遺伝子、形質、メンデルの分離の法則
プリントコレクター/ハルトンアーカイブ/ゲッティイメージズ
親から子へ形質はどのように受け継がれるのか?答えは遺伝子伝達によるものです。遺伝子は 染色体 そしてからなる DNA .これらは親から子へ受け継がれる終えた再生.
遺伝を支配する原理は、1860 年代にグレゴール メンデルという僧侶によって発見されました。これらの原則の1つは現在呼ばれています メンデルの分離の法則 これは、配偶子形成中に対立遺伝子ペアが分離または分離し、受精時にランダムに結合すると述べています。
この原則に関連する 4 つの主な概念があります。
- 遺伝子は、複数の形態または対立遺伝子で存在できます。
- 生物は、各形質に対して 2 つの対立遺伝子を継承します。
- 性細胞が減数分裂によって生成されると、対立遺伝子のペアが分離し、それぞれが残ります 細胞 各形質に対して単一の対立遺伝子を持つ。
- ペアの 2 つの対立遺伝子が異なる場合、一方が優性で、もう一方が劣性です。
エンドウ豆を使ったメンデルの実験
Evelyn Bailey - Steve Berg によるオリジナル画像に基づく HD 画像 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />
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メンデルは、エンドウ豆を研究し、それぞれが 2 つの異なる形態で発生することを研究するために 7 つの形質を選択しました。たとえば、彼が研究した特徴の 1 つはさやの色でした。いくつかのエンドウ豆には緑色の鞘があり、他の植物には黄色の鞘があります.
エンドウは自家受精が可能なので、メンデルは 真の繁殖 植物。たとえば、真の交配種の黄色のさやの植物は、黄色のさやの子孫のみを生成します。
その後、メンデルは、真に繁殖する黄色の鞘植物と真に繁殖する緑色の鞘植物を他家受粉させたらどうなるかを調べる実験を始めました。彼は 2 つの親植物を親世代 (P 世代) と呼び、結果として生じる子孫は最初のフィリアルまたは F1 世代と呼ばれました。
メンデルが真の交配種である黄色の鞘植物と真の交配種の緑色の鞘植物の間で他家受粉を行ったとき、彼は結果として生じるすべての子孫である F1 世代が緑色であることに気付きました。
F2世代
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メンデルはその後、すべての緑の F1 植物を自家受粉させました。彼は、これらの子孫を F2 世代と呼んだ。
メンデルは気づいた 3:1 さやの色の比率。約 3/4 F2 植物のうち、緑色の莢があり、約 1/4 黄色いさやがありました。これらの実験から、メンデルは現在メンデルの分離の法則として知られているものを定式化しました。
分離の法則における 4 つの概念
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前述のように、メンデルの分離の法則は、対立遺伝子のペアが配偶子形成中に分離または分離し、ランダムに結合すると述べています受精.このアイデアに含まれる 4 つの主要な概念について簡単に説明しましたが、それらをさらに詳しく見ていきましょう。
＃1：遺伝子は複数の形態を持つことができます
あ 遺伝子 複数の形式で存在できます。たとえば、莢の色を決定する遺伝子は、 (G) 緑の鞘の色または (ト) イエローポッドカラー用。
#2: 生物は各形質に対して 2 つの対立遺伝子を継承する
それぞれの特性または特性について、生物はその遺伝子の 2 つの代替形態 (各親から 1 つずつ) を継承します。遺伝子のこれらの代替形態は呼ばれます 対立遺伝子 .
メンデルの実験における F1 植物はそれぞれ、緑色のさやの親植物から 1 つの対立遺伝子と、黄色のさやの親植物から 1 つの対立遺伝子を受け取りました。真の繁殖緑色のポッド植物には (GG) さやの色の対立遺伝子、真の繁殖黄色のさやの植物には (gg) 対立遺伝子、および結果として得られる F1 植物は (Gg) 対立遺伝子。
分離概念の法則（続き）
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＃3：対立遺伝子ペアは単一の対立遺伝子に分離できます
いつ 配偶子 （性細胞）が生成され、対立遺伝子のペアが分離または分離され、各形質の単一の対立遺伝子が残ります。この意味は性細胞遺伝子の補数の半分しか含まれていません。配偶子が受精中に結合すると、結果として生じる子孫には、各親からの対立遺伝子の 1 つのセットである 2 つの対立遺伝子のセットが含まれます。
たとえば、緑色のさや植物の性細胞には、 (G) 黄色の鞘植物の対立遺伝子と性細胞には単一の (ト) 対立遺伝子。受精後、得られた F1 植物には 2 つの対立遺伝子がありました (Gg) .
#4: ペアの異なる対立遺伝子は優性または劣性
ペアの 2 つの対立遺伝子が異なる場合、一方が優性で、もう一方が劣性です。これは、一方の特性が表現または表示され、もう一方の特性が隠されていることを意味します。これは完全な支配として知られています。
たとえば、F1プラント (Gg) 緑の莢の色の対立遺伝子のため、すべて緑でした (G) 莢が黄色の対立遺伝子よりも優勢でした (ト) . F1植物を自家受粉させたとき、 1/4 F2 世代の植物の莢は黄色でした。この形質は劣性であるため、隠蔽されていました。莢が緑色の対立遺伝子は、 (GG) と (Gg) .莢が黄色の対立遺伝子は、 (gg) .
遺伝子型と表現型
Evelyn Bailey - Steve Berg によるオリジナル画像に基づく HD 画像' id='mntl-sc-block-image_2-0-27' /> (図 A) 真の交配の緑エンドウ豆と黄色エンドウ豆の遺伝学交配。 Evelyn Bailey - Steve Berg によるオリジナル画像に基づく HD 画像
メンデルの分離の法則から、形質の対立遺伝子は、配偶子が形成されるときに分離することがわかります (細胞分裂の一種と呼ばれる) 減数分裂 ）。これらの対立遺伝子のペアは、受精時にランダムに結合されます。形質の対立遺伝子のペアが同じ場合、それらは呼び出されます 同型接合 .それらが異なる場合、それらは ヘテロ接合 .
F1 世代の植物 (図 A) は、さやの色の形質がすべてヘテロ接合体です。彼らの遺伝子構成や 遺伝子型 は (Gg) .彼らの 表現型 （表現された身体的特徴）は緑色のさやの色です。
F2 世代のエンドウ植物は、2 つの異なる表現型 (緑または黄色) と 3 つの異なる遺伝子型を示します。 (GG、GG、または gg) .遺伝子型によって、どの表現型が表現されるかが決まります。
いずれかの遺伝子型を持つ F2 植物 (GG) また (Gg) 緑色です。の遺伝子型を持つ F2 植物 (gg) 黄色です。メンデルが観察した表現型の比率は 3:1 (3/4 の緑の植物から 1/4 の黄色の植物)。しかし、遺伝子型の比率は 1:2:1 . F2 植物の遺伝子型は 1/4 ホモ接合性でした (GG) 、2/4ヘテロ接合体 (Gg) 、および 1/4 ホモ接合体 (gg) .
概要
重要ポイント
- 1860 年代、グレゴール メンデルという名の修道士が、メンデルの分離の法則によって記述された遺伝の原理を発見しました。
- メンデルは、エンドウ豆が 2 つの異なる形態で発生する形質を持っているため、実験にエンドウ豆を使用しました。彼は実験で、莢の色など、これらの特徴のうち 7 つを調べました。
- 現在、遺伝子は複数の形態または対立遺伝子で存在する可能性があり、子孫はそれぞれの異なる形質について、各親から 1 セットずつ、2 セットの対立遺伝子を継承することがわかっています。
- 対立遺伝子ペアでは、各対立遺伝子が異なる場合、一方が優性で、もう一方が劣性です。
ソース
- リース、ジェーン B.、およびニール A. キャンベル。 キャンベル生物学 .ベンジャミン・カミングス、2011年。