3. Come si ereditano più caratteri

3 Come si ereditano più caratteri

Mendel si interessò anche della trasmissione contemporanea di due caratteri diversi, ad esempio il “colore del seme” e l’“aspetto del tegumento del seme”. Grazie agli incroci fatti in precedenza sapeva che il colore del seme era determinato dal fattore “giallo” (G), dominante, e “verde” (g), recessivo, mentre l’aspetto del tegumento era determinato dal fattore “liscio” (L), dominante, e “rugoso” (l), recessivo.

I fattori (alleli) per il “colore” del seme e quelli per il suo “aspetto” sono ereditati in modo congiunto o indipendente?

Osserva lo schema.

Mendel incrociò piante a seme giallo-liscio con piante a seme verde-rugoso, entrambe appartenenti a linee pure per i due caratteri ( a ). I risultati della prima generazione filiale furono esattamente quelli previsti dalla prima legge, della dominanza: tutti i piselli della F1 avevano fenotipo giallo-liscio. Il loro genotipo però era eterozigote (Gg Ll) ( b ). Mendel lasciò che gli eterozigoti si autoimpollinassero: la seconda legge prevedeva che i fattori (alleli) si separassero. Grazie alla meiosi, infatti, i gameti degli eterozigoti dovevano possedere una di queste quattro possibili combinazioni: GL, Gl, gL, gl ( c ). La stagione successiva ottenne la seconda generazione filiale; vennero prodotti semi nei quali, oltre al fenotipo giallo-liscio e verde-rugoso, comparivano nuovi fenotipi: semi verdi-lisci e semi gialli-rugosi ( d ). I fattori (alleli) “giallo” (G) e “liscio” (L) e quelli “verde” (g) e “rugoso” (l), che nella generazione parentale erano combinati nella stessa pianta, si ricombinavano e venivano ereditati in modo indipendente gli uni dagli altri. Mendel enunciò la sua terza legge che chiamò legge dell’indipendenza dei caratteri: in un incrocio in cui si considerano due o più caratteri, i fattori che li determinano vengono ereditati in modo indipendente uno dall’altro. Oggi si sa che la terza legge non è sempre valida: vale infatti per i geni che sono localizzati su cromosomi diversi ma non sempre per quelli che stanno sullo stesso cromosoma, che vengono spesso ereditati insieme.

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La codominanza

Nel fiore da giardino Antirrhinum, la comune bocca di leone, quando le piante a fiori rossi sono incrociate con piante a fiori bianchi, le piante della prima generazione filiale hanno fiori rosa. Sembra che non venga rispettata la legge della dominanza di Mendel secondo la quale dovrebbe manifestarsi il colore rosso del fiore e non una mescolanza di rosso e bianco. Il fattore rosso e il fattore bianco non si sono però “mescolati” ma sono codominanti, hanno cioè la stessa importanza nella determinazione del carattere “colore del fiore”. Facendo incrociare tra loro le piante dal fiore rosa (eterozigoti) nella seconda generazione filiale si ha il 25% di piante a fiore rosso, il 25% di piante a fiore bianco e il 50% di piante a fiore rosa.

Come si possono studiare i risultati sperimentali ottenuti da Mendel usando la matematica?

Dall’incrocio delle piante della prima generazione filiale (F1), Mendel ottenne 556 semi, dei quali 315 gialli-lisci, 101 gialli-rugosi, 108 verdi-lisci e 32 verdi-rugosi. Usando il quadrato di Punnett si possono evidenziare tutte le possibili combinazioni tra gli alleli delle cellule sessuali e i relativi genotipi e fenotipi delle piante di seconda generazione filiale.

I risultati ottenuti con il metodo di Punnett sono teorici e del tutto matematici: si hanno 16 possibili genotipi che si manifestano in:

- 9 semi gialli-lisci;

- 3 semi gialli-rugosi;

- 3 semi verdi-lisci;

- 1 seme verde-rugoso.

Per confrontare i risultati “sperimentali” con quelli “teorici” occorre eseguire i rapporti come indicato in tabella:

Come vedi, i risultati teorici corrispondono ai risultati ottenuti da Mendel sperimentalmente.

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L’ambiente influenza i geni

Alcuni studiosi impegnati nella ricerca genetica sostengono che le caratteristiche individuali non siano determinate interamente dai geni ma siano influenzate dallo stile di vita e dalle condizioni ambientali. Nella maggior parte delle malattie, infatti, i geni determinano soltanto una predisposizione. Del resto, da tempo si sa che la manifestazione di un carattere dipende dai geni ma anche dall’ambiente. Durante la formazione e lo sviluppo di un organismo la disponibilità e la qualità del cibo, la presenza di sostanze dannose, la temperatura o altri fattori ambientali interferiscono con l’attività di formazione dei vari caratteri. Nel coniglio dell’Himalaya, per esempio, il pelo del mantello è normalmente di colore chiaro ( a ). Se però si tagliano alcuni ciuffi di pelo sulla parte posteriore del suo dorso e vi si applica un impacco di ghiaccio per qualche tempo ( b ), i peli alla ricrescita sono di colore scuro ( c ). Questo cambiamento è provocato dalla bassa temperatura ma non viene trasmesso alle generazioni successive.

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