Моногибридті будандастырудың цитологиялық негіздері

Гаметалар тазалығы ережесі. Бірінші буында алынатын будандардың біркелкі болуы мен екінші буын ұрпақтарында белгілердің ажырау құбылысын түсіндіру үшін Мендель гамета тазалығы болжамын ұсынды. Оның мәні — организмнің кез келген белгі-қасиетінің дамуын тұқым қуалау факторы, яғни ген анықтайды. Мысалы, раушан өсімдігінің қызыл гүлділері мен ақ гүлділерін алып будандастырғанда, бірінші будандық ұрпақтың барлығы қызыл гүлді болған. Ол бірінші будан ұрпақта қызыл гүлді өсімдіктің доминантты “Аң гені бар гаметасы мен ақ гүлдінің рецессивті “аң гені бар гаметаларының қосылуының нәтижесі болып есептеледі. Сондықтан, олардың генотипінде гүлдің қызыл түсін де, ақ түсін де анықтайтын гендер болады. Бірақ қызыл түстің гені доминантты болғандықтан, бірінші ұрпақтың барлығы да қызыл гүлді болады. Сонда олардың фенотипі бірдей болғанымен генотипінде екі түрлі ген болғаны. Ал ондай будан организмнен гамета түзілгенде оған тек бір ғана доминантты А гені немесе рецессивті “аң гені беріледі. Бұл жағдайда будан организмнің гаметасында аллельді (жұп) гендер бір-бірімен араласып кетпей, таза күйінде сақталады. Мұны гамета  тазалығы дейді.

Әрине, Мендель будан организмнен гамета түзілу кезінде геннің таралу процесін клетканың нақты бір материалдық құрылымдарымен және клетканың бөліну механизмімен байланыстыра алмады.

Алайда, Г.Мендель хромосомалық теория қалыптаспай тұрып-ақ, мейоздық бөлінудің механизмі мен гендердің әрекеттері туралы күні   бұрын дұрыс болжам жасап, гамета тазалығы туралы ережесін ұсынды.

Моногибридті будандастырудың цитологиялық негіздері.Мендельдің әлемге әйгілі тұқым қуалау заңдылықтары 1865 жылы жарияланғанымен сол кезде толық қолдау таппай, 1900 жылға дейін белгісіз болып қалды. Өз тәжірибелері негізінде дұрыс нәтиже алғанымен бірінші ұрпақтағы будандардың біркелкі болуы және екінші ұрпақта белгілердің ажырау себептері, гаметалар тазалығының механизмдері Мендельге белгісіз болды. Себебі, ол кезде клетка туралы мәліметтер жеткіліксіз еді. Атап айтқанда, клетканың тұқым қуалау аппараты, митоздық бөліну, мейоз, гаметалардың түзілуі мен ұрықтануы, т.б. Ал қазір цитология ғылымы жан-жақты зерттеулер нәтижесінде орасан зор табыстарға жетті. Сондықтан, Мендель заңдарына цитологиялық тұрғыдан негіздеме беруге толық мүмкіндік бар.

Организмнің кез келген дене клеткаларында хромосомалардың диплоидты жиынтығы бар екенін еске түсірейік. Асбұршақтың хромосомалар саны 14, яғни 7 жұп. Алуан түрлі белгілерді анықтайтын аллельді гендер түрлі жұп хромосомалардың бірдей үлескілерінде орналасқан. Мысалы тұқымның түсін анықтайтын аллельді гендері бар бір ғана жұп хромосоманы алайық. Оның әр сыңарында: А — тұқымның сары түсін анықтайтын доминантты және а — жасыл түстің рецессивті гендері болады. Мейоздық бөлінудің нәтижесінде пайда болған бұл сыңар хромосомалар қайтадан жұптасып, ондағы гендер де аллельді жұп құрайды.

Ендеше, Мендель тәжірибесіндегі алғашқы доминантты және рецессивті белгі бойынша гомозиготалы дарақтар будандасқанда гендері әр түрлі гаметалардың қосылуына байланысты бірінші ұрпақта біркелкі гетерозиготалы будандар (Аа) алынған. Бұл будандардан екі түрлі гендері бар ұқсас хромосомалар мейоздық бөліну кезінде екі гаметаға ажырап кетеді. Осындай екі түрлі, бірінде — доминантты, ал екіншісінде — рецессивті гені бар гаметалардың қосылуына байланысты келесі ұрпақта (Ғ2) ажырау жүрген. Ажыраудың ара қатынасы 1АА: 2Аа : 1аа сипатта болатыны сондықтан.

Тұқым қуалаудың аралық сипаты немесе толымсыз доминанттылық.Мендельдің асбұршаққа жүргізген тәжірибелерінде байқалған доминанттылық құбылысы толық доминанттылыққа жатады. Кей жағдайларда Ғ1-дегі  гетерозиготалы ұрпақтан доминанттылық белгі толық байқалмай, аралық сипатта болады. Мұндай құбылысты  толымсыз доминанттылық дейді. Мысалы, раушан өсімдігінің қызыл және ақ гүлді формаларын алып будандастырғанда Ғ1-дегі будандардың гүлдерінің түстері қызғылт болып шығады, яғни ата-анасының ешқайсына толық ұқсамай, аралық сипатта болады (103 сурет). Осындай құбылысты намазшамгүл өсімдігіне жасалынған тәжірибеден де байқауға болады .

Мұндай будандарды өзара будандастырғанда екінші (Ғ2) ұрпақта белгілер ажыраған. Сонда толымсыз доминанттылық жағдайда Ғ1-дің генотипі Аа гетерозиготалы болса, Ғ2-де 1АА; 2Аа, 1аа қатынасында белгілер ажырайды. Бұл Мендельдің екінші заңына сәйкес келеді .Фенотипі бойынша раушан өсімдігі гүлінің тұқым қуалауы 1 қызыл: 2 қызғылт: 1 ақ түсті ара қатынаста болады. Осындай бірінші будан ұрпақ белгілерінің аралық сипатта болуы толымсыз доминанттылық деп аталады.

Талдай будандастыру. Фенотиптері ұқсас өсімдіктер мен жануарлардың генотиптерін анықтау мақсатында талдай будандастыру жүргізіледі. Ол үшін генотипі белгісіз дарақ  рецессивті белгісі бар гомозиготалы дарақпен будандастырылады. Егер алынған ұрпақ біркелкі болса, зерттеліп отырған дарақтың генотипі гомозиготалы, ал ажырау жүріп екі түрлі белгі көрінсе оның гетерозиготалы болғаны. Осыны Пеннет торына салса, мынадай көрініс береді: