Доминирование. Первый закон Менделя. При скрещивании организмов из двух чистых линий, различающихся по одной паре

При скрещивании организмов из двух чистых линий, различающихся по одной паре альтернативных признаков, Мендель наблюдал явление доминирования. Оно заключается в том, что в таком скрещивании все потомство получается единообразным и проявляет признак одного из родителей, который называется в этом случае доминантным. Признак второго родителя, рецессивный, как бы исчезает, однако это лишь видимость. Если получить потомство от самоопыления гибридов первого поколения, то часть растений снова проявит рецессивный признак. Это означает, что наследственная основа, то есть ген этого признака, не исчез, он передался следующему поколению. Но в первом поколении гибридов рецессивный признак не проявляется, «скрытый» доминантным признаком, он как бы отступает в тень доминантного (слово рецессивный происходит от лат. recede — отступать).

Например, при скрещивании растений гороха с желтыми и зелеными семенами все потомство (т.е. гибриды первого поколения) оказалось с желтым семенами (см. рис. 1). При этом не имело значения, из какого именно семени (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Итак, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству.

Рис. 1.

При записи скрещиваний употребляются стандартные обозначения: ♀ — родитель женского пола; ♂ — родитель мужского пола; G, g, или Г — гаметы; P — родители; F — потомство

Аналогичные результаты были получены и в опытах, в которых во внимание принимались другие признаки. Так, при скрещивании растений с гладкими и морщинистыми семенами все потомство имело гладкие семена. При скрещивании высокорослых растений с низкорослыми все потомки были высокорослыми, у растений с пурпурными и белыми цветками — у всех гибридов оказались пурпурные цветки и т. д. Обнаруженная закономерность получила название первого закона Менделя, или закона доминирования.

Каждый организм (если он диплоидный, 2n) содержит в своем геноме 2 аллеля каждого гена. Аллель — это вариант, состояние определенного гена. Разные аллельные варианты возникают в результате мутаций и отличаются определенными нуклеотидными заменами, вставками и т.п. Каждый аллель отвечает за одно из возможных проявлений признака, например А — желтые семена, а — зеленые. Аллельные гены расположены в одном и том же участке (локусе) гомологичных хромосом (см. тему «Хромосомы, их гаплоидный и диплоидный набор. Жизненные циклы эукариот»). Один из аллелей организм получил от матери, а другой от отца при оплодотворении, в результате которого образуется зигота.

Если оба аллеля одинаковы, то организм называется гомозиготным, или гомозиготой (от греч. «гомос» — одинаковый), например AA или aa. Таковы организмы чистых линий. В геноме гибридов I поколения имеется два разных аллеля гена, отвечающего за цвет семян, — А и a (хотя проявляется только А). Такой организм, содержащий разные аллели одного гена, называется гетерозиготным, или гетерозиготой (от греч. «гетерос» — разный, другой). В его генотипе рецессивный и доминантный аллели присутствуют вместе. Состояние (аллель) признака, проявляющегося в гетерозиготном состоянии, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое у гетерозигот не проявляется, называется рецессивным (рис. 2).

Рис. 2