Закон “чистоти гамет”

Сталість алельних генів у гаметах гібридного організму називають законом “чистоти гамет”. Щоб пояс­нити поведінку спадкових ознак, Г. Мендель висунув гіпотезу «чистоти гамет». Він вва­жав, що кожна із спад­кових ознак залежить від особливого елемента, який у соматичних клі­тинах міститься в подвійній кіль­кос­ті (причому один набір елементів батьківський, а другий – материн­ський). При утворенні статевих клітин (їх Г. Мендель називав зародковими і пилковими кліти­на­ми) ці елементи розходяться в різні клітини, внас­лі­док чого статеві клітини завжди містять два набори елементів, для кожної спадкової ознаки можуть містити два однакових елементи – “чисті зиготи” (гомозиготи за сучасною термінологією) за цією ознакою або мі­тять два різних еле­менти – “нечисті зиготи” (гетерозиготи) за цією ознакою. У статевих клітинах знаходи­ть­ся тільки один еле­мент для кожної спадкової ознаки і тому гамети завжди чисті за елементами всіх спад­кових ознак.

Наведена гіпотеза містить багато спільного з поведінкою хромосом і поведінкою елементів, розта­шо­ва­них у хромосомах. Г. Менделю були невідомі хромосоми і суть статевого процесу, тому гіпотеза чистоти га­мет була геніальним передбаченням.

Тепер доведено, що елементи Менделя відповідають генам і поведінці хромосом.

У гібридів F₁ під час редукційного поділу хромосоми, отримані від чоловічого і жіночого бать­ківських орга­ніз­мів, гени А і а відходять у різні дочірні клітини. Тому гаплоїдні клітини, що виникають у результаті мейо­зу, завжди містять один із генів – А або а.

Яйцеклітини з геном А і яйцеклітини з геном а утворюються порівну, як і сперматозоїди з А і а. Зап­лід­нення яйцеклітини А і а будь-яким сперматозоїдом – А або а є рівноімовірним.

У F₂ гомозиготні батьки (АА і аа) утворюють гамети тільки одного типу, а тому у F₃ дають однакове потом­ство. Гетерозиготні батьки (Аа), навпаки, утворюють гамети двох типів (А і а) і тому у F₃ відбувається розщеплення.

Серед гібридів у F₂ 1/4 нащадків АА, 1/4 нащадків аа і 1/2 нащадків – Аа, що узгоджується з поведінкою хромосом під час редукційного поділу і поведінкою гамет у процесі запліднення.

Отже, в основі закону чистоти гамет лежить цитологічний механізм мейозу.

Із цього закону випливає, що фактори залежать від взаємодії двох алельних генів у диплоїдній клітині і рецесивний ген проявляється тільки за відсутності його домінантного алеля. Так склалося уявлення про гомо- і гетерозиготу. Гомозигота – зигота або інша диплоїдна клітина, яка походить від злиття двох гамет з однаковими генотипами, а гетерозигота – від з’єднання гамет з різними генотипами.

Аналізуючи успадкування ознак при моногібридному схрещуванні, можна дійти важливого висновку:

• якщо в гібрида F₁ з двох ознак, що визначаються алельними генами, проявляється тільки до­мінантна ознака, а у F₂ рецесивна ознака вищеплюється точно в такому ж чистому вигляді, як і в батьківських форм, то це означає, що в гетерозиготи алелі А і а не змішуються;

• гамети А, які утворюються гетерозиготою Аа, є "чистими" в тому розумінні, що гамета з але­лем А "чиста" і не містить у собі нічого від алеля а, а гамета з алелем а "чиста" від А;

• явище незмішування алелів пари альтернативних ознак у гаметах гібрида дістало назву зако­ну “чис­то­ти гамет”;

• відносно сталі спадкові задатки, які не змішуються під час гібридизації, свідчать про дис­крет­ність спадковості;

• закон чистоти гамет передбачає, що в гетерозиготному стані алелі гена не змішуються, не розбавляю­ть­ся і не змінюють один одного;

• чистота гамет забезпечується механізмами мейозу;

• у процесі мейозу хромосоми випадковим чином розподіляються у гаметах, причому кожна гамета несе лише один з альтернативних проявів конкретної ознаки.