Back to chapter

12.13:

חוק המגוון העצמאי

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Law of Independent Assortment

Languages

Share

הניסויים הראשונים של גרגור מנדל קבעו שקיימות יחידות, גנים, האחראים להעברת תכונות מהורה לצאצאיו. לכל אורגניזם יש שני עותקים של כל גן, הנקראים אללים, אחד עובר בירושה מכל הורה. הניסוי הבא של מנדל השתמש בהכלאה דיהיברידית של צמחי אפונה שנבדלו זה מזה בשתי תכונות, לדוגמה, גובה וצבע פרחים, כדי לבדוק האם הורשה של תכונה אחת משפיעה על הורשה של תכונה אחרת.במקרה שבו האללים לשתי התכונות הנבדקות בהכלאה דיהיברידית עברו מדור ההורים כיחידה אחת, מתרבה F1-כאשר דור ה, יציגו תמיד Fהצאצאים בדור 2 שני פנוטיפים דומיננטיים או שני פנוטיפים רצסיביים, לעולם לא שילוב של השניים. כשמנדל הכליא את צמחי F1-האפונה הדיהיברידיים ב, הוא גילה כי עבור F2 כל 16 צאצאי, בערך לתשעה מהם היו שני הפנוטיפים הדומיננטיים, לשלושה היו פנוטיפ דומיננטי ופנוטיפ רצסיבי, לשלושה נוספים היה השילוב ההפוך של פנוטיפים רצסיביים ודומיננטיים, ולאחד היו שני פנוטיפים רצסיביים. היחס בין פנוטיפים דומיננטיים לרצסיביים עבור כל תכונה בנפרד F2-הוא עדיין 3:1 בדור ה.כל ארבעת שילובי הפנוטיפים יכלו להתקבל רק אם האללים הדומיננטיים והרצסיביים לגובה לא היו קשורים לאללים הדומיננטיים והרצסיביים לצבע הפרחים. הבחנות אלו שימשו כבסיס לחוק ההתפלגות העצמאית של מנדל, הקובע כי האללים לגנים שונים מופרדים לתוך גמטות ללא תלות זה בזה. היחס הפנוטיפי 9:3:3:1 מצביע על כך שכל הורה דיהיברידי עשוי באותה המידה להוריש כל שילוב אפשרי של אללים דומיננטיים ורצסיביים.גבוה בעל פרחים סגולים, גבוה בעל פרחים לבנים, נמוך בעל פרחים סגולים, או נמוך בעל פרחים לבנים.

12.13:

חוק המגוון העצמאי

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.

Suggested Reading

Hunter, Neil. "Meiotic recombination: the essence of heredity." Cold Spring Harbor perspectives in biology 7, no. 12 (2015): a016618. [Source]