Biologia | Le leggi di Mendel
Per i suoi esperimenti Mendel scelse le piante di pisello. La sua scelta fu dettata da precise ragioni: i piselli sono facili da coltivare, è possibile tenerne sotto controllo l’impollinazione e ne esistono più varietà con caratteri chiaramente riconoscibili e forme nettamente differenti nell’aspetto.
NOTA BENE: al tempo di Mendel non si conoscevano i cromosomi e non si sapeva nulla della struttura e della fisiologia cellulare.
Si definisce carattere una caratteristica fisica osservabile (per esempio il colore del fiore). Il tratto è una forma particolare assunta da un carattere (come il viola o il bianco per il colore del fiore).
Un tratto ereditario è quello che si trasmette da genitore a figlio.
LA PRIMA LEGGE DI MENDEL
Gli individui ibridi della generazione F 1 manifestano solo uno dei tratti presenti nella generazione parentale.
Alla prima generazione, era come se uno dei due tratti fosse completamente sparito. Per esempio, incrociando piante a semi lisci con piante a semi rugosi si ottenevano sempre piante a semi lisci.
Quindi Mendel eseguì diverse serie di incroci.
Per ciascun carattere scelse piantine di linea pura per forme opposte del medesimo carattere. Le piante che fornivano o ricevevano il polline costituivano la generazione parentale , indicata con P. I semi e le nuove piante da essi prodotte costituivano la prima generazione filiale o F 1 . Gli individui di questa generazione possono essere definiti ibridi in quanto figli di organismi che differiscono per uno o più caratteri.
NOTA BENE: una linea pura è un gruppo di organismi prodotti per autofecondazione o incroci selezionati, che generano progenie con caratteri ereditari identici a quelli dei genitori.
Il tratto che scompare alla prima generazione è detto recessivo, il tratto che compare alla prima generazione è detto dominante.
LA SECONDA LEGGE DI MENDEL
Quando un individuo produce gameti, le due copie di un gene (cioè gli alleli) si separano, cosicché ciascun gamete ne riceve soltanto una copia.
Mendel effettuò poi degli incroci tra le piante della generazione F1: ottenne così la seconda generazione filiale, F2, su cui compì importanti osservazioni, che lo portarono poi a enunciare la seconda legge di Mendel o legge della segregazione: nella seconda generazione il tratto recessivo ricompariva e il rapporto fenotipico tra tratto dominante e tratto recessivo era sempre di 3 : 1, mentre quello genotipico è 1 : 2 : 1 (AA : Aa : aa). Mendel stabilì che le unità responsabili dell’ereditarietà di un carattere (geni) possono esistere in diverse versioni (alleli): ciascuna pianta contiene due geni per ciascun carattere, ognuno ereditato da un genitore.
Un individuo è omozigote per un gene quando i due alleli sono uguali, è eterozigote se i due alleli sono diversi. Il genotipo è l’insieme degli alleli che determinano un carattere. Il fenotipo è la caratteristica osservabile determinata dal genotipo.
Per verificare l’ipotesi che nella generazione F 1 a seme liscio esistessero due possibili combinazioni alleliche ( AA e Aa ), Mendel eseguì un testcross, ovvero un incrocio di controllo che permette di scoprire se un individuo che mostra un carattere dominante è omozigote o eterozigote.
LA TERZA LEGGE DI MENDEL
Durante la formazione dei gameti, geni diversi si distribuiscono l’uno indipendentemente dall’altro.
Mendel progettò nuovi esperimenti considerando un ceppo parentale puro che produceva semi lisci e gialli (LLGG) e uno che produceva solo semi rugosi e verdi.
Dall’incrocio tra due ceppi puri si otteneva una generazione F1 nella quale le piante avevano tutte genotipo LlGg e poiché L e G sono dominanti i semi erano tutti lisci e gialli.
Quando le piante F1 si riproducono per autoimpollinazione, i gameti si combinano in modo casuale e producono la generazione F2, caratterizzata da quattro fenotipi in rapporto 9 : 3 : 3 : 1.
Le sedici possibili combinazioni gametiche di questo incrocio diibrido danno origine a nove diversi genotipi. Poiché L e G sono rispettivamente dominanti su l e g , i nove genotipi determinano quattro fenotipi diversi in rapporto di 9: 3: 3: 1. Questi risultati illustrano che i due geni segregano indipendentemente l’uno dall’altro.
NOTA BENE: Esiste un fenomeno detto epistasi, per cui un gene influenza l’espressione fenotipica di un altro gene.