In questo articolo parleremo delle leggi della genetica classica o formale che fa riferimento alle leggi di Mendel.

Queste leggi traggono il nome dal monaco Gregor Mendel che spiegò i meccanismi fondamentali dell’ereditarietà.

Le leggi di Mendel: che cosa sono?

Queste leggi sono riferite ai caratteri controllati da un singolo gene e infatti si riferiscono alla trasmissione ereditaria dei caratteri mono-fattoriali. Quello che venne teorizzato fa riferimento alle cellule eucariote e al processo della meiosi.

Una particolare caratteristica di un individuo può essere determinata da uno o più geni. Quando ci sono più geni a determinare un carattere tipico di un individuo, solitamente sono una coppia, vengono definiti alleli.

Un individuo munito di due geni uguali per un dato carattere è definito omozigote per quel carattere.

Al contrario, se due geni diversi concorrono per una data caratteristica, essi prendono il nome di eterozigoti.

Fatta questa doverosa premessa, cerchiamo di capire meglio cosa e quali sono le leggi di Mendel.

Introduzione alle leggi di Mendel

Per capire le leggi di Mendel è necessario eseguire ancora un paio di precisazioni.

Quando un carattere si manifesta  visibilmente, prende il nome di fenotipo. Il fenotipo è determinato dal genotipo, cioè dlla costituzione genetica dell’individuo. Grazie ai suoi studi, Hugo De Vries confermò le teorie di Mendel rendendolo il nome tanto famoso in qualsiasi libro di biologia e genetica.

Mendel per eseguire i suoi esperimenti utilizzò una pianta di pisum sativum, una pianta di pisello. Il perché di questa scelta la si deve ad alcune caratteristiche tipiche proprio di questa pianta:

• Autofecondazione che impedisce l’impollinazione incrociata accidentale (questo permette di non portare un fattore confondente ai dati sperimentali);
• Facile coltivabilità della pianta;
• Poco spazio necessario.

Inoltre, le piante da lui selezionate avevano solo caratteri puri. In parole semplici mostravano sempre gli stessi caratteri di generazione in generazione.

Ora che abbiamo queste informazioni, scopriamo cosa fece Mendel a metà del 1800 per prendere la fama di “padre della genetica”.

Prima legge o legge della dominanza

A questo punto cosa fece con queste piante di piselli?

Provò ad incrociare le linee pure (P) che mostravano una dominanza su un determinato carattere. Quando incrociamo delle linee pure, dobbiamo sapere le progenie potrebbe manifestare uno solo dei due caratteri presi in esame. In questo caso si parlerà di DOMINANZA COMPLETA.

Quando un carattere si manifesta nelle progenie con una contaminazione del secondo carattere, si parla di DOMINANZA INCOMPLETA.

Infine abbiamo la CODOMINANZA, cioè si manifesteranno entrambe le caratteristiche degli alleli.

Cosa porta un allele a dominare sull’altro?

In base alla produzione (“traduzione” in linguaggio biologico) di determinate proteine.

Infatti, un allele dominante tradurrà proteine per manifestare un carattere senza che si manifesti l’altro allele.

Questo è il concetto di aplosufficienza. Capita però che gli alleli si manifestino entrambi o che quello dominante sia contaminato da quello recessivo.

Ecco cosa fece Mendel in questa prima legge e cosa ottenne

Si incrociarono piante con fiori bianchi e piante con fiori viola. Da questi nacquero solo esemplari con fiori viola, a dimostrazione che il carattere dominante sono piante di piselli a fiori viola.

In verità a quell’epoca non seppe il perché di questo fenomeno!

Nella prima generazione di piante così prodotte (F1) erano tutte eterozigote (Bb), al contrario delle linee pure genitoriali omozigote (BB o bb).

Seconda legge di Mendel o legge della segregazione

A questo punto, con piante eterozigote (Bb), Mendel le incrociò tra loro. Ottenne nuovamente dei baccelli che piantò nel terreno.

Ebbene, questa volta crebbero delle piante (F2) per tre quarti con fiori viola e per un quarto con fiori bianchi. 

Terza legge di Mendel o legge dell’assortimento indipendente

Mendel incrociò delle piante di pisum sativum con semi gialli lisci e piante con semi verdi rugosi. Che cosa successe?

Nella prima generazione (F1) nacquero piante con semi tutti gialli lisci.

Una volta però incrociati questi ultimi si ottennero ancora degli altri risultati.

Infatti, nella seconda generazione (F2) si ottennero delle combinazioni mai viste prima: semi gialli rugosi e semi verdi lisci.

I rapporti di quest’ultima generazione furono 9:3:3:1:

• 9/16 per la forma gialla liscia;
• 3/16 per la forma verde liscia;
• 3/16 per la forma gialla rugosa;
• 1/16 per la forma verde rugosa.

Eccezioni alle leggi di Mendel

La prima legge della dominanza presenta diverse eccezioni.

Tra queste analizzeremo tre diverse dominanze:

• legate al tempo;
• incomplete;
• imperfette.

Perché in alcuni individui cambia il colore dei capelli con l’età?

Questo è un esempio di dominanza legata al tempo. Alcuni bambini con capelli chiari tendono a scurirsi con l’età.

La dominanza incompleta

Ci sono fiori da cui si ottengono degli eterozigoti con caratteristiche nuove! Questa è la prima eccezione alle leggi di Mendel.

In questo caso, l’incrocio tra due ibridi (F1), si generano piante (F2) con caratteristiche differenti e un rapporto di 1:2:1, dove il numero 2 identifica gli eterozigoti con un colore intermedio rispetto ai due omozigoti, uno a colore viola e l’altro a colore bianco.

La dominanza intermedia

Questo è l’esempio tipico di alcune galline con penne di un colore e penne di un altro colore. A volte i geni presenti in cellule differenti del corpo generano caratteri differenti. Questo ne è un classico esempio.

Eccezioni alla terza legge di Mendel

Nelle leggi di Mendel può succedere che durante un incrocio di ibridi si possono disaccoppiare alcuni caratteri. Se alcuni caratteri si trovano sullo stesso cromosoma di una coppia si avrà la trasmissione dei caratteri insieme. Quest’ultima eccezione cercò di chiarirla un biologo statunitense di nome Thomas Hunt Morgan, ma questo sarà materiale per un altro articolo.

A cura del Dottor Giulio Merlini

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