Åpning Mendel fikk en forklaring etter 140 år • Alexander Markov • Vitenskapsnyheter om "Elements" • Genetikk

Oppdagelsen av Mendel ble forklart etter 140 år

Gregor Mendel (1822-1884), i sitt berømte arbeid på arv av egenskaper i erter, la grunnlaget for genetikken (Fig. Fra boka av J. Trefil "200 universets lover")

140 år etter publisering av det klassiske arbeidet til Gregor Mendel, som lagde grunnlaget for genetikk, fant forskerne endelig ut hvilket gen bestemmer den gule eller grønne farge av frø i erter. Det viste seg at den grønne fargen skyldes en mutasjon i genet SGR (forbli grønn), som koder for et protein involvert i ødeleggelsen av klorofyll under frø modning eller blad aldring.

I 1866 publiserte grunnleggeren av genetikk, Gregor Mendel, sitt berømte arbeid på arv av egenskaper i erter, Eksperimenter på plantehybridisering, Mendel, G., 1866, Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verh. Naturforsch. Ver. Brünn 4: 3-47).

Resultatene fra Mendel er kjent for hver student i dag. Mendel oppdaget at hvis to rene ertlinjer med gule og grønne frø krysses med hverandre, vil førstegenerasjonshybrider alle ha gule frø, og andre generasjon vil dele: 3/4 av avkomene vil ha gule frø og 1/4 – grønn. Disse resultatene førte Mendel til ideen om at egenskapene (i dette tilfellet frøets farge) bestemmes av diskrete arvelige faktorer (gener).Hvert gen kan ha flere variasjoner (alleler). I dette tilfellet er en allel (Y) bestemmer gulens farge, den andre (y) – grønn. Ved oppfattelsen mottar kroppen to kopier av genet, en fra hver av foreldrene. En av allelene (i dette tilfellet Y) kan være mer "sterk" (dominant), deretter i hybrider med genotype åå bare egenskapen bestemt av denne allelen (gule frø) vil vises.

I de 140 årene som har gått siden publiseringen av Mendels arbeid, har mye endret seg. I begynnelsen av 1900-tallet ble det klart at Mendelske gener er deler av kromosomer. I midten av århundret ble DNA-strukturen dechifisert, og deretter den genetiske koden. I dag blir ordet "gen" forstått å være mye mer spesifikt enn det var i Mendelas dager, men de gode "pea" -eksemplene fra den grunnleggende Mendelske artikkelen fremgår fortsatt av alle lærebokene for genetikk.

Forsøk av Mendel for å krysse erter med gule og grønne frø (original tegning – fra nettstedet www.mun.ca)

I de siste tiårene har hundretusener av gener av forskjellige organismer blitt oppdaget, beskrevet og eksperimentelt studert, fra virus til mennesker.Imidlertid har overraskende ikke så langt genetikk forstyrret å finne ut hvilket spesifikt gen (i den moderne forstanden) som er ansvarlig for farge av frø i erter! Det vil si hvilken DNA-region som nøyaktig tilsvarer genet Yhva den koder for og hva dens funksjoner er på molekylært nivå. Selvfølgelig må det finne ut i det minste ut av respekt for grunnleggeren av genetikk!

En gruppe genetikere fra Storbritannia, Sveits og USA har endelig fylt dette irriterende gapet. Det viste seg at den grønne farge av frø i erter er bestemt av en mutasjon i et gen som er kjent for lenge siden i mange planter SGRhvis navn kommer fra ordene "forbli grønn"(" Bli grønn "). I andre planter fører mutasjoner i dette genet til at bladene deres ikke blir gule på riktig tidspunkt, men forblir grønne. gen SGR koder for et protein senescence-inducerbar opphold-grønn proteinkloroplast (SGR) involvert i prosessen med klorofyll ødeleggelse i kloroplaster.

Vanligvis arbeider gen SGR gir en gul farge til frøene eller bladene, ødelegger det grønne pigmentet klorofyll, noe som resulterer i at de gule pigmentene av karotenoider blir synlige. Mutasjoner som deaktiverer genet (så vel som å slå av dette genet ved RNA-forstyrrelser) fører til at klorofyll ikke bryter ned når bladene blir aldrende eller frøene er modne og de forblir grønne.

Dermed ble det klart at den gule farge av frøene – er "normen" og grønn – "dodging". Mekanismen for dominans ble også klar (hvorfor den gule fargen dominerer den grønne): For at klorofyll ikke skal bryte ned, må begge kopiene av genet bli skadet (genotype yy), og hvis minst en av dem er funksjonell (yy eller UU), så vil det funksjonelle protein SGR være tilstede i kloroplastene, og ødeleggelsen av klorofyll vil skje i tide.

Mendel skyldes noen ganger at han målrettet valgte sine eksperimenter som egenskaper som er bestemt av et enkelt gen, som generelt sett er ekstremt atypisk. De fleste egenskapene er avhengige av en rekke gener, og de kvantitative forholdene til tilstandene til slike egenskaper i hybridavkomet er svært komplekse og svært langt fra den klassiske Mendelske 3: 1 spaltningen. I tillegg tar noen teoretiske biologer oppmerksomhet på det faktum at et gen aldri kan bestemme et bestemt trekk i det hele tatt. For eksempel, for at ærter skal danne normale gule frø, har planten en allel i er en nødvendig, men ikke tilstrekkelig betingelse.Generelt er forutsetningen en helt normal genotype, fordi ellers er det ikke så gult – ikke nødvendig å vente på noen frø …

Fortsatt denne tankegangen kan man konkludere med at hvert trekk bestemmes av hele genotypen som helhet, og beveger seg enda lenger, til det faktum at selve grensen mellom fenotypen og genotypen er ganske vilkårlig (se A. S. Rautian. På genotypeens art og arvelighet // Journal of General Biology, 1993. T. 54. № 2. S. 131-148). En slik genetisk sofistikk er imidlertid ikke veldig populær i dag, selv om det kan være noe lydkorn i den. Men nå er tiden for store funn i molekylærbiologi, og den akademiske verden søker å forstå det grunnleggende i livet, først og fremst på molekylivå. Og du kan filosofere senere, når strømmen av nye fakta begynner å tørke ut.

Som for Mendel viser hans eksempel at det til tider for vitenskapens gode er verdt å ofre objektivitet og upartiskhet litt: hvis han tok andre, vanskeligere arvet, tegn på analyse, kunne han bare ikke forstå resultatene og genetikkens lover ikke var ville være åpen.

kilde: I. Armstead et al. Kors-artidentifikasjon av Mendel's jeg Locus // vitenskap. 2007. V. 315. s. 73.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Legg att eit svar

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