Matematicandoinsieme

Mendel e l’ereditarietà1

Gregor Mendel: il padre della genetica

Gregor Mendel (1822-1894)

• Monaco e naturalista austriaco.

• Condusse i suoi studi sulle piante

del pisello odoroso nel giardino del

2

del pisello odoroso nel giardino del

monastero di Brno, nell’odierna

Repubblica Ceca.

•Scoprì i processi dell’ereditarietà.

2

•La genetica è la scienza che studia la trasmissione dei

caratteri da una generazione alla successiva.

•Viene definito carattere una caratteristica che si manifesta

in maniera variabile tra individui

Che cos’è la genetica?

3

in maniera variabile tra individui

•Il tratto è la variante di un carattere

3

• Il controllo dell’impollinazione

• La scelta dei caratteri

• La scelta della generazione parentale

Mendel e gli strumenti della ricerca

• La scelta della generazione parentale

• L’approccio matematico- statistico

4

Perchè Mendel scelse la pianta del pisello?

•Facile da coltivare

•Rapido accrescimento

•Discendenza numerosa

•Autofecondazione e fecondazione incrociata (possibilità di controllo)•Autofecondazione e fecondazione incrociata (possibilità di controllo)

•Fiori con componente maschile e femminile

•Caratteri facilmente osservabili

•Presenza di due forme alternative per ciascun carattere studiato

Gli esperimenti di Mendel• Ha incrociato artificialmente piante “pure” per determinati

caratteri

• Ha registrato le caratteristiche delle progenie ottenute con la fecondazione incrociata

6

Caratteri usati da Mendel

• 7 caratteri puri

• Incroci monoibridi

7

La prima legge di Mendel: la dominanza

Gli individui ibridi della prima

generazione filiale (F1)

manifestano solo uno dei

tratti presenti nella

generazione parentale (P).

Il tratto che compare in F1

è il tratto dominante,

mentre il tratto recessivo

non appare nella prima

generazione filiale.

8

Quando un individuo produce

gameti, le due copie di un

gene (gli alleli) si separano,

e ciascun gamete riceve solo

una copia.

La seconda legge di Mendel: la segregazione

Nella seconda generazione

filiale (F2), ottenuta per

autoimpollinazione di F1,

si manifestano sia il tratto

dominante che quello

recessivo in rapporto 3:1.

9

La meiosi spiega la segregazione

Gli elementi unitari

dell’ereditarietà, fattori discreti,

oggi sono chiamati geni

e le diverse forme

10

e le diverse forme

di uno stesso gene sono

gli alleli.

10

Omogigote o Eterozigote

Un individuo si dice

omozigote per un gene

se ha due alleli uguali.

11

Se invece i due alleli presenti

sono diversi l’individuo

è eterozigote per quel gene.

11

Genotipo e fenotipo

• L’insieme degli alleli

che determinano un certo

carattere è definito genotipo

(per esempio, ll), mentre

la catteristica fisica

che essi determinano viene

12

che essi determinano viene

detto fenotipo (per esempio,

seme rugoso).

• Allo stesso fenotipo possono

corrispondere genotipi diversi

12

Un modo per prevedere

le combinazioni alleliche

risultanti da un incrocio

è il quadrato di Punnett:

se su un lato si riportano

i gameti femminili (aploidi)

Il quadrato di Punnett

13

se su un lato si riportano

i gameti femminili (aploidi)

e sull’altro quelli maschili

(sempre aploidi), all’interno

si otterranno tutti i possibili

genotipi (diploidi).

13

Testcross

Permette di determinare il genotipo di una

pianta che mostra fenotipo dominante.

La terza legge di Mendel: l’assortimento

indipendente

Durante la formazione dei

gameti, geni diversi si

distribuiscono l’uno

indipendentemente dall’altro.

15

Nell’esperimento sedici

possibili combinazioni alleliche

originano nove genotipi che

determinano quattro fenotipi

in rapporto 9:3:3:1.

15

Gli alleli di geni diversi

segregano in modo

indipendente gli uni dagli

altri durante la metafase I

della meiosi.

La meiosi spiega l’assortimento indipendente

La trasmissione di alleliper una caratteristica neigameti non influenza latrasmissione di altri alleliche determinano altrecaratteristiche

16

“ Uno dei principali contributi di Mendel alla scienza

consiste nell’analisi dell’enorme massa di dati raccolti

con centinaia di incroci, che hanno prodotto migliaia

di piante, facendo ricorso alle leggi della statistica e

L’approccio matematico

di piante, facendo ricorso alle leggi della statistica e

al calcolo delle probabilità. Tali analisi matematiche

hanno messo in luce all’interno dei dati schemi ben

definiti che gli hanno permesso di formulare le sue

ipotesi. Da Mendel in poi i genetisti hanno utilizzato

la stessa matematica semplice da lui elaborata.”

17