Concetti Chiave
- Mendel's third law, the law of independent assortment, states that alleles of different genes distribute independently during gamete formation.
- In his experiments, Mendel crossed pure-bred pea plants with different traits, resulting in heterozygous offspring displaying all possible combinations of traits.
- The Punnett square predicts a phenotypic ratio of 9:3:3:1 in dihybrid crosses, which Mendel observed in his progeny.
- The law applies only when genes are on separate chromosomes; it does not hold for genes close together on the same chromosome.
- The product rule helps predict genotype and phenotype probabilities, simplifying Punnett square calculations for multiple genes.
Un pisello può avere forma rotonda o rugosa (determinata dal gene R, con l'allele dominante che codifica per la forma rotonda). Allo stesso tempo, il suo colore può essere giallo o verde (determinato dal gene G, con l'allele dominante che codifica per il giallo). Come negli esperimenti precedenti, Mendel partì da una generazione parentale P di individui puri. Incrociò piante nate da semi rugosi e verdi con piante derivate da semi rotondi e gialli.
Indice
Progenie eterozigote e incroci diibridi
Tutta la progenie F, era eterozigote per entrambi i geni (Rr Gg), con semi rotondi e gialli. In seguito, Mendel incrociò tra loro le piante F, . Un incrocio diibrido, è un incrocio fra individui che sono entrambi eterozigoti per due geni. Ogni individuo Rr Gg della generazione F, produce un identico numero di gameti di quattro tipi diversi: RG, Rg, Rg, Dopo aver completato gli incroci, Mendel osservò quattro fenotipi nella generazione F, con semi che presentavano tutte le possibili combinazioni di forma e colore.
Il quadrato di Punnett prevede che i quattro fenotipi siano presenti in proporzione 9:3:3:1, Nove su sedici figli dovrebbero avere semi rotondi e gialli; tre semi rotondi e verdi; tre semi gialli rugosi, e solo uno, dovrebbe avere semi verdi e rugosi. Questo risultato è quasi identico a quello descritto da Mendel.
Legge dell'assortimento indipendente
In base ai risultati degli incroci diibridi, Mendel propose quella che adesso conosciamo come legge dell'assortimento indipendente. La legge afferma che, durante la formazione dei gameti, la segregazione degli alleli di un gene non influenza gli alleli di un altro gene (a patto che i geni siano su cromosomi separati). Ciò significa che gli alleli di due geni diversi si distribuiscono indipendentemente in gameti diversi. Con questo secondo gruppo di esperimenti, Mendel ha ancora una volta dedotto un principio dell'ereditarietà fondato sulla meiosi.
Limitazioni della legge di Mendel
Curiosamente, Mendel notò che per alcune combinazioni di tratti gli incroci diibridi non producevano le proporzioni di fenotipi attesi. Mendel non riuscì a spiegarsi questo risultato, e non ci riuscì nessuno fino a quando il lavoro di Thomas Hunt Morgan portò alla teoria cromosomica dell'ereditarietà. Come vedremo, la legge dell'assortimento indipendente non si applica ai geni che stanno vicini sullo stesso cromosoma.
Quadrati di Punnett e regola del prodotto
I quadrati di Punnett diventano difficili da gestire quando si analizzano più di due geni. Un quadrato di Punnett per tre geni ha 64 caselle; uno per quattro geni ne ha 256. Un metodo più facile per prevedere genotipi e fenotipi sono le regole delle probabilità su cui si basano i quadrati di Punnett. Secondo la regola del prodotto, la probabilità che due eventi indipendenti accadano entrambi (per esempio, che nel lancio di due monete escano due teste, o che un figlio erediti due specifici alleli) è uguale al prodotto della probabilità di ogni singolo evento.
La regola del prodotto permette di predire la probabilità di ottenere semi verdi rugosi (rr gg) da genitori diibridi (RrGg). La probabilità che due piante Rr producano un figlio rr è il 25%, o 1/4, e la possibilità che due piante Gg producano un individuo gg è 1/4. Quindi, secondo la regola del prodotto, la possibilità che due genitori diibridi (Rr Gg) producano una progenie omozigote recessiva (rr gg) è 1/4 moltiplicato per 1/4, ossia 1/16. Osserviamo adesso il quadrato di Punnett a 16 caselle che descrive gli incroci diibridi di Mendel in effetti, solo una delle caselle su 16 contiene rr gg.
Domande da interrogazione
- Qual è la terza legge di Mendel e cosa afferma?
- Quali fenotipi Mendel osservò nella generazione F2 degli incroci diibridi?
- Come si calcola la probabilità di ottenere un fenotipo specifico usando la regola del prodotto?
- Perché i quadrati di Punnett diventano difficili da gestire con più di due geni?
- Quale scoperta successiva ha spiegato le eccezioni alla legge dell'assortimento indipendente osservate da Mendel?
La terza legge di Mendel è la legge dell'assortimento indipendente, che afferma che durante la formazione dei gameti, la segregazione degli alleli di un gene non influenza gli alleli di un altro gene, a condizione che i geni siano su cromosomi separati.
Mendel osservò quattro fenotipi nella generazione F2: semi rotondi e gialli, semi rotondi e verdi, semi gialli rugosi, e semi verdi e rugosi, in proporzione 9:3:3:1.
La probabilità di ottenere un fenotipo specifico si calcola moltiplicando la probabilità di ciascun evento indipendente. Ad esempio, la probabilità di ottenere semi verdi rugosi (rr gg) da genitori diibridi (Rr Gg) è 1/4 per rr moltiplicato per 1/4 per gg, risultando in 1/16.
I quadrati di Punnett diventano difficili da gestire con più di due geni perché il numero di caselle aumenta esponenzialmente, rendendo complessa l'analisi. Ad esempio, un quadrato per tre geni ha 64 caselle, mentre uno per quattro geni ne ha 256.
Le eccezioni alla legge dell'assortimento indipendente osservate da Mendel furono spiegate successivamente dalla teoria cromosomica dell'ereditarietà di Thomas Hunt Morgan, che chiarì che la legge non si applica ai geni vicini sullo stesso cromosoma.
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