Скрестим кота из породы, для которой характерна серая окраска, с кошкой из черной породы.
Вы помните, что доминантные аллели обозначают прописными буквами, а рецессивные — строчными. Как мы знаем из предыдущей главы, агути-окраска контролируется доминантным аллелем А, а черная не-агути — рецессивным а. Следовательно, генотипы родителей мы можем записать как АА для серого кота и аа — для черной кошки.
В процессе образования половых клеток хромосомы, несущие эти аллели, расходятся, и каждая из них попадает в отдельную гамету. Таким образом, кот дает гаметы с аллелем А, а кошка — с аллелем а.
Все зиготы, которые возникают при оплодотворении яйцеклеток, несущих аллель а, спермиями с аллелем А, имеют генотип Аа. Поскольку А доминирует над а, то все потомки первого поколения от скрещивания двух чистых пород будут одинаковыми и все будут иметь серую агути-окраску.
Первый закон Менделя: закон единообразия гибридов первого поколения.
Это скрещивание служит иллюстрацией первому закону Менделя — закону единообразия гибридов первого поколения.
Второй закон Менделя таков:
При скрещивании гетерозигот первого поколения между собой в их потомстве выщепляются разные генотипы: половина из них снова оказывается гетерозиготами, а гомозиготы по каждому из родительских аллелей составляют по одной четверти.
Скрестим серых кошек, полученных от первого скрещивания, с их братьями. Каждая такая кошка, равно как и каждый ее брат, — гетерозиготы Аа. При формировании гамет хромосомы, несущие тот или другой аллель, будут расходиться в разные дочерние гаметы. Таким образом, и у кота, и кошки будет два типа гамет: в одних будет хромосома, несущая аллель А, в других — а. Количество гамет каждого типа будет одинаково.
Существуют четыре равновероятных возможности объединения этих гамет: АА, аа, Аа и аА.
Более наглядное представление о расщеплении дает так называемая решетка Пеннета. Это весьма полезное изобретение. Я рекомендую вам использовать его при решении любых генетических задач.
Запишем по строкам и столбцам все возможные гаметы. Пересечение строк со столбцами даст нам генотипы зигот, которые возникают при объединении гамет.
В потомстве от скрещивания двух гетерозигот половина потомков — опять гетерозиготы и по четверти потомков принадлежит к одному или другому гомозиготному классу. Расщепление по генотипам во втором поколении будет
1 АА : 2Аа : 1пп
Второй закон Менделя называют законом расщепления.
Второй закон Менделя: закон расщепления.
В конечном счете важно даже не количество особей того или другого класса. Важно то, что при скрещивании одинаковых по фенотипу особей в потомстве обнаруживается особь, не похожая ни на одного из родителей. От серых кота и кошки рождается черный потомок.
Вернее, он может родиться. А может и не родиться. Второй закон Менделя позволяет предсказать вероятность его рождения. Она равна 25%. Но это не значит, что при скрещивании двух гетерозигот в потомстве из четырех котят один обязательно должен быть черным. Вспомните, в первой главе мы говорили: все вероятностные предсказания сбываются при большом числе испытаний. Из 1000 котят от скрещиваний такого типа около 250 будут гомозиготами по рецессивному аллелю. Но, взяв наугад 10 потомков, мы можем не обнаружить ни одного черного котенка.
Расщепление по фенотипам зависит от правил доминирования. В рассматриваемом нами примере А доминирует над а, и поэтому серыми будут как АА, гак и Аа. Следовательно, в данном случае расщепление по фенотипу будет в отношении 3 серых к 1 черному. Налицо несовпадение расщеплений по генотипу и по фенотипу.
Мы точно знаем, что все черные кошки имеют генотип аа. В то же время часть серых кошек имеет генотип АА, а другая часть Аа. По фенотипу они не отличаются. И те, и другие серые. Можно ли установить генотип каждой из них?
Студенты, воодушевленные научно-популярными книжками по молекулярной биологии, отвечают на этот вопрос утвердительно.
— Конечно, - говорят они. — Нужно выделить из кошки тот фрагмент ДНК, который определяет окраску шерсти, и расшифровать в нем последовательность нуклеотидов. Тогда мы узнаем, которая из серых кошек имеет два одинаковых аллеля, а которая — два разных. Так мы отличим гомозигот от гетерозигот.
Сейчас, когда мы знаем последовательность нуклеотидов в генах контролирующих окраску мы действительно можем это сделать. Но на самом деле нам нет нужды затевать всю эту кухню с выделением и секвенированием генов для того только, чтобы отличить гомозиготу АА от гетерозиготы Аа.