Åbning Mendel modtog en forklaring efter 140 år • Alexander Markov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Genetik

Opdagelsen af ​​Mendel blev forklaret efter 140 år

Gregor Mendel (1822-1884), i sit berømte arbejde om arv af træk i ærter, lagde grundlaget for genetik (Fig. Fra bogen af ​​J. Trefil "200 universets love")

140 år efter offentliggørelsen af ​​det klassiske værk af Gregor Mendel, der lagde grundlaget for genetik, fandt forskerne endelig ud af, hvilket gen bestemmer den gule eller grønne farve af frø i ærter. Det viste sig, at den grønne farve skyldes en mutation i genet SGR (forblive grøn), som koder for et protein involveret i ødelæggelsen af ​​chlorophyll under frø modning eller blade aldring.

I 1866 offentliggjorde grundlæggeren af ​​genetik, Gregor Mendel, sit berømte arbejde om arv af træk i ærter. Eksperimenter for planthybridisering (Mendel, G., 1866, Versuche über Pflanzen-Hybriden Verh. Naturforsch Ver. Brünn 4: 3-47).

Resultaterne fra Mendel er kendt for hver elev i dag. Mendel opdagede, at hvis to rene ærter med gule og grønne frø krydses med hinanden, vil førstegenerationshybriderne alle have gule frø, og anden generation vil splitte: 3/4 af afkomene vil have gule frø og 1/4 – grøn. Disse resultater førte Mendel til tanken om, at egenskaberne (i dette tilfælde frøets farve) bestemmes af diskrete arvelige faktorer (gener).Hvert gen kan have flere variationer (alleler). I dette tilfælde er en allel (Y) bestemmer den gule farve af frøet, den anden (y) – grøn. Ved udformningen modtager kroppen to kopier af genet, en fra hver af forældrene. En af allellerne (i dette tilfælde Y) kan være mere "stærk" (dominerende), derefter i hybrider med en genotype yy Kun det træk, der bestemmes af denne allel (gule frø) vil fremkomme.

I de 140 år, der er gået siden udgivelsen af ​​Mendels arbejde, er der meget ændret. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev det klart, at Mendelske gener er dele af kromosomer. I midten af ​​århundredet blev DNA-strukturen afkodet, og derefter den genetiske kode. I dag er ordet "gen" henviser til noget langt mere konkret end i de dage af Mendel, men fine "ært" eksempler på grundlæggende mendelske artikler stadig vises i lærebøger om genetik.

Mendel-forsøgsplan for at krydse ærter med gule og grønne frø (original tegning – fra webstedet www.mun.ca)

I de seneste årtier er der blevet opdaget, beskrevet og eksperimentelt undersøgt hundredvis af gener af forskellige organismer fra virus til mennesker.Men overraskende har genetikken endnu ikke generet sig for at finde ud af, hvilket bestemt gen (i den moderne betydning af ordet) er ansvarlig for farven på frø i ærter! Det vil sige, hvilket DNA-område svarer nøjagtigt til genet Yhvad det koder for, og hvad dets funktioner er på molekyliveau. Det skal selvfølgelig finde ud af i det mindste ude af respekt for grundlæggeren af ​​genetik!

En gruppe genetikere fra Storbritannien, Schweiz og USA har endelig fyldt denne irriterende kløft. Det viste sig, at den grønne farve af frø i ærter bestemmes af en mutation i et gen kendt for længe siden i mange planter SGRhvis navn kommer fra ordene "forblive grøn"(" Bliv grøn "). I andre planter fører mutationer i dette gen til, at deres blade ikke bliver gule på det rette tidspunkt, men forbliver grønne. gen SGR koder for et protein senescence-inducerbar ophold-grøn proteinkloroplast (SGR) involveret i processen med chlorophyll destruktion i chloroplaster.

Normalt arbejder gen SGR giver en gul farve til frøene eller bladene, der ødelægger det grønne pigment chlorophyll, hvilket resulterer i, at de gule pigmenter af karotenoider bliver synlige. Mutationer, der deaktiverer genet (samt afbrydelse af dette gen ved RNA-interferens) fører til, at klorofyl ikke brydes ned, når bladene bliver ældre eller frøene modnes, og de forbliver grønne.

Således blev det klart, at frøens gule farve – er "normen" og grøn – "dodging". Mekanismen for dominans blev også klar (hvorfor den gule farve dominerer den grønne): For at klorofyl ikke skal nedbrydes, skal begge genkopier være beskadiget (genotype åå), og hvis mindst en af ​​dem er funktionel (åå eller UU), så vil det funktionelle protein SGR være til stede i chloroplasterne, og ødelæggelsen af ​​chlorophyll vil ske i tide.

Mendel skyldes til tider for det faktum, at han med vilje udvalgt til sine eksperimenter sådanne træk, der bestemmes af et enkelt gen, hvilket generelt set er yderst atypisk. De fleste af træk er afhængige af en række gener, og de kvantitative forhold mellem staterne af sådanne træk i hybridfædslen er meget komplekse og meget langt fra den klassiske Mendelske 3: 1 spaltning. Desuden er nogle teoretiske biologer opmærksomme på, at et gen aldrig kan bestemme noget bestemt træk på alle … For eksempel for at ærter skal danne normale gule frø, har planten en allel i er en nødvendig, men ikke tilstrækkelig betingelse.Generelt er forudsætningen en helt normal genotype, for ellers er det ikke så gult – det er ikke nødvendigt at vente på nogen frø …

Ved at fortsætte denne tankegang er det muligt at komme til den konklusion, at hvert træk bestemmes af hele genotypen som helhed og bevæger sig endnu mere til den kendsgerning, at selve linjen mellem fænotype og genotype er forholdsvis betinget (se A. S. Rautian. På genotypeens art og arvelighed // Journal of General Biology, 1993. T. 54. № 2. S. 131-148). En sådan genetisk sofistik er imidlertid ikke særlig populær i dag, selv om der kan være noget godt korn i det. Men nu er tiden for store opdagelser i molekylærbiologi, og den akademiske verden søger at forstå det grundlæggende i livet, primært på molekylær niveau. Og du kan filosofere senere, når strømmen af ​​nye fakta begynder at tørre ud.

Hvad angår Mendel, viser hans eksempel, at det til tider for videnskabens gode er værd at ofre objektivitet og upartiskhed lidt: hvis han tog andre, vanskeligere arvet, tegn på analyse, kunne han simpelthen ikke forstå resultaterne og genetiske love var ikke ville være åben.

Kilde: I. Armstead et al. Cross-Species Identification of Mendel's jeg Locus // Videnskab. 2007. V. 315, s. 73.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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