Le leggi dell'ereditarietà di Mendel

Le Leggi di Mendel e le Basi dell'Ereditarietà Genetica

La genetica moderna si fonda sulle leggi dell'ereditarietà formulate da Gregor Mendel, il padre della genetica, che attraverso i suoi esperimenti con le piante di pisello, ha scoperto i principi fondamentali dell'ereditarietà. Mendel concluse che i tratti ereditari sono controllati da unità discrete, chiamate geni, che si presentano in forme alternative denominate alleli. Ogni individuo eredita due alleli per ogni gene, uno da ciascun genitore, che insieme determinano il genotipo per quel tratto. Un individuo è definito omozigote quando possiede due alleli identici per un gene, e eterozigote quando gli alleli sono diversi. Durante la meiosi, i processi di segregazione e assortimento indipendente assicurano che ogni gamete riceva un solo allele per ogni gene. Mendel osservò anche che, in presenza di un allele dominante e uno recessivo, il fenotipo è determinato dall'allele dominante. Queste osservazioni hanno portato alla formulazione della prima legge di Mendel, la legge della segregazione, che afferma che durante la formazione dei gameti, gli alleli per un dato gene si separano in modo che ogni gamete contenga solo un allele di quel gene.

La Seconda Legge di Mendel: L'Assortimento Indipendente dei Geni

Mendel estese i suoi studi analizzando la trasmissione di due o più caratteri contemporaneamente, arrivando a formulare la seconda legge di Mendel, quella dell'assortimento indipendente. Questa legge stabilisce che gli alleli di geni diversi si separano indipendentemente l'uno dall'altro durante la formazione dei gameti. Per dimostrarlo, Mendel incrociò piante di pisello con caratteristiche di semi lisci e gialli (dominanti) con piante di semi rugosi e verdi (recessivi). Nella generazione F1, tutti i semi erano lisci e gialli, ma nella generazione F2 apparvero quattro combinazioni fenotipiche, dimostrando che i geni per la forma e il colore del seme si ereditano indipendentemente l'uno dall'altro. Questo fenomeno conferma che la combinazione degli alleli per diversi tratti avviene in modo casuale, portando a una varietà di fenotipi.

Eccezioni alle Leggi di Mendel: Dominanza Incompleta e Codominanza

Alcuni tratti non seguono il modello di dominanza completa di Mendel. La dominanza incompleta si verifica quando l'eterozigote mostra un fenotipo intermedio rispetto ai genitori omozigoti, come nel caso delle piante di bocca di leone, dove l'incrocio tra fiori rossi e bianchi produce discendenti con fiori rosa. Un altro esempio è la codominanza, dove entrambi gli alleli in un individuo eterozigote sono espressi nel fenotipo. Questo è evidente nei gruppi sanguigni umani, dove gli alleli IA e IB sono codominanti e determinano la presenza delle proteine A e B sulla superficie dei globuli rossi. Questi casi mostrano che l'ereditarietà può essere più complessa del modello mendeliano semplice.

Fattori Ambientali e Interazioni Geniche nella Determinazione dei Caratteri

L'espressione dei caratteri genetici può essere influenzata da fattori ambientali e da interazioni tra più geni. Questi elementi possono modificare i fenotipi anche in individui con lo stesso genotipo. Ad esempio, il colore del pelo nei conigli può variare con la temperatura, dimostrando che l'ambiente può influenzare l'espressione genica. Inoltre, alcuni tratti sono il risultato di interazioni geniche complesse, come nel caso del colore degli occhi umani, dove più geni interagiscono per determinare il fenotipo finale. Queste complessità illustrano la diversità dei meccanismi ereditari che vanno oltre i principi mendeliani semplici, riflettendo la vasta gamma di influenze genetiche e ambientali sull'ereditarietà.