Вот три закона Менделя, первый из которых открыт не Грегором Менделем, но носит его имя, поскольку основан на результатах экспериментов Менделя. Три закона Менделя существуют только в нашей отечественной научной литературе. За рубежом наш первый закон стоит особняком, наш второй закон называется первым законом Менделя, а наш третий – вторым. Имейте в виду, если станете читать зарубежную литературу по генетике.
Первый закон – закон единообразия гибридов первого поколения. Он гласит: при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, все первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.
Вообще-то нам сейчас нужен третий закон, первый и второй мы будем разбирать в одиннадцатой главе, но раз уж он был упомянут, надо пояснить, что такое гомозиготные[23] и гетерозиготные организмы.
Гомозиготным называется организм, который имеет два абсолютно одинаковых гена, кодирующих один конкретный признак. Этот организм по данному признаку называют «чистым». Проще говоря – оба гена в паре идентичны.
Гетерозиготным называется организм, содержащий в паре, кодирующей данный признак, разные гены. Такой организм называют гибридным.
Кстати, знаете ли вы, что в XVIII веке гибриды в русском «народном» языке назывались «ублюдками»? Это так, к слову.
Второй закон Менделя – закон расщепления признаков – гласит, что при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
Третий закон Менделя – закон независимого наследования (распределения) признаков. Согласно этому закону, при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Наследуются независимо друг от друга!
Комбинируются во всех возможных сочетаниях!
Позвольте, но мы только что – в прошлой главе – говорили о сцепленном с полом наследовании. И вообще мы знаем, что гены, находящиеся на одной хромосоме обычно наследуются вместе, скопом. Получается, что сцепление генов опровергает третий закон Менделя (или, если по-зарубежному, то второй)? Почему же тогда этот закон не вычеркнули из перечня?
Нет, не опровергает, а уточняет, что закон независимого наследования (или распределения) признаков касается признаков, расположенных в разных хромосомах. Имея в памяти это уточнение, вы не будете путаться и не станете отрицать правильный, «справедливый» закон.
Сцеплению генов ученые уделяли и продолжают уделять большое внимание. Зная, какие гены сцеплены в одной хромосоме, можно составить генетическую карту хромосомы и предсказать, как будут распределяться признаки при скрещивании. А такое предсказание очень важно, оно имеет огромное, нет – просто гигантское хозяйственно-экономическое значение. Скрещиванием с целью получения новых пород животных и сортов растений, а также для улучшения уже существующих люди занимаются с древнейших времен. Если раньше, в догенетическую эру, селекционеры, образно говоря, блуждали на ощупь в потемках и действовали наугад в надежде на то, что все сложится нужным образом, то сейчас генетика дала им в руки мощные «фонари» – возможность управлять результатом уже на уровне планирования.
Раньше было так: скрестили – получили результат – оценили – скрестили снова, и так много-много раз. В наше время количество «холостых» скрещиваний резко уменьшилось, а слова «наугад» и «посмотрим» селекционерами начисто забыты. А что вы думаете? Наука!
На заре генетики, действуя сугубо по науке, ученые начали замечать, что в ряде случаев сцепленные признаки наследуются совсем не так, как ожидалось. Не до такой степени доходили расхождения между прогнозируемым и реальным результатом, что сделать хотели козу, а получили грозу, но определенные расхождения были. Причем они повторялись. Факторы случайности или ошибки можно было сбрасывать со счетов. Случайностей в науке на бывает, а ошибки регулярно происходить не могут. Как-то так.
В результате анализа расхождений было открыто явление, которое назвали кроссинговером. С английского «crossing over» переводится как «пересечение». Оказалось, что в первой профазе мейоза, когда гомологичные (парные) хромосомы соединяются в форме буквы Х, между ними происходит процесс обмена участками!
Слились хромосомы в едином порыве друг с другом и обменялись самым ценным из того, что у них было, – своими генами (все равно кроме генов у хромосом ничего ценного нет). Причем обменялись четко и равноценно – совершенно одинаковыми участками. Ни одна хромосома не отдает другой больше, чем получила от нее. Такие вот они меркантильные, эти хромосомы.
Изменение в генетическом материале хромосомы, вызванное кроссинговером, называется рекомбинацией.