Die Mendelschen Gesetze sind drei Gesetze, die die Prinzipien der biologischen Vererbung betreffen und vom Mönch und Botaniker Nationalität Österreicher Gregor Mendel (1822-1884) festgelegt wurden.
Die Wiederentdeckung der Mendelschen Gesetze im Jahr 1900 und deren Kombination mit der Entdeckung der Chromosomen , wie das physische Medium der Vererbung betrachtet, ist der Ursprung der Grundlage der genetischen formalen frühen XX - ten Jahrhunderts. Nach dem Nachweis der Rolle des Zufalls und der Umwelt in biologischen Phänomenen werden diese Gesetze heute von bestimmten Biologen in Frage gestellt.
Um 1850 wurden wir im Brünner Kloster wie in London , Paris oder Wien auf die vage Hypothese über die Vererbung reduziert. Mehrere Experimente, die darin bestanden, verschiedene Pflanzen und Tiere zu kreuzen, hatten zu glücklichen Ergebnissen geführt. Aber wie ? Nach welchen genauen Mechanismen? Niemand konnte diese Frage beantworten. Niemand hätte dieses oder jenes Experiment mit der Gewissheit wiederholen können, die gleichen Ergebnisse zu erzielen.
Um 1850 war die am meisten anerkannte Theorie die der Mischung von "Blut" in Proportionen, die Darwins Cousin Francis Galton gerade spezifiziert hatte: 1/2 für das Blut des Mannes oder der Frau in der ersten Generation, 1/4 pro Sekunde , usw. Zu der Zeit , Mendel seine Experimente begann, war Genetik deshalb viel weniger weit fortgeschritten Als die Physik vor Newton war.
Mendel zieht aus seinen Beobachtungen zwei Grundprinzipien, zu denen später ein drittes hinzugefügt wird. In seinem Fall ermöglichten Experimente mit Erbsen Mendel, die Prinzipien der Vererbung zu formulieren .
Mendel entdeckt, dass:
Wenn man zwei Individuen derselben Art kreuzt, die relativ zu einem Merkmal homozygot sind , sind alle Nachkommen der ersten Generation, die als F1-Hybride bezeichnet werden, relativ zu diesem Merkmal identisch, dh alle heterozygot. (Im nebenstehenden Diagramm wäre es angemessener, mit dem Diagramm des dritten Gesetzes kohärent zu sein, und da das Zeichen "Farbe der Blume" nur zwei Allele enthält, sollten sie R für Rot und r für Nicht - notieren. Rot, das heißt Weiß, da die Farbe Rot dominiert, und die beiden homozygoten Individuen RR und rr. Die beiden Gene aller F1-Hybride präsentieren das R-Allel das andere das r und werden dann als Rr bezeichnet. )
Die erste Generation ( F1-Hybrid ) ist dann sowohl für den Phänotyp als auch für den Genotyp einheitlich, und alle Nachkommen der ersten Generation sind heterozygot .
Beispiel: Alle Individuen der sogenannten F1-Generation, die aus der Kreuzung zwischen einer Pflanze mit runden Samen und einer Pflanze mit faltigen Samen (beide homozygot für dieses Merkmal) resultieren, sind identisch, sie präsentieren nur die runde Version der Form. Der runde Phänotyp ist dominant und der faltige Phänotyp ist rezessiv.
Wenn wir zwischen ihnen, zwei Individuen der F1-Generationen, kreuzen, erhalten wir eine F2-Generation, in der wir die beiden Versionen der Blütenfarbe in genau definierten Anteilen finden: drei Nachkommen mit roten Blüten (1 homozygote RR + 2 heterozygote) Rr) und ein Nachkomme mit weißen Blüten (rr homozygot).
Dieses Gesetz soll "die Trennung von Zeichen in der F2-Generation" sein.
Diese Regel gilt nur, wenn sich die für die Merkmale verantwortlichen Gene auf verschiedenen Chromosomen befinden oder wenn sie auf demselben Chromosom weit voneinander entfernt sind. Es ist das Teilen von Allelen in verschiedenen Gameten. Abgesehen vom zweiten Zeichen finden wir für das erste Zeichen die Verteilung der dritten Generation in der folgenden Abbildung.
Erstes und zweites Gesetz :
1 - Kreuzung von rot blühenden Erbsen mit weiß blühenden Erbsen (beide homozygot für dieses Merkmal, WW und RR).
2 - Generation F1: Alle Individuen sind rot, weil das rote Allel dominiert und das weiße rezessiv ist. Während die Eltern beide homozygot waren (WW bzw. RR), ist F1 vollständig heterozygot (RW).
3 - Generation F2: Die roten und weißen Formen zeigen ein Verhältnis von 3: 1.
Drittes Gesetz :
Das Punnett-Schachbrett der beiden Merkmale (weißes / braunes Haar, kurzer / langer Schwanz, wobei "braun" und "kurz" dominieren sollten) gibt in der F2-Generation verschiedene Phänotypen im Verhältnis 9: 3: 3: 1 . (S = kurz (kurz), s = lang, B = braun, b = weiß).
Die Arbeit vor Mendel, die Mechanismen der Vererbung zu verstehen, war erfolglos. Der Grund ist, dass die Hybridisierer so arbeiteten, wie sie es immer getan hatten, dh durch Versuch und Irrtum. Sie kreuzten Individuen mit unterschiedlichen Charakteren und wählten aus den Nachkommen diejenigen aus, die den Desiderata am besten entsprachen. Diese Verfahren, die auch bei der Auswahl aus dem prähistorischen Ursprung von Züchtung und Landwirtschaft sehr effektiv sind, ermöglichten jedoch keine prädiktiven Ergebnisse und damit die Formulierung von Gesetzen.
Die gesamte damalige wissenschaftliche Gemeinschaft unterstützte das Modell der Vererbung durch Mischung, bei der die Merkmale eines Individuums zwischen denen dieser beiden Elternteile lagen (die Kreuzung eines weißen Elternteils mit einem schwarzen Elternteil, was beispielsweise ein graues oder weißes und schwarzes Individuum ergibt ). Mendel ist der Ansicht, dass die Eltern unterschiedliche Erbeinheiten übertragen, die bei den Nachkommen unterschiedlich bleiben (wie Murmeln, die man aus zwei Eimern herauszieht und die man in einen dritten Eimer legt).
Mendel wird die Eltern anders wählen. Zunächst übernahm er als Versuchsmodell die Erbsen ( Pisum sativum ), Blütenpflanzen, deren natürliche Vermehrung durch Selbstbefruchtung erfolgt , wodurch die Hybridisierung kontrolliert und eine große Anzahl von Nachkommen schnell produziert werden kann.
Es ist Mendels zweites Gesetz oder Gesetz der Disjunktion von Allelen, das das Ergebnis von Meiose ist .
oder 9/16 [AB] 3/16 [Ab] 3/16 [aB] 1/16 [ab] .
Dies ist das dritte Gesetz von Mendel, das die Unabhängigkeit des Charakters fordert und auf die verwandten Gene nicht anwendbar ist.
Die Ergebnisse von Trihybridismen (8 Phänotypen) können leicht vorhergesagt werden: 27 [ABC] 9 [ABc] 9 [AbC] 3 [Abc] 9 [aBC] 3 [aBc] 3 [abC] 1 [abc] .
Zusammenfassend schlägt Mendel vor, dass die erblichen Merkmale der Lebenden jeweils durch eine doppelte Ordnung (ein Paar Allele) bestimmt werden und dass nur jeder zweite von jedem Elternteil an den Nachkommen übertragen wird. Dies ist die Grundlage der Genetik , die zu Beginn des beginnt XX - ten Jahrhunderts . Gleichzeitig wird sich mit den ersten Schritten in der quantitativen Biologie eine Statistik entwickeln . Er veröffentlichte seine Arbeit 1866 in Versuche über Pflanzen-Hybriden .
Nicht alle Merkmale sind ausschließlich dominant oder rezessiv. In einigen Fällen ist keines der Allele, die ein Merkmal bestimmen, dominant. In diesem Fall kann eine Mischung der beiden Zeichen auftreten: Dies wird als unvollständige Dominanz bezeichnet . Bei heterozygoten Personen kann es zu einer offensichtlichen Vermischung von Merkmalen in die intermediäre Expression kommen. Beispiele für unvollständige Dominanz finden sich bei vielen Pflanzenarten, einschließlich Löwenmaul und Mais . Zum Glück für Mendel waren die Merkmale, die er in Erbsenpflanzen untersuchte, nicht unvollständig dominiert. Wenn das der Fall gewesen wäre, hätte er wahrscheinlich nie die Grundlagen der Genetik legen können.