Mendelin lait ovat kolme koskevia lakeja periaatteita perinnöllisyys biologisten asettaman munkki ja kasvitieteilijä kansallisuus Itävallan Gregor Mendel (1822-1884).
Mendelin lakien uudelleen löytäminen vuonna 1900 ja niiden yhdistäminen kromosomien löytämiseen , joita pidetään fyysisenä perinnöllisyyden väliaineena, ovat geneettisen muodollisen XX - luvun alkupuolen perusta . Sen jälkeen kun on osoitettu sattuman ja ympäristön merkitys biologisissa ilmiöissä, tietyt biologit kyseenalaistavat nämä lait .
Noin vuonna 1850 Brnon luostarissa , kuten Lontoossa , Pariisissa tai Wienissä , meidät alennettiin epämääräisimpiin oletuksiin perinnöllisyydestä. Useat kokeet, jotka koostuivat eri kasvien ja eläinten risteytyksestä, olivat saaneet aikaan onnellisia tuloksia. Mutta miten ? Minkä tarkan mekanismin mukaan? Kukaan ei voinut vastata tähän kysymykseen. Kukaan ei olisi voinut toistaa tätä tai toista kokeilua varmuudella saada samat tulokset.
Noin vuonna 1850 akkreditoitu teoria oli "veren" seos suhteissa, jotka Darwinin serkku, Francis Galton oli juuri määrittänyt: 1/2 ensimmäisen sukupolven uroksen tai naisen verelle, 1/4 sekunnissa , jne. Siihen mennessä, kun Mendel aloitti kokeilunsa, genetiikka oli siis paljon vähemmän edistynyt Kuin fysiikka oli ennen Newtonia.
Mendel ottaa havainnoistaan kaksi perusperiaatetta, joihin kolmas lisätään myöhemmin. Hänen tapauksessaan herneiden kokeilut antoivat Mendelille mahdollisuuden muotoilla perinnöllisyyteen liittyviä periaatteita .
Mendel huomaa, että:
Jos ylitämme kaksi saman lajin yksilöä, jotka ovat homotsygoottisia suhteessa ominaisuuteen, kaikki ensimmäisen sukupolven jälkeläiset, joita kutsutaan F1-hybrideiksi, ovat identtisiä suhteessa tähän ominaisuuteen, toisin sanoen kaikki heterotsygootit. (Vastakkaisessa kaaviossa olisi tarkoituksenmukaisempaa olla johdonmukainen kolmannen lain kaavion kanssa, ja koska merkki "kukan väri" esittää vain kahta alleelia, merkitään ne punaiselle R ja ei - punainen, ts. valkoinen, koska punainen väri on hallitseva, ja huomioiden kaksi homotsygoottista yksilöä RR ja rr.Kaikkien F1-hybridien kahdessa geenissä on yksi alleeli R ja toinen r, ja ne merkitään sitten Rr: llä. )
Ensimmäinen sukupolvi ( F1-hybridi ) on sitten tasainen sekä fenotyypin että genotyypin suhteen, ja kaikki ensimmäisen sukupolven jälkeläiset ovat heterotsygoottisia .
Esimerkki: Kaikki niin sanotut F1-sukupolven yksilöt, jotka johtuvat pyöreiden siementen ja rypistyneiden siementen (molemmat tämän ominaisuuden suhteen homotsygootit) kasvin ristiriidasta, ovat identtisiä, he esittävät vain muodon pyöreän version. Pyöreä fenotyyppi on hallitseva ja ryppyinen fenotyyppi on resessiivinen.
Kun risteymme kahden F1-sukupolven yksilön välillä, saadaan F2-sukupolvi, jossa löydämme kukkien värin kaksi versiota hyvin määritellyissä suhteissa: kolme jälkeläistä, joilla on punaiset kukat (1 homotsygoottinen RR + 2 heterotsygoottinen Rr) ja valkoisten kukkien jälkeläinen (rr homotsygoottinen).
Tämän lain sanotaan olevan "merkkien erottelu F2-sukupolvessa".
Tätä sääntöä sovelletaan vain, jos ominaisuuksista vastuussa olevat geenit ovat eri kromosomeissa tai jos ne ovat kaukana toisistaan samassa kromosomissa. Se on alleelien jakaminen eri sukusoluissa. Jättäen toisen merkin sivuun, löydämme ensimmäisestä merkistä kolmannen sukupolven jakauman alla olevasta kaaviosta.
Ensimmäinen ja toinen laki :
1 - Punaisen kukinnan herneiden ja valkoisten kukkien herneet (molemmat homotsygootit tälle piirteelle, WW ja RR).
2 - Sukupolvi F1: kaikki yksilöt ovat punaisia, koska punainen alleeli on hallitseva ja valkoinen on resessiivinen). Vaikka vanhemmat olivat molemmat homotsygoottisia (WW ja RR vastaavasti), kaikki F1 on heterotsygoottinen (RW).
3 - Sukupolvi F2: punaisella ja valkoisella muodolla on suhde 3: 1.
Kolmas laki : Punnett shakkilautapiirros on kaksi ominaisuutta (valkoinen / ruskea hiukset, lyhyt / pitkä häntä, jossa "ruskea" ja "lyhyt" tulisi olla hallitseva) antaa F2 sukupolven eri fenotyyppien suhteessa 9: 3: 3: 1 . (S = lyhyt (lyhyt), s = pitkä, B = ruskea, b = valkoinen).
Ennen Mendeliä tehty työ yrittää ymmärtää perinnöllisyysmekanismeja epäonnistui. Syynä on se, että hybridisaattorit toimivat kuten aina - ts. Erehdyksellä. He ristittivät yksilöitä, joilla oli erilainen merkki, ja valitsivat jälkeläisistä ne, jotka vastasivat parhaiten desiderataa. Nämä menettelyt, jotka ovat myös erittäin tehokkaita valinnassa jalostuksen ja maatalouden esihistoriallisesta alkuperästä, eivät kuitenkaan mahdollistaneet ennustavia tuloksia ja siten lakien laatimista.
Koko ajan tiedeyhteisö tuki perintömallia sekoituksella, jossa yksilön piirteet olivat välissä näiden kahden vanhemman välillä (valkoisen vanhemman ja mustan vanhemman risteytys antaen esimerkiksi harmaan tai valkoisen ja mustan yksilön) ). Mendel katsoo, että vanhemmat välittävät erillisiä perinnöllisiä yksiköitä, jotka pysyvät erillisinä jälkeläisissä (kuten marmorit, jotka yksi vetäytyvät kahdesta ämpäristä ja mitkä sijoittavat kolmanteen ämpäriin).
Mendel valitsee vanhemmat eri tavalla. Ensinnäkin hän otti kokeellisena mallina herneet ( Pisum sativum ), kukkivat kasvit, joiden luonnollinen lisääntyminen tapahtuu itselannoitteella , mikä mahdollistaa hybridisaation hallinnan ja tuottaa nopeasti suuren määrän jälkeläisiä.
Se on Mendelin toinen laki tai alleelien disjunktiolaki , joka on seurausta meioosista .
tai 9/16 [AB] 3/16 [Ab] 3/16 [aB] 1/16 [ab] .
Tämä on Mendel n kolmas laki luonteeltaan itsenäisyyttä , joka ei koske kytkettyjen geenien.
Tulokset trihybridisms (8 fenotyyppejä) voidaan helposti ennustaa: 27 [ABC] 9 [ABC] 9 [ABC] 3 [Abc] 9 [aBC] 3 [aBc] 3 [ABC] 1 [abc] .
Lopuksi Mendel ehdottaa, että elävien perinnöllisiä ominaisuuksia hallitsevat kukin kaksinkertainen järjestys (alleelipari) ja että kukin vanhempi välittää jälkeläiselle vain yhden kahdesta. Tämä on perusta genetiikan joka alkaa alusta XX : nnen vuosisadan . Samalla kvantitatiivisen biologian ensimmäisten vaiheiden myötä tilastot kehittyvät . Hän julkaisi työnsä 1866 vuonna Versuche über Pflanzen-Hybriden .
Kaikki piirteet eivät ole yksinomaan hallitsevia tai resessiivisiä. Joissakin tapauksissa mikään alleelin, joka määrittää ominaisuuden, ei ole hallitseva. Tällöin voi esiintyä kahden merkin sekoitus: tätä kutsutaan epätäydelliseksi hallitsemiseksi . Ominaisuuksien ilmeinen sekoittuminen väliekspressioon voi tapahtua heterotsygoottisilla yksilöillä. Esimerkkejä epätäydellisestä hallitsevuudesta löytyy monista kasvilajeista, mukaan lukien snapdragon ja maissi . Mendelin onneksi hänen herneiden kasvien tutkimat piirteet eivät olleet epätäydellisiä. Jos näin olisi ollut, hän ei todennäköisesti olisi koskaan pystynyt asettamaan genetiikan perustaa.