Mendel - Seconda Legge

Mendel

gregor mendel

la seconda legge

Liceo Scientifico O. Grassi SavonaAndrea Botta, Gabriele Delfino, Elena Salviati, Sofia Paone

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INDICE

Introduzione

I Metodi di Mendel

La Seconda Legge

Le Osservazioni

Le Conseguenze

Verifica del Testcross

Bibliografia

INTRODUZIONE

Gregor Johann Mendel, nato nel 1822 e morto nel 1884, è stato un biologo, matematico e monaco agostiniano vissuto nella città di Brno nell'attuale Repubblica Ceeca, ed è considerato il precursore della genetica moderna per le sue osservazioni sui caratteri ereditari. La genetica è una branca della biologia che studia le caratteristiche del patrimonio genetico, ovvero i meccanismi dell’ereditarietà e le leggi di Mendel rappresentano le basi sulle quali si è sviluppata ala genetica moderna.Tra il 1857 e il 1868, in un’epoca in cui le tecniche di microscopia ottica erano ancora poco sviluppate eperciò non si conoscevano i cromosomi e non si sapeva nulla della struttura e della fisiologia cellulare, Mendel si dedica a una serie di esperimenti sulle piante dei piselli e attraverso l’osservazione dei risultati degli incroci effettuati egli riuscì a stabilire le tre leggi sulla trasmissione delle caratteristiche ereditarie.

L'antecedente Teoria della Mescolanza

Prima di Gregor Mendel, gli studi sulla genetica avevano dato origine alla cosiddetta teoria della mescolanza. Mendel però, con accurati studi, confutò parte di questa teoria ed enunciò le tre leggi sulla trasmissione delle caratteristiche ereditarie

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Gli studi di Mendel

I risultati di nove anni di esperimenti, studi e osservazioni, condotti attraverso calcoli e statistiche matematiche, furono raccolti in una pubblicazione, che nel 1865 venne presentata alla Società di storia naturale di Brno. All’epoca gli studi di Mendel non furono apprezzati dalla comunità scientifica, al punto da essere totalmente ignorati. Fu soltanto dopo più di 30 anni, in particolare con la scoperta del DNA, che le sue intuizioni si rivelarono esatte. Le sue leggi furono così riprese in considerazione e approfondite. Mendel studiò in modo specifico la genetica della pianta di pisello.

Perchè i piselli?

I NUOVI METODI

Mendel, nell'osservazione della pianta di pisello introdusse nuove metodologie per lo studio della loro genetica

LA SCELTA DEI CARATTERI

IL CONTROLLO DELL'IMPOLLINAZIONE

LA SCELTA DELLA GENERAZIONE PARENTALE

L'APPROCCIO MATEMATICO

LA SECONDA LEGGE:La Segregazione

Per il suo primo esperimento Mendel prese in considerazione una pianta di pisello dal seme verde ed una dal seme giallo. Incrociandole, egli si accorse che tutte le piantine figlie del primo incrocio avevano il seme giallo, mentre il verde sembrava essere scomparso, questa osservazione fu alla base della prima legge di Mendel o del carattere dominante. La primavera seguente Mendel coltivò le piantine della generazione F1 (i semi e le piante da essi prodotte costituivano la prima generazione filiale) ed eseguì una seconda serie di esperimenti. Ciascuna pianta fu lasciata libera di autoimpollinarsi e produrre i semi di una nuova generazione definita seconda generazione filiale o F2. Furono nuovamente descritte e contate le caratteristiche di tutte le piante F2.

In tutti gli incroci eseguiti, Mendel osservò due dati fondamentali:

In F2 il rapporto numerico fra i due tratti rimase invariato per ciascuno dei sette caratteri analizzati, corrispondente all’incirca 3:1, pertanto tre quarti della generazione F2 presentava il tratto dominante, invece un quarto il tratto recessivo. Assumendo come esempio l’incrocio per la forma del seme, esso forniva un rapporto di 5474:1850 = 2,96:1. I risultati di F1 non cambiavano se nella generazione parentale si partiva dagli ibridi reciproci, non possedeva quindi alcuna importanza quale fosse il genitore che forniva il polline.

Il tratto che non si era manifestato nella generazione F1 ricompariva nella generazione F2. Nel caso del carattere «forma del seme» ricompariva il tratto rugoso che sembrava essere sparito nella generazione precedente. Questo avvenimento fece sì che Mendel giungesse alla conclusione secondo la quale il tratto a seme liscio fosse dominante rispetto a quello a seme rugoso, da lui denominato recessivo. In ognuna delle restanti sei coppie di caratteri, un tratto si mostrò sempre dominante, mentre il tratto recessivo era quello che scompariva dalla generazione F1.

Quando un individuo produce gameti, le due copie di un gene (cioè gli alleli) si separano, cosicché ciascun gamete riceve soltanto una copia

Gregor Mendel

LE OSSERVAZIONI

Mendel notò che, incrociando tra loro due individui puri (ossia omozigoti) di piselli con due caratteristiche differenti (ad esempio fiori bianchi e rossi) la prima generazione presentava solamente una caratteristica (definita dominante, nell'esempio il colore dei fiori rosso). Procedendo nell’incrociare nuovamente due individui della prima generazione, detti anche generazione parentale o genitori (che ora sappiamo essere eterozigoti), Mendel osservò che si presentava nuovamente il carattere recessivo (nell'esempio il colore dei fiori bianco), in rapporto 3:1. Per questo egli ipotizzò che il carattere recessivo dovesse essere stato trasmesso dalla generazione iniziale alla seconda generazione, nonostante non fosse presente come fenotipo. È ad oggi risaputo che, mentre nella seconda generazione filiale il rapporto tra fenotipo dominante e recessivo è 3:1, il rapporto tra i genotipi è 1:2:1, ossia un omozigote dominante, due eterozigoti, un omozigote recessivo.

Mendel procede alla formulazione

I dati raccolti da Mendel smentivano la teoria della mescolanza. I tratti della generazione parentale non si fondevano nella generazione Fl e nella generazione F2 ricompariva il tratto recessivo. Per rispondere a tutti gli interrogativi inevitabilmente sorti a seguito di queste constatazioni, Mendel formulò una teoria così riassumibile:

Le unità responsabili dell’ereditarietà di un determinato carattere si presentano come particelle distinte che si trovano accoppiate in ogni individuo.

Durante la formazione dei gameti tali particelle si separano e ciascun gamete ne eredita una soltanto.

Sezione I

La variazione dei caratteri ereditari è dovuta alla presenza di versioni alternative di un gene. Ciò corrisponde al concetto di alleli.

Sezione 2

La Struttura della Seconda Legge

Per ciascuna caratteristica un organismo eredita due alleli, uno da ogni genitore, attraverso i gameti. Gli alleli possono essere uguali, omozigoti, ma anche differenti (eterozigoti).

Sezione 3

La seconda legge sulla trasmissione delle caratteristiche ereditarie di Gregor Mendel è composta da quattro sezioni:

Se i due alleli differiscono, allora quello che manifesta il carattere dominante è espresso pienamente nell'aspetto dell'organismo (detto fenotipo), a differenza di quanto avviene per il carattere recessivo, il quale non presenta effetti rilevabili sull'aspetto dell'organismo (legge della dominanza).

Sezione 4

I due alleli di ogni caratteristica si separano durante la riproduzione dei gameti, ogni gamete contiene perciò soltanto un allele per ciascun gene, questo permette ai gameti paterni e materni di combinarsi dando luogo a variazioni.

LE CONSEGUENZE

Grazie alla teoria di Mendel, la genetica ha sviluppato un linguaggio e un metodo di lavoro che consentono di descrivere e spiegare in modo chiaro i meccanismi di trasmissione dei geni da una generazione all’altra. In tutti i testi di biologia gli alleli vengono rappresentati con una lettera: una lettera maiuscola se l’allele è dominante, la stessa lettera minuscola se si tratta dell’allele recessivo del medesimo gene. L’insieme degli alleli che determinano un carattere è detto genotipo, mentre la caratteristica osservabile che essi determinano è detta fenotipo. Se i due alleli del genotipo sono uguali, l’individuo è omozigote.

COSA SONO GLI ALLELI?

Il quadrato di Punnet

Per prevedere le combinazioni alleliche risultanti da un incrocio è possibile usare il quadrato di Punnett, un metodo ideato nel 1905 dal genetista inglese Reginald Crundall Punnett. Questo sistema ci assicura che, nel calcolo delle frequenze genotipiche attese, stiamo considerando tutte le possibili combinazioni gametiche. Un quadrato di Punnett ha questo aspetto: La griglia riporta lungo un lato tutti i possibili genotipi del gamete maschile e lungo l’altro tutti i possibili genotipi del gamete femminile; ricorda che sia i gameti maschili sia quelli femminili sono cellule aploidi. La griglia si completa mettendo in ogni quadrato il genotipo diploide derivante da ciascuna combinazione gametica.

VERIFICA DEL TESTCROSS

Mendel per poter giustificare le proprie ipotesi eseguì un testcross, ovvero un incrocio di controllo che permette di scoprire se un individuo che mostra un carattere dominante è omozigote o eterozigote. In un testcross l’individuo sotto analisi viene incrociato con un individuo omozigote per il carattere recessivo, una condizione facile da riconoscere perché corrisponde sempre a un fenotipo recessivo.

BIBLIOGRAFIA

Testi consultati: - David Sadava H. Craig Heller Gordon H Orians William K Purves David M. Hillis, Biologia. la scienza della vita - La cellula A, Zanichelli (BO), 2010. - Sandro Barbone, Scienze integrate Le scienze della vita, Franco Lucisano editore, Zanichelli (BO), 2019. - David Sadava David M. Hillis H. Craig Heller May R. Berenbaum, La nuova biologia.blu, Zanichelli (BO), 2015. Siti web consultati: - www.wikipedia.it - www.microbiologiaitalia.it - https://echa.europa.eu/it/regulations/clp/understanding-clp

Andrea BottaGabriele Delfino Elena Salviati Sofia Paone