מֵידָע

חוקי הירושה של גרגור מנדל שינו את הבנתנו בגנטיקה

חוקי הירושה של גרגור מנדל שינו את הבנתנו בגנטיקה

גרגור יוהן מנדל (1822-1884) היה מדען שמת ללא מושג על חשיבות תגליותיו. הוא בילה את חייו בניסויים על צמחי אפונה, וניתח את הגנים והתכונות שלהם. באמצעות עבודתו הוא הצליח להבין טוב יותר את תפקידן של תכונות דומיננטיות ורססיביות. עבודה זו היוותה בסיס לגנטיקה מודרנית.

חוקי התורשה

עבודתו של מנדל מסוכמת בחוקי התורשה שלו, שהם כדלקמן:

1. חוק ההפרדה:כל תכונה שעוברת בתורשה מוגדרת על ידי זוג גנים. גנים של הורים מופרדים באופן אקראי לתאי נבט, שבתורם יש רק גן אחד מהזוג. צאצאים של הורים נתונים יורשים אלל אחד מכל הורה במהלך ההפריה

2. חוק המגוון העצמאי:גנים לתכונות שונות ממוינים בנפרד כך שתכונות בודדות מועברות ללא תלות זו בזו.

3. חוק הדומיננטיות:אורגניזמים בעלי צורות חלופיות של אותו גן יביעו את הצורה הדומיננטית.

מה הביא את מנדל ללמוד גנטיקה

מנדל גדל עם עניין במדע ובמתמטיקה, אך ללא אמצעים פיננסיים לעסוק בו. עד גיל 21 אזל לו הכסף ואחד ממוריו הציע לו להיות נזיר כדי שימשיך בלימודי המדע בלי לרעוב.

קשורים: 25 ניסויים מפורסמים ששינו את העולם שלנו

מנדל הצטרף למנזר סנט תומאס שהיה קהילה מגוונת ואינטלקטואלית. הבמאי היה מעוניין ללמוד את מדע התורשה.

בשנת 1846, כאשר מנדל היה בן 24, החל ללמוד שיעורי גידול פירות במכון הפילוסופי המקומי ברון, שם היה פרופסורו סמכות ידועה בגידול צמחים.

כנזיר, מנדל התאמן גם כמורה. עם זאת, בתחילה הוא התקשה לעבור את בחינות ההוראה ונשלח לאוניברסיטת וינה, שם למד פיזיקה ומתמטיקה, כמו גם בוטניקה, לפני שחזר להוראה.

בשנת 1854 החל לתכנן תוכנית ניסיונית גדולה בהכלאת צמחים במנזר. אף על פי שעבודות קודמות הוכיחו כי צאצאי הכלאות נטו לחזור למין המקור, מגדלי הצומח ובעלי החיים הראו זה מכבר כי הכלאה יכולה לייצר צורות חדשות.

ידע זה עניין במיוחד את המנזר, שגידל כבשי מרינו ודאג להתחרות בצמר המיובא מאוסטרליה. מטרת תוכניתו של מנדל הייתה להתחקות אחר העברת המאפיינים התורשתיים בדורות עוקבים של צאצאים היברידיים במטרה לגדל בסופו של דבר כבשים טובות יותר.

הניסויים הגנטיים שביצע מנדל כללו גידול של 10,000-30,000 צמחי אפונה בודדים, עקוב אחר העברתם של שבע תכונות שונות וזני חצייה שונים בתכונה אחת (למשל קצרה לעומת גבוהה), דרך כמה דורות שונים של כלאיים.

בשנת 1865 הציג מנדל את תוצאותיו בשתי הרצאות נפרדות בפני החברה למדעי הטבע בברון, ועבודתו פורסמה בכתב העת של החברה בשנה שלאחר מכן. באותה תקופה, רוב האנשים שקראו את זה לא זיהו כי מדובר ביצירה חדשה והרגישו שהיא רק מדגימה את מה שכבר היה מקובל להניח - כי צאצאים היברידיים חוזרים לצורות המקור שלהם.

מרבית המדענים התעלמו מההשלכות של עבודתו על תפקיד השונות באבולוציה. מחקר זה ישב כמעט 50 שנה לפני שיוכר חשיבותו.

לאחר מכן, מנדל התמסר לניהול מנזר, כמנזר.

גילוי הגנטיקה המודרנית

בעבודתו, מנדל עודד בתחילה על ידי שני פרופסורים שפגש במהלך לימודיו באוניברסיטה, פרידריך פרנץ ויוהן קרל נסטלר. אנשים באותה תקופה ידעו זה מכבר על גידול סלקטיבי של בעלי חיים וצמחים, אך לא היה להם מושג מה גרם לו או השפיע עליו.

התיאוריות העיקריות באותה תקופה היו שכל צאצא מההורים היה תערובת של כל אחד מהתכונות של ההורה. זה היה הגיוני באותה תקופה, אבל עכשיו אנחנו יודעים שזה לא המקרה.

המחקר של גרגור מנדל על צמחי אפונה היה שיטתי ביותר. הוא גידל סוגים ספציפיים של אפונה שהיו קשורים זה לזה, כך שרק תכונות בודדות היו שונות זו מזו.

מנדל בחר ללמוד 7 תכונות ספציפיות של צמחי אפונה:

  • קמטים בזרעים
  • צבע זרעים
  • צבע מעיל זרעים / צבע פרח
  • צורת תרמיל
  • צבע תרמיל
  • מיקום פרחים
  • גובה הצמח

על כל תכונה שלמד מנדל, הוא מצא תוצאות דומות מבחינת הירושה והתורשה שלהן.

לדוגמא, הוא גידל צמחי אפונה עם פרחים סגולים עם צמחי אפונה עם פרחים לבנים. חזרה על מחקר זה פעם אחר פעם הוכיחה את אותה תוצאה, לכל הצאצאים היו פרחים סגולים. אם חוקי הגנטיקה הרווחים באותה תקופה היו נכונים, הוא היה צריך לצפות בהפצה של 50/50 של צבע הפרחים.

התוצאות נעשו מעניינות יותר מכאן. כאשר לקח את הצאצאים ההיברידיים הללו וגדל אותם זה עם זה, צמחים מסוימים גדלו עם פרחים לבנים.

תגליות אלה גרמו למנדל להבין כי הדור הראשון של כל הפרחים הסגולים שמר על הוראות כלשהן שיכולות לייצר פרחים לבנים בדור הבא.

הוא גם הצליח לחזות סטטיסטית את מנת הפרחים הסגולים ללבנים בדור השלישי: 75% סגולים ל -25% לבנים. תוצאה זו הייתה חוזרת על עצמה ועקבית, כלומר תכונת הפרחים בצבע סגול חייבת להיות איכשהו דומיננטית על פני התכונה הלבנה.

כל המחקרים של מנדל, יותר מאשר רק הדוגמה שהבאנו לעיל, ניתנים למסקנות העיקריות שלו.

  • שהירושה של כל תכונה נקבעת על ידי משהו שעובר מההורה לילד. ה'דבר 'הזה, המובן כיום כגנים, אינו מתערבב לאחר ההפריה, אלא נותר ללא שינוי.
  • אורגניזם יורש גן אחד מכל הורה לכל תכונה בודדת.
  • בעוד שאנשים מסוימים עשויים שלא להפגין תכונות מסוימות, התכונה עדיין יכולה להיות שם ולהיות נוכחת בדורות הבאים.

כיום, דפוסי הירושה הנפוצים הללו נקראים ירושה מנדלית.

גנטיקה היום

עבודתו של מנדל לא הוכרה כמחקר פורץ הדרך שהיה עד שנת 1900.

באותה שנה, שלושה מדענים שביצעו באופן עצמאי מחקר תורשה מצאו את מה שלדעתם היו תוצאות חדשות בתחום. עם זאת, לאחר שסיימו את ממצאיהם, הם הבינו שהתוצאות שלהם למעשה אישרו את עבודתו של מנדל לפני 35 שנה.

המדענים, קרל קורנס, הוגו דה פריז ואריך פון טשרמק, הביאו את עבודתו המקורית של מנדל לאור ועזרו למצוא את ההבנה המודרנית שלנו לגבי גנטיקה.


צפו בסרטון: מ DNA לחלבון (יָנוּאָר 2022).