con lineas limpias guisantes, es decir, de líneas que, durante varias generaciones, se cruzaron exclusivamente entre sí y, por lo tanto, mostraron constantemente solo una forma del rasgo. Se dice que tales lneas son reproducir limpio. Durante el experimento de Mendel cruzado entre ellos individuos de diferentes líneas y recibieron híbridos. Al mismo tiempo, sobre el estigma de una planta a la que se le quitaron las anteras de una línea, transfirió el polen de la planta de otra línea. Se asumió que los rasgos de diferentes plantas parentales en la descendencia híbrida deberían mezclarse entre sí. En un experimento (Fig. 4.1), Mendel cruzó una variedad pura con semillas amarillas y una variedad pura con semillas verdes. En el registro del experimento, la cruz significa "cruzado con ...", y la flecha apunta a la siguiente generación.
Se podría suponer que la generación híbrida tendría semillas de color amarillo verdoso o algo de amarillo y algo de verde. Pero solo se formaron semillas amarillas. Parece que el signo "verde" ha desaparecido por completo de la generación. F 1(carta F se indican generaciones, de la palabra latina filius - hijo). Entonces Mendel plantó las semillas de una generación. F 1 y cruzó las plantas entre sí, obteniendo así la segunda generación F 2. Es interesante que el rasgo "verde", que desapareció en la primera generación híbrida, reapareció: en algunas plantas de generación F 2 tenía semillas amarillas, mientras que otras tenían semillas verdes. Otros experimentos sobre el cruce de plantas con diferentes manifestaciones del rasgo dieron los mismos resultados. Por ejemplo, cuando Mendel cruzó una variedad pura de guisantes con flores moradas y una variedad pura con flores blancas, en la generación F 1 todas las plantas resultaron tener flores de color púrpura, y en una generación F 2 algunas plantas tenían flores púrpuras mientras que otras tenían flores blancas.
A diferencia de sus predecesores, Mendel decidió contar el número exacto de plantas (o semillas) con tal o cual rasgo. Al cruzar plantas según el color de las semillas, recibió en una generación F 2 6022 semillas amarillas y 2001 semillas verdes. Al cruzar plantas según el color de las flores, recibió 705 flores violetas y 224 blancas. Estas cifras aún no dicen nada, y en casos similares, los predecesores de Mendel se rindieron y argumentaron que nada razonable se podía decir al respecto. Sin embargo, Mendel notó que la proporción de estos números estaba cerca de 3: 1, y esta observación lo llevó a una conclusión simple.
Mendel desarrolló modelo- una explicación hipotética de lo que sucede al cruzar. El valor de un modelo depende de qué tan bien explica los hechos y predice los resultados experimentales. Según el modelo de Mendel, en las plantas hay ciertos "factores" que determinan la transmisión de rasgos hereditarios, y cada planta tiene dos factores para cada rasgo, uno de cada padre. Además, uno de estos factores puede ser dominante es decir, fuerte y visible, y el otro - recesivo, o débil e invisible. El color amarillo de las semillas debe ser dominante y el color verde debe ser recesivo; el violeta es dominante sobre el blanco. Esta propiedad de los "factores de la herencia" se refleja en el registro de experimentos genéticos: una letra mayúscula significa un rasgo dominante y una letra minúscula significa uno recesivo. Por ejemplo, el amarillo se puede denotar como Ү y el verde como a. Según el punto de vista moderno, los "factores de la herencia" son genes individuales que determinan el color o la forma de las semillas, y llamamos a las diferentes formas del gen alelos o alelomorfos (morph- la forma, alelon- mutuamente).
Arroz. 4.1. Explicación de los resultados obtenidos por Mendel. Cada planta tiene dos copias de un gen que determina el color, pero transfiere una de estas copias a sus gametos. El gen Y es dominante con respecto al gen y; por lo tanto, las semillas de todas las plantas de la generación F t con un conjunto de genes Yy son amarillas. En la próxima generación, son posibles cuatro combinaciones de genes, tres de las cuales producen semillas amarillas y una- verde
En la Fig. 4.1 muestra el curso de los experimentos de Mendel y también muestra las conclusiones a las que llegó. Una línea limpia de guisantes de semillas amarillas debe tener dos factores Y (YY), y una línea pura de guisantes con semillas verdes son dos factores u (ooh). Dado que ambos factores en las plantas madre son iguales, decimos que homocigoto o que estas plantas - homocigotos. Cada una de las plantas progenitoras le da a la descendencia un factor que determina el color de las semillas, por lo que todas las plantas de la generación F t tener factores Yy. Sus dos factores de color son diferentes, por eso decimos que heterocigoto o que estas plantas - heterocigotos. Cuando las plantas heterocigotas se cruzan entre sí, cada una produce dos especies de gametos, la mitad de los cuales llevan el factor Y, y la otra mitad es un factor a. Los gametos se combinan aleatoriamente y dan cuatro tipos de combinaciones: YY, Yy, yҮ o Guau. Las semillas verdes se forman solo con la última combinación, ya que ambos factores son recesivos; otras combinaciones producen semillas amarillas. Esto explica la proporción de 3: 1 observada por Mendel.
