Основы генетики. Законы Менделя

📌 Что изучает генетика

Генетика — наука о наследственности и изменчивости организмов. Основана Грегором Менделем в 1865 году. Мендель 8 лет работал с горохом посевным (Pisum sativum) в монастырском саду в Брно (Чехия). Он выбрал 7 чётких альтернативных признаков: цвет семян (жёлтый/зелёный), форма семян (гладкая/морщинистая), цвет боба, форма боба, окраска цветков, расположение цветков, высота растения. Проанализировал более 10 000 растений.

Основные термины

Термин	Определение
Ген	Участок ДНК, кодирующий один белок; располагается в хромосоме
Аллель	Вариант одного гена (A или a)
Генотип	Совокупность всех генов организма (AA, Aa, aa)
Фенотип	Совокупность внешних признаков (жёлтый, зелёный)
Гомозигота	Организм с одинаковыми аллелями (AA или aa); даёт 1 тип гамет
Гетерозигота	Организм с разными аллелями (Aa); даёт 2 типа гамет
Доминантный аллель	Подавляет проявление другого; проявляется и у AA, и у Aa
Рецессивный аллель	Проявляется только в гомозиготном состоянии (aa)

I закон Менделя — закон единообразия гибридов F1

Формулировка: при скрещивании двух чистых линий (гомозигот), различающихся по одному признаку, все гибриды первого поколения (F1) единообразны — по генотипу и по фенотипу.

Живой пример: жёлтый горох (AA) × зелёный горох (aa):

• P: ♀ AA × ♂ aa
• F1: все Aa — жёлтые. Единообразие. Ни одного зелёного!

II закон Менделя — закон расщепления

Формулировка: при скрещивании гибридов первого поколения (F1) между собой признаки расщепляются: по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1.

Схема: F1: ♀ Aa × ♂ Aa → F2

Название|Моногибридное скрещивание Aa × Aa Шаг 1|Гаметы родителей: ♀Aa → A (50%), a (50%); ♂Aa → A (50%), a (50%) Шаг 2|Строим решётку Пеннета 2×2: по горизонтали — гаметы ♂, по вертикали — гаметы ♀ Шаг 3|Заполняем: A×A = AA, A×a = Aa, a×A = Aa, a×a = aa Шаг 4|Генотипное расщепление: 1 AA : 2 Aa : 1 aa (гомозиготы — 50%, гетерозиготы — 50%) Шаг 5|Фенотипное расщепление: AA (жёлтый) + Aa (жёлтый) + Aa (жёлтый) + aa (зелёный) → 3 жёлтых : 1 зелёный Итог|При скрещивании двух гетерозигот 75% потомков проявляют доминантный признак, 25% — рецессивный

Решётка Пеннета Aa × Aa

	A	a
A	AA	Aa
a	Aa	aa

💡 Итого: генотипы — 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Фенотипы — 3 жёлтых : 1 зелёный. Каждая клетка решётки соответствует 25% вероятности.

III закон Менделя (закон чистоты гамет)

В каждую гамету попадает только один аллель из каждой пары. У гетерозиготы Aa образуются гаметы двух типов (A и a) в равных количествах, но в каждой отдельной гамете находится только один аллель. Это следствие мейоза: гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки.

Таблица: гомозиготы vs гетерозиготы

Признак	Гомозигота (AA или aa)	Гетерозигота (Aa)
Аллели	Два одинаковых	Два разных
Типы гамет	1 тип (только A или только a)	2 типа (A и a, поровну)
Поведение при скрещивании	Не даёт расщепления	Даёт расщепление 3:1
Пример	Чистая линия гороха	Гибрид F1

Важно!

⚠️ Законы Менделя — статистические. При малом числе потомков расщепление может отклоняться от 3:1. Чем больше особей, тем ближе к теоретическому отношению. Мендель подтвердил это на сотнях растений.

💡 Доминантность ≠ частота в популяции. Полидактилия (лишние пальцы) — доминантный признак, но встречается у 1 из ~1000 новорождённых. Частота аллеля в популяции не связана с его доминантностью.

📌 Менделя переоткрыли в 1900 г. При жизни его работа «Опыты над растительными гибридами» (1865) не была понята. Независимо законы переоткрыли Гуго де Фриз, Карл Корренс и Эрих Чермак — через 35 лет после первой публикации Менделя.