Περιεχόμενο
Πολύ πριν από την ανακάλυψη ότι το δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ ήταν το μόριο που ήταν υπεύθυνο για τη μετάδοση των χαρακτηριστικών από τους γονείς στους απογόνους τους, ο κεντροευρωπαϊκός μοναχός Gregor Mendel διεξήγαγε πειράματα σε φυτά μπιζελιού για να καταλάβει τη λειτουργία της διαδικασίας της κληρονομικότητας. Καθορίζοντας τις αρχές της γενετικής δεσπόζουσας θέσης και της ύφεσης, ο Mendel καθορίζει πώς να βρει τον γονότυπο ενός ατόμου με την παρατήρηση των απογόνων του από ένα δοκιμαστικό σταυρό.
Μεταφορά γονιδίων
Στη γενετική Mendelian, κάθε μετρήσιμο χαρακτηριστικό, φαινότυπο, ενός ατόμου, όπως το χρώμα του άνθους, το μήκος του στελέχους ή το σχήμα του σπόρου, ελέγχεται από ένα ζεύγος γονιδίων. Οι διαφορές στα χαρακτηριστικά αυτά προκαλούνται από διαφορετικά άτομα που έχουν εναλλακτικές μορφές των ίδιων γονιδίων, γνωστά ως αλληλόμορφα. Για παράδειγμα, τα φυτά μπιζελιού που μελέτησε η Mendel διέθεταν είτε στρογγυλεμένους σπόρους είτε ρυτιδωμένους σπόρους. Πολλά από αυτά τα φυτά, όταν αφέθηκαν να αυτο-γονιμοποιήσουν, ήταν αληθινά αναπαραγωγικά, αποδίδοντας απογόνους του ίδιου φαινοτύπου: οι στρογγυλοί γονείς σπόρων παρήγαγαν όλους τους σπόρους των απογόνων σπόρων και αντίστροφα.
Κάλυψη του υπολειπόμενου
Ωστόσο, ο Mendel παρατήρησε ότι μερικά από τα στρογγυλά φυτά σπόρων, όταν αυτο-γονιμοποιήθηκαν, παρήγαγαν ένα μίγμα στρογγυλών και τσαλακωμένων απογόνων. Επιπλέον, τα αυτο-γονιμοποιημένα τσαλακωμένα φυτά σπόρων δεν παρήγαγαν ποτέ στρογγυλεμένους απογόνους σπόρων. Ο Mendel κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι γονείς στρογγυλών σπόρων σε αυτή την περίπτωση πρέπει να είχαν ένα τσαλακωμένο αλληλόμορφο, αλλά ότι η έκφραση αυτού του γονιδίου καλύπτεται από την παρουσία ενός στρογγυλού αλληλόμορφου. Παρομοίως, τα τσαλακωμένα φυτά αληθινής αναπαραγωγής πρέπει να διαθέτουν δύο αντίγραφα του τσαλακωμένου αλληλόμορφου. Εξαιτίας αυτής της συμπεριφοράς, χαρακτήρισε στρογγυλά σπόρους ως "κυρίαρχους" και τσαλακωμένους σπόρους ως "υποχωρητικούς" και διαπίστωσε ότι πολλά άλλα χαρακτηριστικά ακολουθούν παρόμοια πρότυπα.
Κάνοντας ένα Σταυρό
Αυτή η ανακάλυψη σήμαινε ότι ένα άγνωστο στρογγυλό φυτό σπόρου θα μπορούσε να είναι είτε ομόζυγο, είτε να φέρει δύο κυρίαρχα αλλήλια είτε ετερόζυγα, να φέρει ένα κυρίαρχο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο. Για να γίνει διάκριση μεταξύ αυτών των πιθανών γενότυπων, ο Mendel ανέπτυξε τη διαδικασία που είναι γνωστή ως ο σταυρός δοκιμής. Πήρε ένα τσαλακωμένο φυτό σπόρων, το οποίο γνώριζε ότι ήταν ομόζυγος για το υπολειπόμενο αλληλόμορφο και το έβαζε σταυροειδώς με το μυστηριώδες φυτό. Στη συνέχεια εξέτασε τους φαινοτύπους των απογόνων από το σταυρό.
Λόγοι και Αποτελέσματα
Ο Mendel γνώριζε ότι κάθε απόγονος έλαβε ένα αντίγραφο του γονιδίου για σχήμα σπόρου από κάθε γονέα. Ως εκ τούτου, όλα εγγυάται ότι έχουν ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο από τον τσαλακωμένο γονέα. Εάν το γονικό στέλεχος σπόρου ήταν ομόζυγο, τότε ο απόγονος θα έλαβε όλοι και ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο, με αποτέλεσμα την ομοιόμορφη ετεροζυγωτικότητα και τους στρογγυλεμένους σπόρους. Αντίστροφα, εάν ο γονέας αυτός ήταν ετερόζυγος, το ήμισυ των απογόνων θα έλαβε υπολειπόμενο αλληλόμορφο, με αποτέλεσμα ένα προς ένα μείγμα στρογγυλών και τσαλακωμένων απογόνων σπόρων. Για τον Mendel, αυτά τα ορατά αποτελέσματα αποκάλυψαν τις τότε αόρατες λειτουργίες της κληρονομικότητας.