Mendels arvelover

Mendels arvelover er et sett av grunnregler for overførsel av arvelige egenskaper fra en moderorganisme til dets avkom. Reglene er i dag grunntanken bak dagens genetikk. De har sitt opphav fra de klassiske verkene til Gregor Mendel, publisert i 1865 og 1866, og ble gjenoppdaget i 1900, og var opprinnelig kontroversielle. Da Mendels teorier ble integrert med Thomas Hunt Morgans kromosomteorem i 1915, dannet dette så kjernen innen klassisk genetikk.

Historie
”Eplet faller ikke langt fra stammen”

Da Charles Darwin skrev Artenes opprinnelse i 1859 hadde han selv kun én innvendig mot sin teori – han kunne ikke fatte hvordan en egenskap spontant kunne oppstå i en organisme og bringes videre til kommende generasjoner uten å utvannes. Dette spørsmålet kom av at man på den tiden oppfattet blodet som arvestoff, hvilket er bakgrunnen for uttrykk som blodsbånd og kongelig blod. Det Darwin imidlertid ikke var klar over, var at det på samme tid gikk en mann og lurte på nøyaktig det samme i Tsjekkoslovakia. Munken Gregor Mendel (1822–1884) ville vite hvorfor partikulær arv ikke var selvsagt, og ble som følge av sine eksperimenter genetikkens opphavsmann med sine arvelover.

Darwins utsagn øverst på siden om barn og nedarvede egenskaper kunne like godt ha vært ”hvorfor faller ikke eplet langt fra stammen?”, og forklaringen er enkel nok; en egenskap som kommer til syne hos både besteforeldre og barnebarn, men ikke foreldre, blir dannet av en arvestoffenhet man i dag kaller et gen. Dette kan overføres gjennom generasjoner uten å komme til syne, for så å dukke opp igjen. Under denne tiden blir ikke genet blandet, derfor skjer det heller ingen utvanning. Slike gener som ligger skjulte i generasjoner er recessive, mens gener med synlig effekt er dominante. Hovedinnholdet i Mendels arvelov er at enheter, eller partikler er det som formidler arv. Av den grunn kalles den teorien om partikulær arv, framfor tidligere teorier om blandingsarv.

Blant Mendels mest kjente forsøk er det med erteplanter. Det første forsøket gikk ut på at Mendel krysset en høy og en lav erteplante med hverandre. Resultatet ble at deres avkom (F1) kun bestod av høye planter. Med da han krysset plantene i denne første generasjonen med hverandre ble omtrent en fjerdedel av andre generasjon (F2) lave. Forklaringen bak dette mente Mendel var at avkommet hadde fått dobbel dose av hver arvefaktor, som vi i dag kaller gen. Med andre ord mente Mendel at avkommet hadde ett gen fra hver av foreldrene, og at det ene, dominante genet (F) skjulte det andre recessive (f).

Men dominansen var ikke alltid like fremtredende. I krysningen mellom røde og hvite erteplanter ble første generasjon rosa, altså var det en ufullstendig dominans. Dette kunne fort se ut som blandingsarv, slik som den Darwin trodde eksisterte, men i den følgende generasjonen kom de røde og hvite kronbladene tilbake i forholdet 1:2:1 mellom hvitt, rosa og rødt.

Dette forholdet fins også i genotypen (arveanlegget) til andregenerasjonen med høye og lave planter, men fordi F var dominant ble forholdet der 3:1 i fenotypen (resultatet av sampillet mellom individets arvelige egenskaper og miljøbetingelsene).
Da Mendel prøvde seg på å krysse glatte, gule erter med de som var rynkete og grønne, ble resultatet igjen annerledes. Første generasjon bestod riktignok av glatte, gule erter, men da denne generasjonen ble krysset fikk avkommet fire forskjellige type utseender i forholdet 9:3:3:1. Dette ledet Mendel til å forstå at de to egenskapene farge og form ble spaltet uavhengig av hverandre, slik at det for eksempel kunne oppstå rynkete, gule erter. Likevel var det var gul og glatt dominante over grønn og rynkete.

De oppsiktsvekkende forholdstallene 9:3:3:1 og 27:9:9:9:3:3:3:1 dukket opp hver gang Mendel så på krysning mellom mer enn et par egenskaper samtidig, og etter tusenvis av forsøk begynte han å se logikken i dem. Forklaringen var at hvert gen i alle planter og dyr har en partner. Når disse organismene formerer seg vil avkommet kun få ett gen av hver av foreldrene. Tallene ble kalt mendelske forholdstall. 

Alternative egenskaper blir ofte bestemt av gener som er på samme sted eller locus på et kromosom. Disse genene kalles alleler, og om et locus har identiske alleler på de to kromosomene i et kromosompar, er organismen homozygot (FF eller ff). Om allelene derimot er forskjellige (Ff) er den heterozygot. Recessive egenskaper kommer kun frem i homozygote organismer. Videre er ofte planter med selvbestøving og andre innavlede sorter homozygote på flere loci, og om avkommet er et resultat av innavl, kalles det hybrid. Den første hybridgenerasjonen kalles F1, og den andre kalles F2.

To organismer med samme egenskaper trenger ikke nødvendigvis å ha lik genetisk sammensetning – en plante er høy uansett hvis den har minst ett dominant gen. Utseendet til organismen kalles fenotype, og den genetiske sammensetningen kalles genotype. Ytre faktorer kan virke inn på fenotypen, for eksempel kan dårlig ernæring hemme dyrs vekst.

Mendels arbeid hadde ikke stort betydning mens han levde, men ble gjenoppdaget på 1900-tallet.

Genetikk

it:Gregor Mendel#Le leggi di Mendel