分離の法則は、配偶子形成中に 2 つの対立遺伝子が分離または分離されることを示しています。この遺伝学の重要な法則は、Gregor Mendel によって提案されました。
古い発見が、新しい科学的発見の 10 年以上にわたって有効であるというまれな瞬間があります。 1866 年、グレゴール メンデルという名のオーストリアの修道士が、植物の形質の遺伝に関する一連の調査結果を発表しました。彼の研究は、出版時には無視されていましたが、1900 年に他の 3 人の研究者が独立してメンデルと同じ結論に達したときに再発見されて初めて明るみに出ました!
彼らはすぐにメンデルの仕事の重要性に気付きました。それは正確で細心の注意を払って行われました。彼の結果は十分に文書化されているため、今でも学校や学部の遺伝学コースで教えられています.
グレゴール・メンデル。 (写真提供:パブリック ドメイン / ウィキメディア コモンズ)
独立隔離の法則
メンデル遺伝学は、特定の形質が親から子孫にどのように伝達されるかを決定する 3 つの法則に基づいています。これらの 3 つの法則とは、支配の法則、独立した分離の法則、および独立した組み合わせの法則です。これらの 3 つの法則は、1865 年にメンデルが論文「植物交配に関する実験」で提案し、ブルノ (現在はチェコ共和国) の国立科学協会に提出しました。この記事では、独立隔離の法則に焦点を当てます。
背景用語
メンデルの法則の説明には、人々を混乱させる可能性のある一般的に使用される用語がたくさんあります。それらを簡単に説明するためにスペースを取ります。
メンデルは、実験のためにエンドウ豆を使用することを選択しました。彼は、花の色、種子の色、エンドウ豆の高さなど、エンドウ豆のさまざまな特徴がどのように継承されるかをテストしました。彼は交配を行い、子孫を親と交配させて、一度に 1 つの特性をテストしました。独立した分離の法則を説明するために、エンドウ豆の色を使用します.
彼は、特定の形質のために 2 つの純育種 (または真の育種) エンドウ豆を交配することから始めました。純粋な繁殖植物とは、自分自身と交配したときに常に同じ外観の形質を生み出すことを意味します.この場合、純粋な育種の黄色のピーコート植物と純粋な繁殖のグリーンピーコート植物です。これらは親の世代を表しています。 これらを渡ったときに彼が見つけたものは:
メンデルが行ったクロス (写真提供:Designua/Shutterstock)
すべての子孫の植物にはエンドウ豆がありました。これらの子孫は、最初の子世代を表す F1 世代を表します。 .その後、メンデルは F1 世代の子孫との交配を続けました。
F1世代を交配した子孫はF2世代と呼ばれます （親孝行二代目）。メンデルは何千ものエンドウ豆に対してこれを実行し、75% の植物に黄色のエンドウ豆があり、25% の植物のみがグリーンピースを持っていることを発見し、黄色と緑色のエンドウ豆の比率は 3:1 であることがわかりました.
これにより、メンデルは 2 つの情報を得ました。植物の劣性形質は失われておらず、隠されているだけであることが立証されました。これにより、メンデルが呼んだ要因のペアが存在することが確立されました エンドウ豆の色の形質に関する情報を保持する植物細胞の内部。
今日、これらの「因子のペア」が遺伝子であることがわかっています .遺伝子は、特定の形質を生み出すための情報を保持する DNA の断片です。私たちは皆、DNA が生命のプロセスを実行する情報を保持していることを知っています。これは取扱説明書のようなものです (メンデルや 19 世紀の他の誰も知らないリファレンスです)。
さらに、すべての遺伝子が同じ情報を提供するわけではありません。植物に黄色のエンドウ豆を作るように指示する遺伝子と、グリーンピースにつながる他の遺伝子があります.同じ情報をコードする遺伝子のこれらの異なるバージョンは、対立遺伝子と呼ばれます .したがって、エンドウ色遺伝子には 2 つの対立遺伝子があり、1 つは黄色の優性対立遺伝子、もう 1 つは緑色の劣性対立遺伝子です。支配的な対立遺伝子は任意の大文字 Y で示されます 劣性対立遺伝子は小文字の y で表されます .
黒と白のセクションは、同じ遺伝子の 2 つの異なるバージョンです。この遺伝子は、目の色や、メンデルの場合はエンドウ豆の鞘の色や花の色など、特定の形質をコードしている可能性があります。 1 つの対立遺伝子は細胞に茶色の目を作るように指示するかもしれませんが、もう 1 つの対立遺伝子は細胞に青い目を作るように指示するかもしれません。対立遺伝子が細胞内に一緒にある場合、一方の対立遺伝子が他方より優性になります。 (写真提供:Aldona Griskeviciene/Shutterstock)
生物が形質に対して同じ対立遺伝子を持っている場合、それはホモ接合性と呼ばれます .純粋な育種エンドウ植物は、ホモ接合性優性 YY またはホモ接合性劣性 yy です。生物が形質に対して 2 つの異なる対立遺伝子を持っている場合、それはヘテロ接合性と呼ばれます . F1 世代全体がヘテロ接合体です、Yy.
形質がどのように現れるかは、表現型と呼ばれます。 黄エンドウ色または緑エンドウ色は、エンドウ色の形質の表現型です。
一方、遺伝子構成または対立遺伝子の組み合わせは、遺伝子型と呼ばれます。 黄色の植物の遺伝子型は YY または Yy のいずれかですが、グリーンピースの遺伝子型は常に yy です。
メンデルは F2 世代にとどまりませんでした。彼は、以前の結論を確認するために F2 世代の交配を行いました。 F2 世代の 2 つのグリーンピースを交配したところ、すべての子孫がグリーンピースであることがわかりました。彼が 2 つの黄色のエンドウ豆を交配したとき、2 つの結果が得られました。
すべての子孫が黄色だったか、子孫が前の世代の 3:1 の比率に従っていたかのいずれかです。これにより、メンデルは 2 つの要因があることが確認されました。しかし、メンデルが引き出したより重要な結論は、配偶子形成中のある時点でこれらの要素のペアが互いに分離しているに違いないということです (配偶子の理論は 1860 年代に提案され、数年後にほとんど受け入れられました)。
人種差別に関する現在の理解
私たちの現在の細胞基盤は、メンデルの分離の法則を確認しています。今日、配偶子は減数分裂と呼ばれる細胞分裂のプロセスを通じて形成されることがわかっています。減数分裂は、二倍体細胞を一倍体細胞に分割します。
減数分裂のプロセス。 (写真提供:Ody_Stocker/Shutterstock)
減数分裂では、二倍体細胞の 2 つの染色体セットが半分に分割されます。各一倍体細胞は 7 本の DNA 鎖を取得します (エンドウ豆の植物は、二倍体細胞に 14 本の染色体を持っています)。これらの染色体の 1 つは、ピーコートの色の遺伝子です。エンドウ豆のコートに影響を与える 1 つの対立遺伝子が 1 つの一倍体配偶子に移動し、別の一倍体細胞に別の対立遺伝子が移動しました。
したがって、ヘテロ接合 (Yy) 細胞が配偶子を形成する場合、一方の配偶子は優性対立遺伝子 Y を持ち、もう一方の配偶子は劣性対立遺伝子 y を持ちます。
メンデルの研究とその後の再発見の前に、遺伝の一般的な理論は、親の形質の一種の混合が行われたというものでした.ほとんどの科学者が考えたのは、子孫の形質は一種のブレンドであり、親の両方の形質の平均であるということでした.
ただし、このロジックには大きな穴があります。子孫の形質がブレンドである場合、最終的には、何世代にもわたって、すべての形質が以前のすべての形質の一定の平均になります。泥だらけの茶色になるまで、たくさんの色を繰り返し混ぜるようなものです。
彼のF1世代の結果は、「ブレンド」の欠如について明らかでした。次にメンデルは、F1 世代の 2 つのエンドウ豆を組み合わせて、結果がどうなるかを調べました。メンデルは、さまざまな形質について何百ものエンドウ豆を記録しました。ピーコートの例の色を続けます.
F1 世代のエンドウ豆はすべて黄色の被毛を持っていました。彼はこれらのうちの 2 つを取り、それらに受粉させ、F2 世代をもたらしました。
メンデルが行ったクロス。この図では、3:1 の比率が明確に示されています。 (写真提供:Designua/Shutterstock)
結論
メンデルは細心の注意を払っていました。数学的思想家であるメンデルは、科学の究極の言語で彼の生物学的実験を表現しました。すべての結果が記録され、後で計算されたため、最終的には数学が真実を語り、量を語った.
メンデルはまた、植物の色やピーコートの色など、あまり多くの外的要因の影響を受けない、再現可能で明確な特徴を研究しました.彼の同時代人の多くは、体重などの拡散形質を使用して遺伝を研究していたため、正確な結論を導き出すことは困難でした.
彼はまた、それらの形質を研究するのに適した生物を選びました。エンドウ豆は小さく、大量のバッチで簡単に成長し、比較的速く成長します.メンデルは、花粉を移植するだけで、好きな植物を人工的に交配することができました。この方法で、彼は実験の再現性を綿密に制御することができました。
このような側面は、優れた科学を実行するために不可欠です。メンデルの作品は、センセーショナルな結果を生み出すことによって、彼の作品が腐敗していないことに対するシンプルで静かな自信を示しています。この研究の科学的厳密さの証しは、メンデル遺伝学がその後の遺伝的発見の基礎となったことです。独立分離の法則は時の試練に耐え、染色体と、その可変性を通じて生命がどのように進化するかについて学ぶにつれて、その全体が証明されました.
