BIOTRINGenetika 1

Home Up Česky TOC/Obsah

Dobrodružství genetiky 1

V Hynčicích u Nového Jičína se 22. července 1822 narodil v chudé rolnické rodině Johan Mendel. Otec pracoval na robotě a výchovy Johanna se ujal místní farář Schreiber, který ”pro luteránské názory” byl přeložen do Hynčic a založil tam ovocnářskou školu. Johann Mendel byl nadaný, ale na jeho další studie neměla rodina peníze. Farář Schreiber však přesvědčil opata Nappa, aby mladíka přijal do Brněnského kláštera, kde se mu dostalo dalšího vzdělání. Johann vstoupil do kláštera a v roce 1843 přijal jméno Gregor.

V Brně byl oblíbeným učitelem, který však propadl ze zkoušek z biologie. Proto ho opat Napp poslal do Vídně na studium matematiky a fyziky u profesora Christiana Dopplera. Jde o známého objevitele efektu, který byl po něm nazván a který známe z denního života: letadlo nebo auto, které se k nám přibližuje, vydává vyšší zvuk, než když se od nás vzdaluje.

Když ho opat povolal zpět do Brna, dal mu za úkol pomoci moravským šlechtitelům v objasnění pravidel dědičnosti. Pro ně bylo záhadou, že při křížení určitá vlastnost jakoby zmizela a opět se zase objevila. Mendel se rozhodl použít ke studiu hrách, protože s ním už se uskutečnilo mnoho pokusů v minulosti a na klášterní zahradě se snadno pěstoval.

Za světový význam svých studií z velké části vděčí Mendel své fyzikální, chemické a matematické průpravě. Mendel byl ve Vídni dobrým experimentátorem a z chemické laboratoře pro něj bylo samozřejmým požadavkem, že do pokusu musí vzít “čisté látky”, což v případě hrachů bylo to, co dnes nazýváme čisté linie. Především si vybral jasně definované párové znaky typu budˇa nebo: bílou či červenou barvu květu, hladký nebo svraštělý povrch hrášků a jejich barvu zelenou nebo žlutou. To bylo velmi důležité, protože před ním se většinou sledovaly velmi komplexní znaky, jako je výnos, velikost plodů, pevnost stébla a podobně. Pak křížil mezi sebou rostliny tak dlouho, až dostal takové linie, které při dalším křížení měly stále jen jednu z párových vlastností.

Čisté linie zkřížil mezi sebou a ověřil si, že platí pravidlo buď a nebo: křížením červených a bílých hrachů nedostal hrachy růžové, ale všechny červené. To byl onen úkaz pozorovaný šlechtiteli: bílá barva zmizela. Když tyto potomky, které se označují jako první filiální generace, čili F1, zkřížil mezi sebou, opět se objevily kromě červených i bíle kvetoucí rostliny. V tom uzlovém bodě se opět projevil jeho fyzikální způsob myšlení: výsledky hodnotil kvantitativně, počítal kolik je červeně a kolik bíle kvetoucích hrachů ve všech následných kříženích. Podobně postupoval i při sledování dalších znaků, které si vybral. Zjistil, že vlastnost, která v prvé generaci (F1) zmizela, například bílý květ, se v druhé (F2) vzniklé křížením jedinců z F1 mezi sebou, objeví ve třetině rostlin. Zato však tato třetina se chová jako čistá linie, protože křížena mezi sebou, dá vždy bílé květy. U červeně kvetoucích hrachů tomu tak není: v jejich potomstvu se opět objevuje bílá barva.

Při vyslovení hypotézy, která by takové chování vysvětlila, se opět projevila Mendelova zkušenost z chemie. Věděl, že přeměny látek v chemii mají příčinu v přeskupování prvků, ze kterých jsou složeny. Vyslovil proto názor, že i vlastnosti organismů, v jeho pokusech hrachů, jsou výsledkem složení dvou prvků – elementů -, které získaly od svých rodičů. Nyní těmto párovým prvkům říkáme alely. Křížením bíle a červeně kvetoucích hrachů se v F1 mísí se v potomstvu vyskytne jak alela pro červenou, tak alela pro bílou barvu. Protože výsledná barva není růžová, musí se projevit jen jedena z nich, ta “silnější”, nazývaná dominantní. Druhá, která ustoupí, je recesivní. Nezaniká však, pouze se neprojevuje.

Při dalším křížení mezi jedinci F1 každý z rodičů přinese obě alely, které se náhodně kombinují do dvojic:

(bč) X (bč) impl.gif (56 bytes) (bb) + (bč) + (čb) + (čč)

Protože červená barva je dominantní, všechny kombinace, které obsahují alelu pro červenou barvu, mají červené květy. Jedině kombinace (bb) kvete bíle a je skutečně čistou linií. Takovéto kombinace stejných alel nazýváme homozygotní a kombinace, ve kterých jsou různé alely, jsou heterozygotní. Vidíme, že mezi hrachy kvetoucími červeně jsou jak homozygotní jedinci (čč), tak heterozygotní (čb) a (bč), kterých je dvakrát tolik, protože nezáleží na tom, v jakém pořadí jednotlivé alely píšeme. Heterozygotní jedinci kříženi mezi sebou, jak jsme viděli výše, nutně opět vyštěpí homozygotní kombinaci (bb), a proto se při vzájemném křížení červeně kvetoucích hrachů generace F2 opět objeví v potomstvu (tj. v F3) bílé květy. Záhada, proč některá vlastnost při křížení zmizí a později se opět objeví, byla vysvětlena.

Příště si vysvětlíme ještě další pokusy, které Mendel prováděl. Pro výročí v příštím roce je důležité však to, že své výsledky Gregor Mendel uveřejnil v roce 1865 v zcela neznámém časopise Verhandlungen, který  byl ve vědeckém světě neznámý. Až po třiceti pěti letech, v roce 1900, tři botanici Hugo de Vries, Karl Correns a Erich von Tschermak, kteří dělali podobné pokusy, objevili Mendelovu práci při důkladném studiu literatury. Ti se postarali, aby se s ní vědecký svět seznámil, a proto rok 1900 se považuje za zrod vědecké genetiky.

Dnes jsme se seznámili s těmito pojmy:

vlastnosti organismů jsou určovány elementy dědičnosti;
u pohlavně se množících organismů se vyskytují v párech: jeden od otce, druhý od matky;nazýváme je alely;
potomstvo prvního křížení je první generace, čili F1, druhá generace vzniklá křížením jedinců generace F1 je F2, atd.;
jedna z alel se projeví – je dominantní, druhá sice v dědičnosti přetrvává, ale neprojeví se – je recesivní;
při křížení se rodičovské alely kombinují náhodně;
jedinec nesoucí dvě stejné alely je homozygotní, jedinec s různými alelami je heterozygotní;
soubor homozygotních organismů se nazývá čistá linie.
Na začátek stránky

Home Up Česky TOC/Obsah
Webmaster frantisek.opicka@atlas.cz
Last modified: 17 V 2000