قانون توزيع الصفات

اكتشاف الجينات:

إن العديد من خصائص الناس من لون الشعر إلى الطول وحتى خطر الإصابة بمرض السكري تتأثر بالجينات، كما أن الجينات هي الطريقة التي ينقل بها الآباء الخصائص إلى أطفالهم بما في ذلك أشياء مثل الدمامل، في المائة عام الماضية تم التوصل إلى فهم أن الجينات هي في الواقع أجزاء من الحمض النووي توجد في الكروموسومات وتحدد البروتينات، حيث نشر راهب يُدعى جريجور مندل بحثًا اقترح لأول مرة وجود الجينات وقدم نموذجًا لكيفية توارثها، حيث كان قد عمل الخطوة الأولى على طريق طويل شارك فيه العديد من العلماء الذين يعملون بجد، وهذا أدى إلى الفهم الحالي للجينات وماذا تفعل.

درس مندل علم الوراثة لنباتات البازلاء وتتبع وراثة مجموعة متنوعة من الخصائص بما في ذلك لون الزهرة وموضع الزهرة ولون البذور وشكل البذور، وللقيام بذلك بدأ من خلال تهجين نباتات أم نقية ذات أشكال مختلفة من الخصائص مثل البنفسج والزهور البيضاء.

يعني التكاثر النقي فقط أن النبات سيصنع دائمًا المزيد من النسل مثله عندما يتم تخصيبه ذاتيًا، وعلى مدى عدة أجيال عبر مندل عن نباتًا أزهر البنفسج نقي التكاثر إلى نبات أبيض الأزهار نقي التكاثر، وعندما قام مندل بجمع البذور المنتجة في هذا التهجين وزرعها، وجد أن 100 بالمائة من النباتات في الجيل التالي بها زهور بنفسجية.

كان من الممكن أن تتنبأ الحكمة التقليدية في ذلك الوقت بأن الزهور الهجينة يجب أن تكون بنفسجية شاحبة، أي أن سمات الوالدين يجب أن تمتزج في النسل وبدلاً من ذلك، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء قد اختفت تمامًا، وأطلق على السمة التي كانت مرئية (زهور البنفسج) السمة السائدة والسمة التي كانت مخفية أو مفقودة (الزهور البيضاء) السمة المتنحية.

نموذج مندل للميراث:

بناءً على نتائجه توصل مندل إلى نموذج وراثة الخصائص الفردية مثل لون الزهرة، وفي نموذج مندل يقوم الآباء بتمرير عوامل وراثية والتي نسميها الآن الجينات، والتي تحدد سمات النسل، إذ أن كل فرد لديه نسختان من جين معين مثل جين لون البذور (الجين Y)، وإذا كانت هذه النسخ تمثل نسخًا مختلفة أو أليلات من الجين، فإن أليلًا واحدًا هو السائد قد يخفي الأليل الآخر المتنحي، وبالنسبة للون البذرة، فقد يخفي الأليل الأصفر السائد Y الأليل الأخضر المتنحي y.

تُعرف مجموعة الأليلات التي يحملها الكائن الحي بالنمط الجيني الخاص به، حيث يحدد النمط الجيني النمط الظاهري وهو سمات الكائن الحي التي يمكن ملاحظتها، وعندما يحتوي الكائن الحي على نسختين من نفس الأليل على سبيل المثال، (YY أو yy)، حيث يُقال إنه متماثل اللواقح لهذا الجين، وإذا كان بدلاً من ذلك يحتوي على نسختين مختلفتين (مثل Yy)، فيمكن القول إنه متغاير الزيجوت، ويمكن أن يتأثر النمط الظاهري أيضًا بالبيئة في العديد من حالات الحياة الواقعية على الرغم من أن هذا لم يكن له تأثير على عمل مندل.

قانون الفصل:

وفقًا لقانون الفصل يتم توزيع نسخة واحدة فقط من نسختين من الجينات الموجودة في الكائن الحي على كل مشيج بويضة أو خلية منوية يصنعها، ويكون تخصيص النسخ الجينية عشوائيًا، وعندما تنضم البويضة والحيوان المنوي في عملية الإخصاب فإنهما يشكلان كائنًا جديدًا يتكون تركيبته الوراثية من الأليلات الموجودة في الأمشاج.

يُعرف المربع رباعي التربيع بمربع (Punnett)، ولتحضير مربع (Punnett) تتم كتابة جميع الأمشاج الممكنة التي صنعها الوالدان على طول الجزء العلوي للأب والجانب للأم من الشبكة، ونظرًا لأنه إخصاب ذاتي فإن نفس النبات هو كل من الأم والأب.

يتم بعد ذلك عمل مجموعات من البويضات والحيوانات المنوية في الصناديق الموجودة في الجدول، والتي تمثل الإخصاب لتكوين أفراد جدد، ونظرًا لأن كل مربع يمثل حدثًا متساويًا في الاحتمال يمكن تحديد نسب التركيب الوراثي والنمط الظاهري عن طريق حساب المربعات.

توصل مندل أيضًا إلى طريقة لمعرفة ما إذا كان الكائن الحي ذو النمط الظاهري السائد (مثل نبات البازلاء الصفراء) هو متغاير الزيجوت (Yy) أو متماثل الزيجوت (YY)، حيث تسمى هذه التقنية اختبار التهجين ولا تزال تستخدم من قبل مربي النباتات والحيوانات حتى يومنا هذا، وفي اختبار تقاطع يتم تهجين الكائن الحي ذو النمط الظاهري السائد مع كائن حي متنحي متماثل الزيجوت على سبيل المثال، ذو بذرة خضراء.

إذا كان الكائن الحي ذو النمط الظاهري السائد متماثل الزيجوت فسيحصل في النهاية على أليل سائد من ذلك الأصل يكون متغاير الزيجوت، ويظهر النمط الظاهري السائد، وإذا كان الكائن الحي مع كائن النمط الظاهري السائد هو بدلاً من ذلك متغاير الزيجوت، فإن ذرية النهاية المنخفضة ستكون نصف متغايرة الزيجوت؛ النمط الظاهري السائد، ونصف الزيجوت المتجانسة؛ النمط الظاهري المتنحي، وحقيقة حصولنا على نسبة (1: 11: 11: 11)، وهذه الحالة الثانية هي تأكيد آخر لقانون مندل للفصل العنصري.