G.Mendel qonunlari. Monoduragay chatishtirish

Mavzular

Mendel va genetikaning boshlanishi

Irsiyat qonunlarini dastlab chex olimi Gregor Mendel tomonidan 1865- yilda e’lon qilingan. Uning tadqiqotlari uzoq vaqtgacha to‘g‘ri baholanmay kelindi. 1900- yilda Mendel tadqiqotlari uch yirik olim G.de-Friz, E.Chermak va K.Korrenslar tomonidan qayta kashf etildi va tasdiqlandi. Shuning uchun 1900- yil biologiyaning yangi sohasi – genetikaga asos solingan yil hisoblanadi.

Mendel o‘z tajribalarida dastavval bitta belgisi, so‘ngra ikkita va nihoyat, uchta va undan ortiq belgisi bo‘yicha keskin farq qiluvchi no‘xat navlarini chatishtirdi. Hosil bo‘lgan duragaylar bir necha avlod (F1, F2, F3) davomida tekshirildi. Bunda har qaysi duragay o‘simlikning avlodini alohida o‘rganishga e’tibor berildi.

No‘xat va gibridologik usul

G.Mendel o‘z tajribalarini no‘xat ustida o‘tkazdi. Bu o‘simlikning har xil navlari ko‘p bo‘lib, ular yaxshi ifodalangan irsiy belgilari bilan bir-biridan aniq ajralib turadi. Masalan, gullari oq va qizil, poyasi baland va past bo‘yli, donlari sariq va yashil, silliq yoki burishgan navlari bor. Mana shu xususiyatlarining har biri mazkur nav doirasida nasldan-naslga o‘tib boradi. No‘xat odatda o‘z-o‘zidan changlanadi, lekin chetdan changlanishi ham mumkin.

Mendel tomonidan o‘rganilgan no‘xat o‘simligining irsiy belgilari (dominant – retsessiv):

• don shakli – silliq – burishgan
• don rangi – sariq – yashil
• gul rangi – qizil – oq
• poya uzunligi – uzun – kalta
• dukkak shakli – oddiy dukkak – bo‘g‘imli dukkak

Mendel tekshirishning gibridologik usulini — ma’lum belgilari jihatidan bir-biridan ajralib turadigan ota-ona formalarini chatishtirish usulini qo‘lladi va kuzatilayotgan belgilarning bir qancha avlodlarda qanday namoyon bo‘lishini o‘rgandi. Mendel tajribalarining mohiyati shundan iboratki, o‘rganilayotgan belgilarning barcha individlarda namoyon bo‘lishini miqdor jihatidan aniq hisobga olib borishida bo‘ldi. Bu unga irsiyatdagi muayyan miqdoriy qonuniyatlarni belgilab olishga imkon berdi.

Mendel qo‘llagan usul – duragaylash yoki chatishtirish usuli deb ataladi.

Duragay chatishtirish turlari

Odatda bir juft belgisi bilan o‘zaro keskin farq qiluvchi organizmlarni chatishtirishni monoduragay chatishtirish deyiladi. Ikki juft belgilari bilan farq qiluvchi ota-ona organizmlarni chatishtirishni diduragay chatishtirish va nihoyat, uch va undan ortiq belgilari bilan farq qiluvchi organizmlarni chatishtirishni esa poliduragay chatishtirish deb yuritiladi.

Monoduragay chatishtirish deb, bir juft turg‘un belgisi bilan farq qiluvchi ota-ona organizmlarni chatishtirishga aytiladi. Irsiyat qonunlarini tahlil qilishni Mendel monoduragay chatishtirishdan boshladi.

Birinchi qonun: dominantlik

Masalan, qizil gulli no‘xatni oq gulli no‘xat bilan chatishtirishni, doni sariq no‘xatni doni yashil no‘xat bilan chatishtirish monoduragay chatishtirishga misol bo‘ladi. Tajribada doni sariq va yashil no‘xat o‘simliklari chatishtirilsa, shu chatishtirish natijasida olinadigan birinchi avlod duragaylarning hammasida doni sariq bo‘ladi. Qarama-qarshi belgi (donlarning yashilligi) go‘yo yo‘qolib ketadi. Mendelning birinchi avlod duragaylarning bir xilligi mana shunday namoyon bo‘ladi.

Belgining ustun turishi dominantlik, ustun turadigan belgi dominant belgi deb ataladi. Mendelning birinchi qonuni – dominantlik qonuni yoki birinchi bo‘g‘inda bir xillilik qonuni deb ataladi.

Ko‘zdan kechirilayotgan misollarda donning sariq silliq formalari, gulning qizil rangi, donning yashil, burishgan, gulning oq rangi ustidan dominantlik qiladi. Qarama-qarshi, F1 da namoyon bo‘lmaydigan belgi retsessiv belgi deb ataladi. Dominant belgilar katta harflar bilan, (A) retsessiv belgi esa kichik harf (a) bilan belgilanadi.

Gomozigota va geterozigota

Agar organizm genotipida ikkita bir xil genlar bo‘lsa, bunday organizm gomozigota organizm deyiladi. Gomozigota organizm dominant (AA yoki BB) yoki retsessiv (aa yoki bb) holatda bo‘ladi.

Agar genlar bir-biridan farq qilsa, ya’ni biri dominant, ikkinchisi retsessiv (Aa yoki Bb) bo‘lsa, bunday genotipli organizm geterozigota organizm deyiladi.

Mendelning birinchi qonunini quyidagicha izohlash mumkin: agar bir juft belgisi bilan farq qiladigan gomozigota organizmlar o‘zaro chatishtirilsa, F1 duragaylar ota-ona organizmlarning bitta belgisiga ega bo‘lib, barchasi fenotip va genotip jihatdan bir xil bo‘ladi. No‘xat o‘simligining doni rangi (sariq va yashil) va donining shakli (silliq va burishgan) bo‘lgan navlarni o‘zaro chatishtirib, F1 bo‘g‘inda sariq va silliq duragaylar olinadi.

Ikkinchi qonun: ajralish

Mendelning ikkinchi (belgilarni ajralish) qonuni. Agar yuqoridagi tajribadan olingan geterozigota holatdagi F1 bo‘g‘inlar o‘zaro chatishtirilsa, ikkinchi bo‘g‘in (F2)da ajralish hodisasi kuzatiladi: o‘zida ota-onalaridan ikkalasining belgilari bor o‘simliklar ma’lum son nisbatlarida paydo bo‘ladi.

Olingan duragaylarning 3/4 qismi dominant belgiga, 1/4 qismi retsessiv belgiga ega bo‘ladi. Geterozigota organizmlarni chatishtirish natijasida olingan avlodlarning ma’lum qismi dominant belgilarni, boshqa qismi esa retsessiv belgilarni namoyon qiladi. Bu Mendelning ikkinchi qonuni belgilarning ajralish qonuni deb ataladi.

Shunday qilib, geterozigota holatdagi ikkita F1 bo‘g‘in duragaylarini o‘zaro chatishtirish natijasida ikkinchi bo‘g‘in (F2)da quyidagicha nisbatda ajralish kuzatiladi: fenotip bo‘yicha 3:1, genotip bo‘yicha 1:2:1.

F2da olingan organizmlarning 25 foizi gomozigota holatda dominant (AA), 50 foizi dominant belgi bo‘yicha geterozigota (Aa), 25 foizi retsessiv belgi bo‘yicha gomozigota (aa) bo‘ladi.

Chala dominantlik

Chala dominantlik. Mendel tajribalarida no‘xat donining sariq rangi yashil rangi ustidan, gulning qizil rangi, oq rang ustidan to‘liq dominantlik qiladi. Lekin tabiatda ayrim o‘simlik va hayvonlar o‘zaro chatishtirilganda doimo bu hodisa namoyon bo‘lavermaydi. Ba’zan chatishtirishda ishtirok etgan ota-ona belgilari duragaylarda oraliq holda irsiylanishi mumkin. Geterozigota formalarda belgilar ko‘pincha oraliq xarakterga ega bo‘ladi, ya’ni dominantlik chala bo‘lishi mumkin. Namozshomgul o‘simligining ikki irsiy formasini chatishtirish natijalarida ulardan birining gullari qizil, ikkinchisiniki – oq. Birinchi avlod duragaylarining hammasi pushti gulli, ya’ni oraliq xarakterda bo‘ladi.

Agar olingan birinchi bo‘g‘in pushti gulli o‘simliklar o‘zaro chatishtirilsa, ikkinchi bo‘g‘inda fenotip va genotip jihatdan nisbat 1:2:1 bo‘ladi (49- rasm).

Chala dominantlik, ya’ni oraliq irsiylanish qulupnay mevasining rangi, qushlar patining tuzilishi, andaluz tovuq patining rangi, odamdagi biokimyoviy belgilarda va boshqalarda kuzatiladi.

Tahliliy chatishtirish

Tahliliy chatishtirish. Mendel tomonidan olingan monoduragay chatishtirishning to‘liq dominant holda irsiylanishida birinchi bo‘g‘inda olingan duragaylarning fenotipiga qarab genotipini gomozigota yoki geterozigota ekanligini aniqlab bo‘lmaydi. Buning uchun noaniq genotipga ega organizm sof gomozigota holdagi retsessiv organizm bilan qayta chatishtiriladi. Tahliliy chatishtirish uchun olingan birinchi bo‘g‘in duragaylarni gomozigota retsessiv organizmlar bilan qayta chatishtirishga aytiladi.

Agar dominant organizm gomozigota bo‘lsa, birinchi bo‘g‘inda bir xillilik kuzatiladi, ya’ni ajralish ro‘y bermaydi: AA x aa; gametalar A, a; F1 Aa.

Agar birinchi bo‘g‘in geterozigota bo‘lsa, fenotip va genotip bo‘yicha 1:1 nisbatda ajralish vujudga keladi: Aa x aa; gametalar A, a, a; F1 Aa, aa.

Bunday natija ota-ona organizmlardan biri geterozigota bo‘lib, ikki xil gameta hosil qilishini to‘g‘ridan to‘g‘ri isbotidir.

Gametalar sofligi gipotezasi

Gametalar sofligi gipotezasi. Mendel fikricha, irsiy omillar, duragaylar hosil bo‘lishida ajralib ketmaydi, balki o‘zgarmagan holda saqlanadi. Qarama-qarshi belgilarga ega bo‘lgan ota-ona organizmlarni chatishtirishdan hosil bo‘lgan F1 duragay o‘zida har ikkala muqobil: dominant va retsessiv belgilarni mujassam qiladi. Jinsiy ko‘payishda avlodlar o‘rtasidagi bog‘lanish jinsiy hujayralar – gametalar orqali amalga oshadi. Har bir gameta juft irsiy omillardan faqat bittasiga ega bo‘ladi.

Urug‘lanish jarayonida ikkita retsessiv belgiga ega bo‘lgan gametaning qo‘shilishidan retsessiv belgilar fenotipda namoyon bo‘ladi. Dominant belgilarni o‘zida mujassam qilgan yoki har ikki gameta, biri dominant, ikkinchisi retsessiv belgilarga ega bo‘lgan gametalarning qo‘shilishidan dominant belgili organizm rivojlanishiga sabab bo‘ladi.

Shunday qilib, F2 bo‘g‘inda retsessiv belgili organizmning namoyon bo‘lishi quyidagi ikki shartlarga amal qilinganda paydo bo‘ladi: 1) agar duragaylarda irsiy omil o‘zgarmagan holda saqlangan bo‘lsa; 2) agar jinsiy hujayralar (gameta)lar allellar juftidan faqat bittasiga ega bo‘lsa. Mendel geterozigota organizmlarni o‘zaro chatishtirganda belgilarning ajralishini genetik jihatdan gametalar sofligi va ular allel genlardan faqat bittasini o‘zida saqlashi orqali tushuntirib berdi.

Sitologik asoslar va allel genlar

Nasldan naslga o‘tishning sitologik asoslari. Mendel gametalar sofligi gipotezasini ta’riflab bergan vaqtlarda mitoz va meyoz to‘g‘risida hali hech narsa ma’lum emas edi. Hozirgi vaqtda sitologiya yutuqlari tufayli Mendel qonunlari mustahkam sitologik asosga ega bo‘ldi.

O‘simliklar va hayvonlarning har birida xromosomalar ma’lum bir miqdorda bo‘ladi. Somatik hujayralarda barcha xromosomalar soni juft, ya’ni diploid holda bo‘ladi, jinsiy hujayralarda esa gaploid holda bo‘ladi. Meyozda gomologik xromosomalarning har bir jufti gametalarda bittadan qolishini tushunish oson, modomiki, shunday ekan, gametalarda har bir juftda bittadan gen qoladi. Xromosomalarning diploid to‘plami vujudga kelganda xromosomalar va undagi genlarning jufti zigotada yana tiklanadi. Geterozigota individda jinsiy hujayralar yetilgan vaqtda meyoz jarayonida gomologik xromosomalar turli gametalarga o‘tib qoladi va gametalarda har bir juft gendan bittadan bo‘ladi.

Monoduragay chatishtirishda belgilarning ajralishini sitologik asoslari shundan iboratki, meyoz natijasida gomologik xromosomalar tarqalishi va gaploid jinsiy hujayralarning hosil bo‘lishidir.

Allel genlar. No‘xat donlari rangining sariq bilan yashil rangni belgilovchi geni, gul rangining oq bilan qizil rangini belgilovchi geni va boshqalar ana shunday juft genlardir. Juft genlar allel genlar deb ataladi. Allel genlar gomologik, ya’ni juft xromosomalardan joy oladi, shunga ko‘ra meyoz jarayonida ular har xil gametalarga o‘tib qoladi.

Bilimingizni sinang