Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

12.3: Monohibrit Çaprazlama
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Monohybrid Crosses
 
TRANSCRIPT

12.3: Monohybrid Crosses

12.3: Monohibrit Çaprazlama

Overview

In the 1850s and 1860s, Gregor Mendel investigated inheritance by performing monohybrid crosses in pea plants. He crossed two plants that were true-breeding for different traits. Based on his observations, Mendel proposed that organisms inherit two copies of each trait, one from each parent, and that dominant traits can hide recessive traits. These results formed the basis of two fundamental principles in genetics: the Principle of Uniformity and the Law of Segregation.

Monohybrid Crosses Reveal Dominant and Recessive Traits

Over eight years spanning the 1850s and 1860s, an Austrian monk named Gregor Mendel carried out seminal breeding experiments with pea plants. These experiments demonstrated the fundamental principles of inheritance, earning him the moniker “the father of modern genetics.” Mendel’s experiments focused on seven pea plant characteristics, each manifesting as one of two traits that are determined by a single gene locus.

Mendel noticed that, when some of his pea plants reproduced by self-fertilization, their progeny always displayed the same trait. In other words, they were true-breeding. For example, some plants with yellow pods only produced offspring with yellow pods. When crossed with other plants that bred true for yellow pods, these plants also produced only progeny with yellow pods. Similarly, Mendel observed true-breeding pea plants that produced only offspring with green pods.

At the time, inherited traits were thought to be some mixture of parental features. Mendel instead observed discrete phenotypes, like green and yellow pods. He proposed that, rather than traits mixing in offspring, discrete factors (now known as genes) are inherited from parents and remain separate in the offspring. In cases where a trait skips a generation, Mendel proposed that the visible trait merely masks the presence of the other inherited trait. In other words, inheritance is particulate, and dominant traits hide recessive traits. To determine which trait was dominant, Mendel conducted monohybrid crosses. Monohybrid crosses combine two true-breeding organisms that differ by a single trait. All offspring of such crosses are monohybrids, or heterozygotes, and display the dominant trait.

For example, Mendel crossed pea plants that bred true for yellow pods with those that bred true for green pods to determine the dominant pod color. This parental generation (P0) produced offspring, the first filial generation (F1), that were all monohybrids with green pods. Repeatedly observing these findings established green pods as the dominant trait and demonstrated Mendel’s principle of uniformity: heterozygotes for a single gene trait display the same phenotype.

Parental Alleles Are Randomly Distributed to Gametes

Mendel then induced self-fertilization in the F1 plants, producing the F2 generation. F2 pea plants with green pods outnumbered those with yellow pods by a ratio of 3:1. Mendel repeatedly observed this 3:1 inheritance pattern for each of the seven pea plant characteristics.

Mendel’s law of segregation explains this recurring ratio. The law of segregation states that an organism distributes one of its two gene copies to each gamete (egg or sperm cell). Importantly, this distribution is random, such that a heterozygote (Gg) is equally likely to produce gametes with dominant (G) and recessive (g) alleles.

If a heterozygote self-fertilizes (Gg x Gg), the parental alleles can combine in four possible ways: paternal G with maternal G (GG), paternal G with maternal g (Gg), paternal g with maternal G (Gg), and paternal g with maternal g (gg). Three outcomes produce green pods (the GG and Gg genotypes) and one produces yellow pods (the gg genotype), a 3:1 ratio. Thus, if all outcomes are equally likely, self-fertilizing heterozygotes will produce three offspring with green pods for every one with yellow pods. This is remarkably close to the phenotypic ratio that Mendel observed, confirming his proposed law of segregation.

Dominant Traits Are Not Always Common

Unlike green pods, green peas are recessive, whereas yellow peas are dominant. Why, then, are the peas we regularly encounter green? In short, people prefer green peas over yellow ones. As Mendel’s experiments demonstrate, homozygotes produce offspring with the same trait, or phenotype, when self-fertilized or crossed with other homozygotes. If farmers continue to exclude yellow peas from their crop crosses, they will continue producing only green peas. This example illustrates another important point: dominant traits are not necessarily the most common traits. Harmful dominant traits, for example, may be selected against.

Genel bakış

1850'lerde ve 1860'larda Gregor Mendel bezelye bitkilerinde monohibrid haçlar yaparak mirası araştırdı. Farklı özellikler için gerçek üreme olan iki bitkiyi geçti. Onun gözlemlerine dayanarak, Mendel organizmalar her özellik iki kopyasını miras önerdi, her ebeveynden bir, ve baskın özellikleri resesif özellikleri gizleyebilirsiniz. Bu sonuçlar genetikte iki temel ilkenin temelini oluşturmuştur: Tekdüzelik İlkesi ve Ayrımcılık Yasası.

Monohibrid Haçlar Baskın ve Çekinik Özellikleri Ortaya Çıkarır

Over eight years spanning the 1850s and 1860s, an Austrian monk named Gregor Mendel carried out seminal breeding experiments with pea plants. Bu deneyler kalıtımın temel ilkelerini gösterdi ve ona "modern genetiğin babası" lakabını kazandı. Mendel'in deneyleri, her biri tek bir gen lokusu tarafından belirlenen iki özellikarasında kendini gösteren yedi bezelye bitkisi özelliğine odaklanmıştır.

Mendel fark etti ki, bazı bezelye bitkileri kendi kendini gübreleme ile çoğaltıldığında, soyları hep aynı özelliği sergiledi. Başka bir deyişle, onlar gerçek üreme vardı. Örneğin, sarı bakla ile bazı bitkiler sadece sarı bakla ile yavru üretti. Sarı bakla lar için doğru yetiştirilen diğer bitkiler ile geçti, bu bitkiler de sarı bakla ile sadece döl üretti. Benzer şekilde, Mendel sadece yeşil bakla ile yavru üretilen gerçek üreme bezelye bitkileri gözlemledi.

O zamanlar, kalıtsal özelliklerin ebeveyn özelliklerinin bir karışımı olduğu düşünülüyordu. Mendel bunun yerine yeşil ve sarı bakla gibi ayrık fenotipler gözlemledi. O, yavrular karıştırma özellikleri yerine, ayrı faktörler (şimdi genler olarak da bilinir) ebeveynlerden miras ve yavrular ayrı kalır önerdi. Bir özelliğin bir nesli atladığı durumlarda, Mendel görünür özelliğin yalnızca diğer kalıtsal özelliğin varlığını maskelediğini öne sürükler. Başka bir deyişle, kalıtım partiküldür ve baskın özellikler çekinik özellikleri gizler. Hangi özelliğin baskın olduğunu belirlemek için, Mendel monohibrid haçlar yaptı. Monohibrid haçlar, tek bir özellik ile farklılık gösteren iki gerçek üreme organizmayı birleştirir. Bu tür haçların tüm yavruları monomelezler veya heterozigotlar dır ve baskın özelliği gösterirler.

Örneğin, Mendel, sarı baklalar için doğru yetiştirilen bezelye bitkilerini, yeşil baklaların baskın bakla rengini belirlemek için doğru yetiştirenlerle geçti. Bu ebeveyn nesli (P0)tüm yeşil bakla ile monohibrid ler olan ilk filial nesil (F1)yavruları üretti. Bu bulguları nisbeten gözlemlemek, yeşil baklaları baskın özellik olarak belirlemiş ve Mendel'in tekdüzelik ilkesini ortaya koymuştur: tek bir gen özelliği için heterozigotlar aynı fenotipi göstermektedir.

Ebeveyn Alelleri Gametlere Rastgele Dağıtılır

Mendel daha sonra F1 bitkilerinde kendi kendini gübrelemesine neden oldu ve F2 neslini üreterek kendi kendini gübreledi. Yeşil bakla ile F2 bezelye bitkiler 3:1 oranında sarı bakla ile sayıca daha fazlaydı. Mendel, yedi bezelye bitkisinin her biri için bu 3:1 kalıtım modelini tekrar tekrar gözlemledi.

Mendel'in ayrımcılık yasası bu yinelenen oranı açıklıyor. Ayrımcılık yasası, bir organizmanın her gamet (yumurta veya sperm hücresi) için iki gen kopyasından birini dağıttığını belirtir. Daha da önemlisi, bu dağılım rastgeledir, heterozigot(Gg)baskın (G) ve resesif (g) alelleri ile gamet üretme olasılığı eşittir.

Heterozigot kendi kendine dölleniyorsa(Gg x Gg),ebeveyn alelleri dört olası şekilde biraraya gelebilir: anne G ile baba G (GG), anne g ile baba g (Gg), anne G ile baba g (Gg), ve anne g ile baba g (gg). Üç sonuç yeşil bakla (GG ve Gg genotipler) üretmek ve bir sarı bakla (gg genotip), bir 3:1 oranı üretir. Böylece, tüm sonuçlar eşit olasılıkla ise, kendini dölleyen heterozigotlar sarı bakla ile her biri için yeşil bakla ile üç yavru üretecek. Bu, Mendel'in gözlemlediği ve ayrımcılık yasası önerisini doğrulayan boyotipik orana son derece yakındır.

Baskın Özellikler Her Zaman Yaygın Değildir

Yeşil baklaaksine, yeşil bezelye resesif, sarı bezelye ise baskındır. O zaman neden düzenli olarak yeşille karşılaştığımız bezelyeler? Kısacası, insanlar sarı olanlar yerine yeşil bezelye tercih. Mendel'in deneylerinin de gösterdiği gibi, homozigotlar kendi kendine döllendiğinde veya diğer homozigotlarla kesiştiklerinde aynı özellik veya fenotip ile yavrular üretirler. Çiftçiler kendi ürün haçlar sarı bezelye dışlamaya devam ederse, onlar sadece yeşil bezelye üretmeye devam edecektir. Bu örnek başka bir önemli noktayı göstermektedir: baskın özellikler mutlaka en yaygın özellikleri değildir. Zararlı baskın özellikler, örneğin, karşı seçilebilir.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter