penemuan Mendel. Biografi dan Penemuan Mendel Penemuan Mendel yang paling penting bagi genetika

Kontribusi apa terhadap biologi, naturalis Austria, ahli botani dan tokoh agama, biksu, pendiri doktrin hereditas, akan Anda pelajari dari artikel ini.

Penemuan Gregor Mendel

Abad kedua puluh ditandai dengan penemuan sensasional di bidang biologi. Tiga ilmuwan ahli botani Cermak, de Vries dan Correns menyatakan bahwa 35 tahun yang lalu seorang biksu dan ilmuwan Ceko Gregor Mendel, yang tidak diketahui siapa pun, menemukan hukum pewarisan karakteristik individu.

Perlu dicatat bahwa Mendel dilahirkan dalam keluarga petani miskin yang merupakan seorang tukang kebun. Orang tuanya tidak mampu memberikan pendidikan yang layak kepada putranya. Oleh karena itu, pemuda tersebut hanya lulus SMA dan bercita-cita untuk masuk universitas.

Suatu hari dia pergi ke biara dan menerima perintah biara. Dia mengejar satu tujuan - pengetahuan. Biara tersebut memiliki perpustakaan yang kaya, dan dia memiliki kesempatan untuk belajar di universitas. Selain itu, Gregor tertarik pada biologi, dan ada taman di dekat selnya. Dan dia memutuskan untuk melakukan percobaan persilangan tanaman. Kacang polong bertindak sebagai subjek percobaan. Untuk eksperimennya, biksu tersebut memilih 7 pasang varietas tanaman budidaya ini. Setiap pasang kacang polong memiliki perbedaannya masing-masing. Misalnya, benih pasangan pertama berstruktur halus, sedangkan pasangan kedua berstruktur keriput; yang satu batangnya tidak lebih dari 60 cm, dan yang kedua mencapai 2 m; Warna bunga pada satu varietas berwarna putih, sedangkan pada pasangan lainnya berwarna ungu.

Selama tiga tahun pertama, Mendel menabur varietas pilihan untuk memastikan bebas dari kotoran. Kemudian percobaan penyeberangan dimulai. Dalam percobaannya, ia menemukan bahwa salah satu tanaman bersifat dominan dan sifat-sifatnya menekan sifat tanaman kedua. Mendel menyebut proses ini “resesif.” Jadi itu dibuka hukum hereditas pertama dalam biologi. Musim panas berikutnya, ia menyilangkan hasil hibrida berbunga merah dengan varietas utama kacang polong berbunga merah. Dan bayangkan betapa terkejutnya dia ketika tanaman itu mekar dan bunganya berubah menjadi putih. Mendel menyebut fenomena munculnya warna putih setelah satu generasi ini sebagai “pemisahan karakter”. Jadi itu Hukum hereditas kedua dalam biologi ditemukan. Sayangnya penemuannya tidak berhasil. Hanya 140 tahun kemudian umat manusia menghargai eksperimennya di bidang biologi.

Abad kedua puluh biologi dimulai dengan penemuan sensasional. Pada saat yang sama, tiga ahli botani - Hugo de Vries dari Belanda, K. Correns dari Jerman, dan K. Cermak dari Austria - melaporkan bahwa 35 tahun yang lalu ilmuwan Ceko yang tidak dikenal Gregor Johann Mendel (1822-1884) menemukan hukum dasar pewarisan sifat karakter individu. Tahun 1900, tahun ditemukannya kembali hukum Mendel, kini dianggap sebagai tahun lahirnya ilmu hereditas – genetika.

Secara lahiriah, kehidupan Mendel tenang dan tidak mencolok. Ia dilahirkan dalam keluarga seorang petani tukang kebun. Anak laki-laki itu dengan penuh semangat mencari ilmu. Orang tuanya tidak mempunyai dana untuk pendidikan anaknya. Dengan mengorbankan usaha dan kesulitan yang besar, Johann lulus dari sekolah menengah atas, tetapi universitas tidak dapat diakses olehnya.

Saat masih berusia dua puluh tahun, Mendel melewati ambang pintu biara Augustinian di kota Brünn yang tenang di Bohemia (sekarang Brno di Cekoslowakia). Dapat dianggap bahwa nasibnya telah ditentukan: seiring dengan pangkat pemula, ia menerima nama baru - Gregor dan mulai mempelajari Kitab Suci. Empat tahun berlalu dan Mendel menjadi pendeta. Namun alih-alih membaca khotbah, menerima komuni dan mengaku dosa, dia meninggalkan biara suci. Ilmu pengetahuan alam dan ilmu eksakta masih membuatnya tertarik. Dengan dana dari biara, Mendel melakukan perjalanan ke Wina dan mencoba masuk universitas untuk mempelajari fisika dan matematika secara menyeluruh. Setelah gagal, dia kembali ke Brunn.

Di sini pendeta Mendel mulai mengajar fisika, matematika, dan ilmu alam lainnya di sekolah sungguhan dan mengukir sebidang kecil tanah di taman biara untuk memulai eksperimen yang ditakdirkan untuk memuliakan namanya selama berabad-abad.

Pada tahun 1865, ia mempublikasikan hasil karyanya yang meletakkan dasar ilmiah genetika. Tujuan utama yang ditempuh Mendel adalah mempelajari hukum-hukum yang menentukan perkembangan keturunan dari persilangan orang tua yang berbeda sifat keturunannya. Semua ciri yang menjadi ciri organisme ayah dan ibu melekat pada sel germinalnya, dan organisme yang terbentuk dari sel germinal yang menyatu (sel telur ibu dan sperma ayah) harus memiliki ciri ayah dan ibu.

Namun bagaimana, menurut hukum apa, ciri-ciri ini digabungkan dalam keturunan, para pendahulu Mendel tidak dapat mengetahuinya. Kesalahan para ilmuwan ini adalah mereka mencoba mengikuti nasib banyak karakter dalam satu persilangan, dan pada saat yang sama mereka memilih pasangan yang buruk untuk disilangkan, dan semuanya menjadi sangat kacau. Masalahnya perlu disederhanakan, bukan mencoba menyelesaikan semua masalah sekaligus, tapi ternyata ini yang paling sulit.

Mendel terbantu oleh kegemarannya pada ilmu eksakta. Hal pertama yang dia perhatikan adalah banyaknya tanda yang harus diperhatikan. Penting untuk memilih pasangan untuk disilangkan sedemikian rupa sehingga organisme yang disilangkan tidak berbeda satu sama lain kecuali satu karakteristik. Setelah menyelesaikan persamaan derajat pertama, Anda dapat melanjutkan ke masalah yang lebih kompleks. Sesederhana ide Mendel, ini merupakan langkah maju yang besar.

Tapi organisme mana yang harus disilangkan? Di sini juga, Mendel memutuskan untuk mengikuti jalan memaksimalkan penyederhanaan masalah. Dia memusatkan perhatiannya pada tumbuhan, dan tumbuhan yang diserbuki oleh serbuk sarinya sendiri. Pada tanaman yang melakukan penyerbukan silang, angin mungkin secara tidak sengaja membawa serbuk sari dari tanaman lain, dan seluruh percobaan akan sia-sia. Dari penyerbuk sendiri, dia memilih kacang polong.

Mendel meneliti 34 varietas kacang polong dan hanya menyisakan 7 pasang varietas untuk percobaan. Varietas setiap pasangan hanya berbeda dalam satu sifat. Pada satu varietas bijinya halus, pada varietas lain bijinya berkerut; batang satu varietas tinggi, mencapai 2 m, di varietas lain hampir mencapai 60 cm; Warna mahkota bunga pada satu varietas kacang polong adalah ungu, pada varietas lain berwarna putih.

Selama tiga tahun, Mendel dengan hati-hati menabur tanaman pilihannya dan memastikan bahwa tanaman tersebut adalah varietas murni, bebas dari kotoran. Mendel kemudian mulai melakukan kawin silang. Dari tanaman dengan mahkota bunga ungu, ia mengeluarkan benang sari dengan kepala sari dan memindahkan serbuk sari dari tanaman berbunga putih ke kepala putik. Tanggal jatuh tempo telah berlalu, tanaman itu berbuah, dan pada musim gugur ilmuwan tersebut memiliki benih hibrida di tangannya. Ketika Mendel menabur benih hibrida ke dalam tanah pada musim semi dan menunggu kuncupnya mekar, ia menemukan bahwa semua bunga tanaman hibrida memiliki warna ungu yang sama dengan salah satu induknya (tanaman induk).

Apa yang telah terjadi? Mungkinkah serbuk sari dari tanaman berbunga putih tidak efektif? Namun dalam kasus ini, buah tidak akan terbentuk, karena serbuk sari dari tanaman induk telah dikeluarkan saat masih berada di dalam benang sari. Mungkinkah percobaan tersebut diganggu oleh serbuk sari asing yang dibawa secara kebetulan dari tanaman berbunga merah? Namun kacang polong merupakan penyerbuk sendiri yang ketat, dan kemungkinan masuknya serbuk sari asing tidak termasuk. Namun yang terpenting adalah pada persilangan lain (varietas yang berbeda sifat lainnya), Mendel pada dasarnya memperoleh hasil yang sama. Dalam semua kasus, keturunan persilangan pertama hanya menunjukkan sifat salah satu orang tuanya. Salah satu tandanya ternyata begitu kuat sehingga sepenuhnya menekan manifestasi tanda lainnya. Mendel menyebutnya dominan. Sifat lemah yang tidak terwujud disebut “resesif”. Beginilah cara Mendel menemukan aturan, atau hukum, hereditas pertama: pada hibrida generasi pertama tidak ada karakter yang saling larut, tetapi ada dominasi, dominasi satu karakter (kuat) atas karakter (lemah) lainnya.

Pada musim panas yang sama, Mendel melakukan eksperimen bagian kedua. Kali ini ia menyilangkan saudara kandung ungu-merah yang diperoleh setelah hibridisasi pertama. Dia menabur benih yang diperoleh dari persilangan baru pada musim semi berikutnya. Dan sekarang bibit di bedengan sudah menghijau. Akan seperti apa bunganya? Tampaknya hasil eksperimen tersebut dapat ditebak dengan akurat. Keturunan seperti apa yang didapat dari persilangan anjing hitam dengan anjing hitam? Jelas sekali seekor anjing hitam. Bagaimana dengan menyilangkan kacang polong berbunga merah dengan kacang polong berbunga merah? Yang jelas hanya kacang polong yang bunganya berwarna merah. Namun ketika kuncupnya mekar, Mendel menemukan bahwa seperempat tanaman memiliki mahkota berwarna putih. Ciri warna putih, yang sepertinya hilang setelah persilangan pertama, muncul kembali pada “cucu”. Apa yang terjadi adalah apa yang disebut Mendel sebagai pemisahan karakter.

Ternyata ketika primordia tumbuhan berbunga putih dan berbunga merah digabungkan, faktor keturunan bunga putih tidak hilang atau hilang, melainkan hanya untuk sementara ditekan oleh faktor dominan kuat kelopak merah. Kemunculan hibrida semacam itu memang menipu. Sifat hibrida baru terungkap setelah persilangan kedua. Ketika faktor pembungaan putih yang tertekan pada satu tanaman hibrida bertemu dengan faktor yang sama tertekannya pada tanaman hibrida kedua, keturunannya akan mengembangkan bunga putih. Pada tahun 1900, Hugo de Vries menyebut pola kemunculan sifat-sifat pada keturunan generasi kedua yang ditekan pada hibrida generasi pertama sebagai hukum kedua Mendel atau hukum segregasi.

Ketika Mendel menganalisis berapa banyak hibrida generasi kedua yang mengembangkan sifat dominan dan resesif, ia menemukan pola numerik yang sama di semua kasus. Setelah menyilangkan kacang polong yang berbiji halus dan keriput, Mendel memperoleh 253 biji. Semuanya mulus. Setelah menyilangkan hibrida berbiji halus satu sama lain, pembelahan terjadi pada generasi berikutnya. Biji yang terbentuk berjumlah 7.324 biji: 5.474 biji halus dan 1.850 biji keriput. Perbandingan antara benih halus (sifat dominan) dan keriput (sifat resesif) adalah 2,96:1. Pada percobaan lain yang mengamati pewarisan warna benih, dari 8023 benih yang diperoleh setelah persilangan kedua, 6022 benih berwarna kuning dan 2001 benih berwarna hijau. Perbandingan warna kuning dan hijau adalah 3,01: 1. Mendel membuat perhitungan serupa untuk ketujuh pasang varietas. Hasilnya sama dimana-mana. Pemisahan sifat dominan dan resesif rata-rata 3:1. Mendel memahami bahwa pola yang ditemukannya tidak mungkin berlaku untuk satu tumbuhan, hanya muncul jika sejumlah besar organisme disilangkan.

Ilmuwan tidak membatasi dirinya pada persilangan monohibrid, yaitu persilangan di mana organisme hanya berbeda dalam satu sifat. Berdasarkan pola terbuka, ia pertama kali menghitung dan kemudian membuktikan secara eksperimental bagaimana pemisahan tanda terjadi dalam setiap kasus. Mendel menguji kesimpulannya dalam eksperimen dengan tumbuhan yang berbeda dalam dua atau tiga sifat. Ini cukup untuk memastikan bahwa dalam kasus yang lebih kompleks, rumusnya benar.

Jadi, Mendel terlebih dahulu mempelajari kestabilan keturunan varietas kacang polong, kemudian menemukan aturan dominasi, kemudian segregasi, setelah itu menganalisis pola kuantitatif segregasi organisme yang berbeda satu, dua, dan tiga ciri, dan terakhir memberikan rumus persilangan. . Membuat karyanya semakin rumit, ia selangkah demi selangkah mencapai puncak teorinya - prediksi prinsip-prinsip struktur materi genetik.

Dan dengan prediksi inilah dia melampaui ilmu pengetahuan kontemporer hampir setengah abad. Pada masa Mendel, tidak ada yang diketahui tentang pembawa materi hereditas - gen, namun ia mendeskripsikan sifat-sifatnya dengan cara yang sama seperti para astronom meramalkan keberadaan planet yang belum ditemukan oleh siapa pun. Mendel beralasan sebagai berikut: karena ada dominasi dan resesif yang muncul pada saat persilangan, berarti sel germinal membawa faktor keturunan, yang salah satunya menentukan sifat dominasi, yang lain - resesif. Jadi dia meramalkan adanya faktor-faktor, yang kemudian disebut gen, yang masing-masing bertanggung jawab atas sifat-sifat tertentu.

Karena faktor jenis kelamin ini digabungkan dalam sel organisme hibrida, semua selnya membawa dua faktor dengan sifat yang sama. Bergantung pada sifat faktor-faktor ini, organisme akan mengandung faktor yang sama (organisme tersebut disebut homozigot) atau faktor yang berbeda (organisme heterozigot untuk suatu sifat tertentu). Hal ini menjelaskan mengapa, ketika organisme yang benar-benar mirip satu sama lain disilangkan, tiba-tiba muncul individu dalam keturunannya yang tidak mirip dengan orang tua langsungnya, tetapi menyerupai “kakek” atau “nenek”.

Dan terakhir, Mendel membuat asumsi yang dianggap sebagai salah satu hukum terpentingnya. Ia sampai pada gagasan bahwa sel-sel kelamin (gamet) hanya membawa satu kecenderungan dari masing-masing sifat dan bebas (murni) dari kecenderungan lain dari sifat yang sama. Hukum ini disebut “hukum kemurnian gamet”.

Setelah delapan tahun bekerja, Mendel melaporkan hasilnya. Karyanya diterbitkan dalam jurnal Brunn Society of Naturalists. Publikasi provinsi ini kurang dikenal di kalangan ilmuwan, diterbitkan dalam sirkulasi kecil, dan tidak mengherankan jika artikel Mendel tidak membuahkan hasil apa pun dalam dunia ilmiah.

Setelah tahun 1868, Mendel sepenuhnya meninggalkan eksperimennya. Pada saat yang sama dia mulai menjadi buta. Ketegangan tidak manusiawi yang dia alami saat memeriksa dan memilah puluhan ribu tanaman, bunga, batang, daun, dan biji selama lebih dari 10 tahun membuahkan hasil. Pada tahun 1884, tanpa mendapat pengakuan, ilmuwan besar Ceko Gregor Johann Mendel meninggal.

Dan 16 tahun kemudian, seluruh dunia ilmiah mengetahui penemuan Mendel. Ratusan ilmuwan di seluruh dunia mulai melanjutkan penelitiannya; Belakangan, hukum Mendel dijelaskan oleh perilaku kromosom. Saat ini, gen telah dipelajari pada tingkat molekuler dan materi pembawa hereditas, yang keberadaannya diprediksi Mendel, mulai dipelajari dengan menggunakan metode biologi, fisika, kimia dan matematika.

Kehormatan pembukaan pola kuantitatif, menyertai pembentukan hibrida, milik seorang biksu Ceko, seorang ahli botani amatir Johann Gregor Mendel(1822-1884). Dalam karya-karyanya yang dilakukan dari tahun 1856 hingga 1863. terungkap dasar hukum hereditas. DI DALAM 1865 dia mengirimkan artikel ke Society of Natural Scientist berjudul "Eksperimen pada tanaman hibrida."

G.Mendel untuk pertama kalinya merumuskan konsepnya dengan jelas simpanan herediter yang terpisah(“gen” - 1903, Johansen). Hukum dasar Mendel adalah hukum kemurnian gamet.

1902 - W. Batson merumuskan posisi bahwa kecenderungan yang sama adalah homozigot, kecenderungan yang berbeda adalah heterozigot.

Tetapi! Penelitian eksperimental dan analisis teoretis terhadap hasil persilangan yang dilakukan Mendel melampaui perkembangan ilmu pengetahuan lebih dari seperempat abad.

Pada saat itu hampir tidak ada yang diketahui tentang pembawa materi hereditas, mekanisme penyimpanan dan transmisi informasi genetik, serta kandungan internal proses pembuahan. Bahkan hipotesis spekulatif tentang sifat hereditas (C. Darwin dan lain-lain) dirumuskan kemudian.

Hal ini menjelaskan fakta bahwa karya G. Mendel tidak mendapat pengakuan apapun pada masanya dan tetap tidak diketahui sampai saat ini penemuan kembali hukum Mendel.

Pada tahun 1900 - secara independen satu sama lain, tiga ahli botani -

K. Correns (Jerman) (jagung)

G. de Vries (Belanda) (poppy, datura)

E. Csermak (Austria) (kacang polong)

Dalam eksperimen mereka, mereka menemukan pola-pola yang sebelumnya ditemukan oleh Mendel, dan setelah menemukan karyanya, menerbitkannya lagi pada tahun 1901.

Faktanya ditetapkan (1902) bahwa memang demikian kromosom membawa informasi herediter(V.Setton, T.Boveri). Ini menandai dimulainya arah baru dalam genetika - teori hereditas kromosom. Pada tahun 1906, W. Batson memperkenalkan konsep “genetika”, “genotipe”, dan “fenotipe”.

Pembenaran teori hereditas kromosom

Pada tahun 1901 Thomas Gent (Berburu) Morgan(1866-1945) pertama kali mulai melakukan eksperimen model binatang– objek penelitiannya adalah lalat buah – Drosophilamelanogaster. Fitur pandangan depan:

Bersahaja (berkembang biak pada media nutrisi pada suhu 21-25C)

Kesuburan (dalam 1 tahun - 30 generasi; satu betina - 1000 individu; siklus perkembangan - 12 hari: setelah 20 jam - telur, 4 hari - larva, 4 hari lagi - pupa);

Dimorfisme seksual: betina lebih besar, perutnya runcing; jantan lebih kecil, perut membulat, ruas terakhir berwarna hitam)

Berbagai macam tanda

Ukuran kecil (kira-kira 3 mm.)

1910 - T. Morgan - Teori hereditas kromosom:

Keturunan mempunyai sifat tersendiri. Gen adalah unit keturunan dan kehidupan.

Kromosom mempertahankan individualitas struktural dan genetik di seluruh ontogeni.

Di R! Kromosom homolog berkonjugasi berpasangan dan kemudian berpisah, berakhir di sel germinal yang berbeda.

Pada sel somatik yang berasal dari zigot, kumpulan kromosom terdiri dari 2 kelompok homolog (betina, jantan).

Setiap kromosom memainkan peran tertentu. Gen-gen tersebut tersusun secara linier dan membentuk satu kelompok keterkaitan.

1911 – hukum pewarisan sifat (gen) yang saling terkait(gen yang terlokalisasi pada kromosom yang sama diwariskan terkait).

Jadi, ada dua tahapan penting dalam perkembangan genetika:

1 – Penemuan Mendel berdasarkan penelitian hibridologi – pembentukan pola kuantitatif dalam pemisahan karakter selama persilangan.

2 – bukti bahwa kromosom adalah pembawa faktor keturunan. Morgan merumuskan dan membuktikan secara eksperimental konsep keterkaitan gen dalam kromosom.

Gregor Mendel adalah orang pertama yang nyaris memecahkan misteri kuno. Dia adalah seorang biarawan di biara Brunn (sekarang Brno, Republik Ceko) dan selain mengajar, dia terlibat dalam eksperimen melintasi kacang polong di waktu luangnya. Laporannya mengenai topik ini, yang diterbitkan pada tahun 1865, tidak diterima secara luas. Terlepas dari kenyataan bahwa teori seleksi alam telah menarik perhatian seluruh dunia ilmiah enam tahun sebelumnya, beberapa peneliti yang membaca artikel Mendel tidak terlalu mementingkan hal itu dan tidak menghubungkan fakta yang disajikan di dalamnya dengan teori seleksi alam. asal usul spesies. Dan baru pada awal abad ke-20, tiga ahli biologi, yang melakukan eksperimen pada organisme berbeda, memperoleh hasil serupa, membenarkan hipotesis Mendel, yang kemudian menjadi terkenal secara anumerta sebagai pendiri genetika.

Mengapa Mendel berhasil sedangkan sebagian besar peneliti lain gagal? Pertama, ia hanya meneliti ciri-ciri yang sederhana dan jelas, misalnya warna atau bentuk biji. Tidak mudah untuk mengisolasi dan mengidentifikasi sifat-sifat sederhana yang dapat diwariskan. Ciri-ciri seperti tinggi suatu tanaman, serta kecerdasan atau bentuk hidung seseorang, bergantung pada banyak faktor, dan sangat sulit untuk menelusuri hukum pewarisannya. Sangat jarang terlihat secara lahiriah dan pada saat yang sama tidak tergantung pada tanda-tanda lain. Selain itu, Mendel mengamati transmisi suatu sifat selama beberapa generasi. Dan yang mungkin paling penting, dia mencatat secara tepat kuantitas individu dengan satu atau beberapa sifat dan melakukan analisis statistik terhadap data.

Eksperimen genetika klasik selalu menggunakan dua atau lebih varietas, dua varietas, atau garis, dari spesies biologis yang sama, berbeda satu sama lain dalam ciri-ciri sederhana seperti warna bunga tumbuhan atau warna bulu binatang. Mendel memulai dengan garis yang bersih kacang polong, yaitu dari galur-galur yang selama beberapa generasi bersilangan secara eksklusif satu sama lain dan oleh karena itu terus-menerus hanya menunjukkan satu bentuk sifat tersebut. Garis seperti itu dikatakan demikian berkembang biak dalam kemurnian. Selama percobaan Mendel menyeberang individu dari garis yang berbeda satu sama lain dan diterima hibrida. Pada saat yang sama, pada kepala putik tanaman yang kepala sarinya dihilangkan dari satu galur, ia memindahkan serbuk sari dari tanaman dari galur lain. Diasumsikan bahwa ciri-ciri tanaman induk yang berbeda pada keturunan hibrida harus bercampur satu sama lain. Dalam salah satu percobaan (Gambar 4.1), Mendel menyilangkan varietas murni berbiji kuning dan varietas murni berbiji hijau. Dalam pencatatan percobaan, tanda silang berarti “menyilang dengan…” dan anak panah menunjuk ke generasi berikutnya.

Kita mungkin mengira bahwa generasi hibrida akan memiliki biji berwarna kuning kehijauan, atau sebagian berwarna kuning dan sebagian lagi berwarna hijau. Namun yang terbentuk hanya biji berwarna kuning. Nampaknya tanda “hijau” sudah hilang sama sekali dari generasi ke generasi F 1(surat F menunjukkan generasi, dari kata Latin filius - putra). Kemudian Mendel menanam benih tersebut secara turun temurun F 1 dan menyilangkan tanaman satu sama lain, sehingga diperoleh generasi kedua F2. Menariknya, sifat “hijau”, yang menghilang pada generasi hibrida pertama, muncul kembali: pada beberapa tanaman dari generasi tersebut F 2 ada yang berbiji kuning, ada pula yang berbiji hijau. Percobaan lain pada persilangan tanaman dengan manifestasi sifat yang berbeda memberikan hasil yang sama. Misalnya saja ketika Mendel menyilangkan varietas kacang murni berbunga ungu dan varietas murni berbunga putih dalam satu generasi F 1 semua tanaman ternyata mempunyai bunga berwarna ungu, dan secara generasi F 2 Beberapa tanaman memiliki bunga berwarna ungu, sementara yang lain memiliki bunga berwarna putih.

Berbeda dengan pendahulunya, Mendel memutuskan untuk menghitung jumlah pasti tanaman (atau benih) dengan sifat tertentu. Dengan menyilangkan tanaman sesuai warna bijinya, diperolehnya dalam satu generasi F 2 Biji kuning sebanyak 6022 buah dan biji hijau sebanyak 2001 buah. Dengan menyilangkan tanaman berdasarkan warna bunganya, diperoleh 705 bunga ungu dan 224 bunga putih. Angka-angka ini belum mengatakan apa-apa, dan dalam kasus serupa, para pendahulu Mendel angkat tangan dan berpendapat bahwa tidak ada yang masuk akal yang bisa dikatakan mengenai hal ini. Namun, Mendel memperhatikan bahwa rasio angka-angka ini mendekati 3:1, dan pengamatan ini membawanya pada kesimpulan sederhana.

Mendel berkembang model- penjelasan hipotetis tentang apa yang terjadi selama penyeberangan. Nilai suatu model bergantung pada seberapa baik model tersebut menjelaskan fakta dan memprediksi hasil eksperimen. Menurut model Mendel, tumbuhan memiliki "faktor" tertentu yang menentukan pewarisan sifat turun-temurun, dan setiap tumbuhan memiliki dua faktor untuk setiap sifat - satu dari setiap induk. Selain itu, salah satu faktor ini mungkin terjadi dominan, yaitu, kuat dan terlihat, dan yang lainnya - terdesak, atau lemah dan tidak terlihat. Warna kuning pada biji harus dominan, dan warna hijau harus resesif; warna ungu dominan dibandingkan putih. Sifat “faktor keturunan” ini tercermin dalam pencatatan eksperimen genetik: huruf kapital berarti sifat dominan, dan huruf kecil berarti sifat resesif. Misalnya, warna kuning dapat dilambangkan dengan Y, dan warna hijau sebagai kamu. Menurut pandangan modern, “faktor keturunan” adalah gen individu yang menentukan warna atau bentuk benih, dan kita menyebutnya berbagai bentuk gen. alel atau alelomorf (morf- membentuk, alelon- satu sama lain).

Beras. 4.1. Penjelasan hasil yang diperoleh Mendel. Setiap tanaman mempunyai dua salinan gen yang menentukan warna, namun meneruskan salah satu salinan tersebut ke gametnya. Gen Y dominan terhadap gen y, oleh karena itu benih semua tanaman generasi F t yang memiliki sekumpulan gen Yy berwarna kuning. Pada generasi berikutnya, empat kombinasi gen dimungkinkan, tiga di antaranya menghasilkan biji kuning dan satu lagi- hijau

Pada Gambar. Gambar 4.1 menunjukkan jalannya eksperimen Mendel, serta kesimpulan yang diperolehnya. Garis bersih kacang polong kuning harus memiliki dua faktor: Y(YY), dan sederetan kacang polong dengan biji hijau - dua faktor kamu (kamu). Karena kedua faktor tersebut sama pada tanaman induknya, kita katakan demikian homozigot atau tanaman ini - homozigot. Masing-masing tanaman induk memberikan keturunannya salah satu faktor yang menentukan warna benih, sehingga semua tanaman dalam generasi tersebut kaki memiliki faktor Y y. Kedua faktor warna tersebut berbeda, jadi kami menyebutnya demikian heterozigot atau tanaman ini - heterozigot. Apabila tanaman heterozigot disilangkan satu sama lain, masing-masing menghasilkan dua jenis gamet, setengahnya membawa faktor tersebut kamu, dan separuh lainnya adalah faktor kamu. Gamet bergabung secara acak dan menghasilkan empat jenis kombinasi: YY, YY, kamu-atau eh. Benih hijau hanya terbentuk pada kombinasi terakhir, karena kedua faktor di dalamnya bersifat resesif; kombinasi lainnya menghasilkan biji berwarna kuning. Ini menjelaskan rasio 3:1 yang diamati Mendel.

Apa yang ditemukan Gregor Mendel?

Saat masih berusia dua puluh tahun, Mendel melewati ambang pintu biara Augustinian di kota Brünn yang tenang di Bohemia (sekarang Brno di Cekoslowakia). Dapat diasumsikan bahwa nasibnya telah ditentukan: seiring dengan pangkat pemula, ia menerima nama baru - Gregor dan mulai mempelajari Kitab Suci. Empat tahun berlalu dan Mendel menjadi pendeta. Namun alih-alih membaca khotbah, menerima komuni dan mengaku dosa, dia meninggalkan biara suci. Ilmu pengetahuan alam dan ilmu eksakta masih membuatnya tertarik. Dengan dana dari biara, Mendel melakukan perjalanan ke Wina dan mencoba masuk universitas untuk mempelajari fisika dan matematika secara menyeluruh. Setelah gagal, dia kembali ke Brunn.

Dan dengan prediksi inilah dia melampaui ilmu pengetahuan kontemporer hampir setengah abad. Pada masa Mendel, tidak ada yang diketahui tentang pembawa materi hereditas - gen, tetapi ia menggambarkan sifat-sifatnya dengan cara yang sama seperti para astronom meramalkan keberadaan planet yang belum ditemukan oleh siapa pun. Mendel beralasan sebagai berikut: karena ada dominasi dan resesif yang muncul pada saat persilangan, berarti sel germinal membawa faktor keturunan, yang salah satunya menentukan sifat dominasi, yang lain - resesif. Jadi dia meramalkan adanya faktor-faktor, yang kemudian disebut gen, yang masing-masing bertanggung jawab atas sifat-sifat tertentu.

Dan 16 tahun kemudian, seluruh dunia ilmiah mengetahui penemuan Mendel. Ratusan ilmuwan di seluruh dunia mulai melanjutkan penelitiannya; Belakangan, hukum Mendel dijelaskan oleh perilaku kromosom (lihat artikel “Keturunan”). Saat ini, gen telah dipelajari pada tingkat molekuler dan materi pembawa hereditas, yang keberadaannya diprediksi Mendel, mulai dipelajari dengan menggunakan metode biologi, fisika, kimia dan matematika.