Den Mendels lover er tre lover om prinsippene for arvelighet biologiske, fastsatt av munken og botanikeren nasjonalitet østerrikske Gregor Mendel (1822-1884).
Gjenoppdagelsen av Mendels lover i 1900, og deres kombinasjon med oppdagelsen av kromosomer , anses som fysisk medium for arvelighet, er opphavet til stiftelsen av genetiske formell tidlig XX th århundre. Etter demonstrasjonen av tilfeldighetens og miljøets rolle i biologiske fenomener blir disse lovene i dag avhørt av visse biologer.
Rundt 1850, ved Brno- klosteret , som i London , Paris eller Wien , ble folk redusert til de mest vage hypotesene om arv. Flere eksperimenter bestående i å krysse forskjellige planter og dyr hadde tillatt å oppnå glade resultater. Men hvordan ? I henhold til hvilke presise mekanismer? Ingen kunne svare på dette spørsmålet. Ingen kunne ha gjentatt dette eller det andre eksperimentet med forsikringen om å oppnå de samme resultatene.
Rundt 1850 var den mest godkjente teorien blandingen av "blod" i proporsjoner som Darwins fetter, Francis Galton nettopp hadde spesifisert: 1/2 for mannens eller kvinnens blod i første generasjon, 1/4 per sekund , etc. Da Mendel begynte sine eksperimenter, var genetikken derfor mye mindre avansert Enn fysikk var før Newton.
Mendel trekker fra sine observasjoner to grunnleggende prinsipper, som en tredje vil bli lagt til senere. I hans tilfelle tillot eksperimenter med erter Mendel å formulere prinsippene som var involvert i arv .
Mendel oppdager at:
Hvis man krysser to individer av samme art som er homozygote relativt til en karakteristikk, er alle etterkommere av den første generasjonen, som kalles F1-hybrider, identiske relativt til denne karakteristikken, det vil si alle heterozygote. (I diagrammet motsatt ville det være mer hensiktsmessig å være sammenhengende med diagrammet til den tredje loven, og siden tegnet "blomstens farge" bare presenterer to alleler, å merke dem R for rødt, og r for ikke - rød, det vil si hvit, siden fargen rød er dominerende, og å merke seg de to homozygote individene RR og rr. De to genene til alle F1-hybrider presenterer den ene allelen R den andre den r, og betegnes deretter Rr. )
Den første generasjonen ( F1 hybrid ) er deretter ensartet både for fenotypen og genotypen, og alle etterkommere av den første generasjonen er heterozygote .
Eksempel: Alle de såkalte F1-generasjonsindivider som skyldes krysset mellom en plante med runde frø og en plante med rynkete frø (begge homozygote for denne karakteristikken) er identiske, de presenterer bare den runde versjonen av skjemaet. Den runde fenotypen er dominerende og den rynkede fenotypen er recessiv.
Når vi krysser mellom dem, to av individene fra F1 generasjoner, får vi en F2 generasjon der vi finner de to versjonene av fargen på blomstene i veldefinerte proporsjoner: tre etterkommere med røde blomster (1 homozygot RR + 2 heterozygot Rr) og en etterkommer med hvite blomster (rr homozygote).
Denne loven sies å være "av segregering av tegn i F2-generasjonen".
Denne regelen gjelder bare hvis genene som er ansvarlige for karakteristikkene, er på forskjellige kromosomer eller hvis de er langt fra hverandre på samme kromosom. Det er deling av alleler i forskjellige gameter. Med unntak av det andre tegnet, finner vi distribusjonen av tredje generasjon for det første tegnet i diagrammet nedenfor.
Første og andre lov :
1 - Kors av røde blomstrende erter med hvite blomstrende erter (begge homozygote for denne egenskapen, WW og RR).
2 - Generasjon F1: alle individer er røde fordi den røde allelen er dominerende og den hvite er recessiv). Mens foreldrene begge var homozygote (henholdsvis WW og RR), er hele F1 heterozygot (RW).
3 - Generasjon F2: de røde og hvite figurene viser et forhold på 3: 1.
Tredje lov :
Den Punnett dambrett av de to egenskaper (hvit / brunt hår, kort / lang hale, hvor "brown" og "kort" bør være dominant) gir i F2 genererings forskjellige fenotyper i forholdet 9: 3: 3: 1 . (S = kort (kort), s = lang, B = brun, b = hvit).
Arbeidet før Mendel, for å prøve å forstå arvemekanismene, lyktes ikke. Årsaken er at hybridisatorene fungerte slik de alltid hadde jobbet, dvs. gjennom prøving og feiling. De krysset individer med forskjellige karakterer og valgte blant avkomene de som best samsvarte med ønsket. Imidlertid tillot ikke disse prosedyrene, som også er veldig effektive i utvalg fra avl og landbruks forhistoriske opprinnelse, ikke prediktive resultater og derfor formulering av lover.
Hele datidens vitenskapelige samfunn støttet arvemodellen etter blanding der egenskapene til et individ var mellomliggende mellom disse to foreldrenes (kryssing av en hvit forelder og en svart forelder som for eksempel ga en grå eller hvit og svart person ). Mendel anser ham for at foreldrene overfører forskjellige arvelige enheter som forblir forskjellige i etterkommerne (som kuler som man trekker fra to bøtter og som plasserer i en tredje bøtte).
Mendel vil velge foreldrene på en annen måte. Først av alt adopterte han ertene ( Pisum sativum ) som en eksperimentell modell , blomstrende planter hvis naturlige reproduksjon er laget av selvgjødsling , noe som gjør det mulig å kontrollere hybridisering og raskt produsere et stort antall etterkommere.
Det er Mendels andre lov eller lov om disjunktion av alleler som er resultatet av meiose .
eller 9/16 [AB] 3/16 [Ab] 3/16 [aB] 1/16 [ab] .
Dette er den tredje loven fra Mendel som kalles for uavhengighet av karakter som ikke gjelder for de relaterte gener.
Resultatene av trihybridismer (8 fenotyper) kan lett forutsies: 27 [ABC] 9 [ABc] 9 [AbC] 3 [Abc] 9 [aBC] 3 [aBc] 3 [abC] 1 [abc] .
Avslutningsvis foreslår Mendel at de arvelige egenskapene til de levende styres av en dobbel orden (et par alleler) og at bare en av to overføres til etterkommeren av hver av foreldrene. Dette er grunnlaget for genetikk som vil starte i begynnelsen av XX th århundre . Samtidig, med de første trinnene i kvantitativ biologi, vil statistikk utvikle seg . Han publiserte arbeidet sitt i 1866 i Versuche über Pflanzen-Hybriden .
Ikke alle trekk er utelukkende dominerende eller recessive. I noen tilfeller er ingen av allelene som bestemmer et trekk dominerende. Når dette er tilfelle, kan det forekomme en blanding av de to tegnene: dette kalles ufullstendig dominans . Tilsynelatende blanding av egenskaper til mellomuttrykk kan forekomme hos heterozygote individer. Eksempler på ufullstendig dominans finnes i mange plantearter, inkludert snapdragon og mais . Heldigvis for Mendel var egenskapene han studerte i erteplanter ikke utsatt for ufullstendig dominans. Hvis det hadde vært tilfelle, hadde han sannsynligvis aldri klart å legge grunnlaget for genetikk.