Hva gjør Mendels prinsipper Konto for?

En tysk munk ert hage synes en usannsynlig sted for en vitenskapelig revolusjon --- men det er akkurat der moderne genetikk ble født. Mens Charles Darwin ble sirkle verden på HMS Beagle, ble tysk munk Gregor Mendel (1822-1884) gjennomfører mer ydmyk, men like vidtrekkende, eksperimenter i sitt kloster hagen.

Mendels eksperimenter

Gjennom 1850-tallet og 1860-tallet, Mendel selektivt tverr avlet varianter av felles ert plante og oppdaget at visse egenskaper (inkludert blomst farge, stem lengde og frø form) forekom i bare to mulige former. For eksempel, blomster var alltid enten lilla eller hvit, i stedet for å blande. Når Mendel krysset en hvit blomstrete anlegget med en lilla blomstret plante, avkommet var en blanding av rene lilla-blomster planter og rene hvite blomster planter i forskjellige forhold.

Mendels funn motsa de store teoriene om dagen om hvordan egenskaper ble gått fra foreldre til barn. Den dominerende teorien om dagen foreslo at trekk av foreldrene ble blandet i avkommet, mens Darwins teori om "pangenesis" teori om at arveegenskaper kan overføres fra foreldre til barn. Begge teoriene ble avkreftet av Mendels eksperimenter med selektiv avl. Mendel uttrykt sine funn i fire lover som senere ble kjent som Mendels prinsipper for arvelighet. Disse prinsippene, gjenoppdaget tidlig i det 20. århundre, danner grunnlaget for moderne genetikk.

Prinsippet om Unit tegn

Prinsippet om Unit tegn sier at egenskapene er gått fra foreldre til avkom som individuelle egenskaper. Disse egenskapene er overlevert uendret som et par av gener. I Mendels eksperimenter, forklarte dette hvorfor avl en lilla-blomster ert og en hvit blomstrete ert aldri produsert et avkom med purpley-hvite blomster. Det forklarer også hvorfor barn er aldri en perfekt blanding av sine foreldre: i stedet, de arver noen rene egenskaper fra far og andre rene egenskaper fra mor. Dette prinsippet forklarer også hvorfor ervervede egenskaper ikke er overlevert: trekk er overlevert uendret, slik at barnet av et par kroppsbyggere ikke vil bli født med svulmende biceps.

Prinsippet om Dominance

Prinsippet om Dominance tar for gitt at noen egenskaper er dominerende og kan maskere eller hindre uttrykk for andre, recessive egenskaper. Genet for recessiv egenskap er til stede, men maskert av den dominerende trekk og kan sendes til neste generasjon. Dominante og recessive gener forklare en god del om hvordan egenskapene er gått fra foreldre til avkom. Det forklarer hvorfor, for eksempel, vil en blåøyd far og brun-eyed mor har alle brun-eyed barn. Barna får genene for både øyenfarger, men bare det dominante genet (for brune øyne) uttrykkes. Det forklarer også hvorfor to brune hårete mennesker kan ha en rød-haired sønn: genene for rødt hår var til stede i begge foreldrene, men maskert av det dominante genet for brunt hår. Bare når begge allelene er for rødt hår er den egenskap uttrykt. Dette er også grunnen til at innavl er farlig: det øker sjansene for avkom som får to recessive gener for en genetisk sykdom, som cystisk fibrose eller Tay-Sachs sykdom.

Prinsippet om Segregering

Prinsippet om Segregering sier at hver enkelt får ett gen for hver egenskap fra hver av foreldrene. Et individ har to gener for hver egenskap, en fikk fra moren og den andre fra faren. Dette utgjør hvordan trekk er gått fra foreldre til barn. Hver forelder passerer et komplett sett av gener til barnet; avkommet har to gener for hver egenskap. Hos mennesker er den mannlige sæd og hunn egg hver har et enkelt sett av gener, halvparten av en DNA-kjede. De kombinerer ved befruktning for å skape full DNA dobbeltspiralen som inneholder all den genetiske informasjonen til den enkelte.

Prinsippet om Uavhengig Utvalg

Prinsippet av uavhengige Utvalg sier at gener skille tilfeldig og sendes til avkom uavhengig av hverandre. Kombinasjonen av gener som er gått fra foreldre til avkom er ikke nødvendigvis til stede i begge foreldrene. For eksempel, i Mendels eksperimenter med erteplanter, genene for rynkete frø, gul pods og hvite blomster er alle arvet selvstendig og tilfeldig fordelt blant avkommet. Dette står for hvorfor foreldre vet aldri hva kombinasjon av egenskaper deres barn vil ha, og ingen barn noensinne ser ut som en forelder: hvert avkom er en tilfeldig blanding av egenskaper fra hver av foreldrene. For eksempel, hvis mor er blonde og høy, har en blonde barn ingen bedre sjanse for å bli høye enn en mørkhåret barn.