メンデルの支配の法則とは何ですか?

特定の形質に当てはまる親の交配では、1 つの形質のみが表現型で表現されます。ただし、雑種の親では、優性形質は子孫で表現されます。

すべての生物は、それぞれの種類の子孫を生み出します。これらの子孫は両親に似ていますが、完全なコピーではありません。親と比較して、個人の見た目や行動には違いがあります。たとえば、色白の男の子の父親は黒髪だったかもしれませんし、茶髪の女の子の母親は金髪だったかもしれません。さて、どうしてそんなことができるのか不思議に思うかもしれません.

親から子へ形質がどのように受け継がれるかを理解するには、19 世紀のグレゴール・メンデルという人物にさかのぼる必要があります。

メンデルは何をしましたか?

メンデルはオーストリアの修道士であり、植物の実験が大好きな生物学者でした。エンドウ豆でこのような実験を行ったところ、彼は遺伝 (つまり、親から子への文字の伝達) を支配する規則を発見することができました。

当初、メンデルは純血種の緑色の種子の植物と純血種の黄色の種子の植物を組み合わせましたが、子孫には黄色の種子しかありませんでした.このように、彼は黄色の種の植物を優性と呼びました 、その後生産された種子はすべて黄色だったからです。その後、彼は黄色の種子を持つ雑種植物を組み合わせました。今回、彼は黄色と緑色の両方の種を手に入れました。これは、優勢な黄色の形質によって緑色の形質が隠されていたことを意味します.

メンデルは、これらすべてを数か月で行ったわけではありません。彼が現在「メンデルの遺伝の法則」と呼んでいるものを提案するのに 8 年かかりました。これら 3 つの法則は、エンドウ豆の色や血液型などの特定の形質が親から子にどのように伝達されるかを定義します。

これらは、支配の法則、分離の法則、および独立した組み合わせの法則です。この記事では、支配の法則について詳しく説明します。

遺伝を制御するものは?

メンデルの法則を掘り下げる前に、遺伝学の基本をいくつか知っておくことが重要です。ご存知のように、生物は何兆もの細胞からできています。これらの細胞のそれぞれには、核と呼ばれる重要な構造が含まれており、各核内には、染色体と呼ばれる一対の糸のような構造があります。 .

人間の細胞には合計 46 本の染色体があり、そのうち 23 本は父親から、残りの 23 本は母親から受け継がれています。それぞれの親から 1 つずつ、2 つのセットの DNA を持つ細胞は、二倍体細胞 (拡張により二倍体生物) と呼ばれます。

二倍体生物では、母親は卵子から 1 つの対立遺伝子を渡し、父親は精子細胞から 1 つの対立遺伝子を渡します。これらの 2 つの細胞は、受精中に融合します。配偶子 (卵子と精子細胞) は染色体のコピーが 1 つしかないため、一倍体であることに注意することも重要です。

DNA:生命の設計図

染色体は一般に「生命の設計図」と呼ばれるDNAで構成されていますが、これはDNAが生命の取扱説明書に非常に似ているからでしょう。これには、生物の発生、成長、および機能に関する指示が含まれています。

DNA の変異は、個人の外見、行動、環境への反応に違いをもたらします。この情報の本は、遺伝子と呼ばれるセクションまたは章にさらに分解できます。遺伝子は、目の色から個人の血液型まで、特定の形質に関する情報を含む DNA の特定のセクションです。特定の情報をコードする遺伝子は、染色体上の特定の場所に配置されます。

ここで、染色体は対になっていることを思い出してください。片方の染色体はお母さんから、もう片方はお父さんから。たとえば、各親は目の色に関する情報を提供します。現在、目の色を作るための指示は 2 つあります。1 つは父親から、もう 1 つは母親からです。

これは、生物学者が対立遺伝子と呼ぶものです。正式に定義された対立遺伝子は、遺伝子のバリエーションです。したがって、両方の両親からの遺伝子が目の色について同じ命令を持っている場合、それらは遺伝子の同じ対立遺伝子を持っているため、ホモ接合体と呼ばれます 秒。母親と父親の遺伝子が目の色についてわずかに異なる情報を持っている場合、それらは対立遺伝子の異なるバージョンであり、ヘテロ接合性と呼ばれます .

あなたの遺伝子型は、あなたが持っている対立遺伝子の組み合わせです。対立遺伝子の組み合わせの外向きの表示または物理的な結果は、表現型と呼ばれます。 .

メンデルの支配の法則とは?

メンデルの優性法則によると、「生物が形質に関して異種である場合、それは優性対立遺伝子のみを発現します」 .言い換えれば、優性形質は常に劣性形質を隠します。

これが意味することは、対立遺伝子が異なる場合、一方の対立遺伝子が他方の対立遺伝子よりも優勢であることです。このように考えてください。声が大きい人は、声が小さい人よりも聞こえる可能性が高くなります。同様に、優性対立遺伝子は、子孫の表現型 (形質の外向きの表現) のみに寄与します。優性は、2 つの対立遺伝子のうちの 1 つが非機能的である場合に発生します。つまり、機能的なタンパク質を産生しません。劣性形質は、子孫が両親から劣性形質を受け継いだ場合にのみ発現します。生物は、タンパク質産物が存在しないため、非機能的対立遺伝子のホモ接合体である場合、独特の表現型を示します。

リンゴを例にとると、赤と緑の 2 色が存在する品種です。また、RR は赤いリンゴの対立遺伝子を表し、rr は青リンゴの対立遺伝子を表すと仮定しましょう。

優性遺伝子は、子孫に発現する遺伝子です。赤リンゴと緑リンゴを交配すると、すべてのリンゴが赤くなります。これは、赤 (RR) 形質が緑 (gg) 形質よりも優性であることを意味します。 F1 世代の子孫は優性遺伝子のみを発現します。パネット方陣は、これらすべてをよりよく理解するのに役立ちます。

パネット スクエア

パネット スクエアは、生物が特定の形質を持つ確率を決定するために使用される図です。最初の行と最初の列は交配親を示します。大文字は優性遺伝子、小文字は劣性遺伝子を表します。親の遺伝子のさまざまな組み合わせを試すことで、子孫に発現する形質を決定できます。

では、F1世代のりんごを2つ交配させてみましょう。 F2 世代では、生産されるリンゴの 75% が赤くなり、25% が緑になります。

ヘテロ接合体では、形質に対して優勢な遺伝子が発現します。同様に、どちらの親も優性形質を持っていない場合、結果として生じる子孫は劣性形質を示します。

さらに詳しく理解するために、この法則を人間の目の色に適用してみましょう!

優位性に基づく目の色の継承 (写真提供:Soleil Nordic/Shutterstock)

上の画像では、

A優性茶色の目対立遺伝子

a-劣性青い目の対立遺伝子

ああ茶色の目

AA-茶色の目

ああ青い目

この図から、目の色の遺伝子のさまざまな組み合わせが、異なる目の色を持つ個体の形成につながることが推測できます。

支配の法則の制限は何ですか?

メンデルの法則は有性生殖生物の遺伝パターンを説明していますが、すべての場合に当てはまるわけではありません。メンデルの法則だけでは理解できない複雑な遺伝パターンがいくつかあります。そのような状態の 1 つは、複数の対立遺伝子の存在です。これは、形質をコードする対立遺伝子が 3 つ以上あることを意味します。

人間の血液型を考えてみましょう。赤血球には、一般的に 3 つのタイプがあります。 A型（IA）、B型（IB）、O型（i）。これらの対立遺伝子は、A 型の場合は (IAIA ) または (IAi)、B 型の場合は (IBIB) または (IBi) のように、さまざまな形で結合します。O 型は、個体が 2 つの劣性対立遺伝子を受け継いだ場合にのみ発生します。

これらは完全遺伝の例ですが、AB型は共優性の例です。対立遺伝子 A と B は同等に優性であるため、それらが組み合わさって遺伝子型を形成すると、両方の対立遺伝子が同等に発現し、結果として AB 型の血液型になります。この混合タイプの遺伝は、一部の生物でも発生する可能性があります。

近年の研究により、環境要因も個人の遺伝子型に影響を与えることが明らかになりました。たとえば、ショウジョウバエの卵の発育期間の長さ 環境温度に関して変化を示すことが観察されています。

卵の発育時間は、温度の上昇とともに減少しました。メンデルの法則が説明できないもう 1 つの複雑な部分は、行動遺伝学です。複数の遺伝子が個人の行動パターンを制御しています。この種の行動特性は、遺伝子型以外の要因によって制御されるため、多因子特性と見なされます。

メンデルの研究は、今日私たちが目にする遺伝的問題の多くと直接関係はありませんが、遺伝学の理解を深める基礎となり、無数の他の科学者が生命のこの重要な領域をより深く研究するよう促しました!