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12.6: Mendelsche Regeln II
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Law of Independent Assortment
 
PROTOKOLLE

12.6: Law of Independent Assortment

12.6: Mendelsche Regeln II

While Mendel’s Law of Segregation states that the two alleles for one gene are separated into different gametes, a different question of how different genes are inherited remains. For example, is the gene for tall plants inherited with the gene for green peas? Mendel asked this question by experimenting with a dihybrid cross; a cross in which both parents are homozygous for two distinct traits resulting in an F1 generation that are heterozygous for both traits.

Let’s think of two homozygous plants, one with round yellow peas (genotype YYRR) and one with wrinkled green peas (yyrr). In the F1 generation, he found that all the plants exhibited both dominant traits (yellow and round; YyRr).  However, in the F2 generation, plants had combinations of traits that occurred in a predictable ratio: for every 16 plants, 9 were yellow and round, 3 were yellow and wrinkled, 3 were green and round, and 1 was green and wrinkled. From this result, Mendel proposed that the inclusion of a green allele in a gamete had no impact on whether that gamete would receive the round or wrinkled allele: each combination was equally likely. Mendel’s Law of Independent Assortment states that genes do not impact one another with regard to sorting into gametes.

Scientists now know that Independent Assortment occurs because the chromosomes pair up randomly during meiosis I, along the metaphase plate. As a result, genes on different chromosomes will sort independently. This also means that two genes residing on the same chromosome violate the law of independent assortment, especially when they are very close to one another, as they will nearly always be inherited together. This phenomenon is described as “linkage” on the level of the chromosome. Linked genes do not demonstrate a 9:3:3:1 ratio in the F2 generation of a dihybrid cross.

Während das Mendelsche Gesetz der Segregation besagt, dass die beiden Allele für ein Gen in verschiedene Keimzellen getrennt sind, bleibt die Frage bestehen, wie verschiedene Gene vererbt werden. Wird zum Beispiel das Gen für große Pflanzen zusammen mit dem Gen für grüne Erbsen vererbt? Mendel prüfte diese Frage, indem er mit einer dihybriden Kreuzung experimentierte. Das sind Kreuzungen, bei der beide Eltern für zwei verschiedene Merkmale homozygot sind, was zu einer F1Generation führt, die für beide Merkmale heterozygot ist.

Schauen wir uns zwei homozygote Pflanzen an. Eine trägt runde, gelbe Erbsen (Genotyp YYRR), während die andere faltige, grüne Erbsen (Yyrr) trägt. In der Generation F1 stellte Mendel fest, dass alle Pflanzen beide dominante Merkmale (gelb und rund; YyRr) aufweisen. In der Generation F2 Generation wiesen die Pflanzen jedoch Kombinationen von Merkmalen auf, die in einem vorhersehbaren Verhältnis auftraten. Von 16 Pflanzen waren 9 gelb und rund, 3 gelb und runzelig, 3 grün und rund und 1 grün und runzelig. Aufgrund dieses Ergebnisses stellte Mendel die Vermutung auf, dass die Aufnahme eines grünen Allels in eine Keimzelle keinen Einfluss darauf hat, ob diese Keimzelle das runde oder das faltige Allel erhält. Jede Kombination muss also gleich wahrscheinlich sein. Mendels Gesetz der unabhängigen Sortierung besagt, dass sich die Gene hinsichtlich der Sortierung in Gameten nicht gegenseitig beeinflussen.

Heute wissen die Wissenschaftler, dass das die unabhängige Sortierung auftritt, weil sich die Chromosomen während der Meiose I entlang der Metaphasenplatte zufällig zusammenfügen. Als Folge davon werden Gene auf verschiedenen Chromosomen unabhängig voneinander sortiert. Dies bedeutet auch, dass zwei Gene, die auf demselben Chromosom liegen, das Gesetz der unabhängigen Sortierung verletzen, insbesondere wenn sie sehr nahe beieinander liegen, da sie fast immer gemeinsam vererbt werden. Dieses Phänomen wird als Kopplung auf der Ebene des Chromosoms beschrieben. Verlinkte Gene zeigen kein Verhältnis von 9:3:3:1 bei der Erzeugung eines dihybriden Kreuzungstyps F2.


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