Leggi di Mendel

     Negli esperimenti di Mendel, quando si incrociavano varietà di piselli con semi gialli e verdi, tutti i figli (cioè gli ibridi di prima generazione) risultavano avere semi gialli. Non importava da quale seme (giallo o verde) fossero nate le piante madri. Ciò significa che entrambi i genitori sono ugualmente in grado di trasmettere i loro tratti alla prole.

     Risultati simili sono stati riscontrati in esperimenti che hanno preso in considerazione altri tratti. Per esempio, quando sono state incrociate piante con semi lisci e rugosi, tutti i figli avevano semi lisci. Quando si incrociavano piante con fiori bianchi e viola, tutti gli ibridi avevano solo petali viola, ecc.

     Questo schema fu chiamato prima legge di Mendel, o legge dell'uniformità degli ibridi di prima generazione. Lo stato (allele) di un tratto che si manifesta nella prima generazione è detto dominante; lo stato (allele) che non si manifesta nella prima generazione di ibridi è detto recessivo.

     G. Mendel propose di designare le "parti" dei tratti (nella terminologia moderna, i geni) con lettere dell'alfabeto latino. Gli stati appartenenti alla stessa coppia di caratteri sono indicati con la stessa lettera, ma l'allele dominante è maiuscolo e l'allele recessivo è minuscolo.

Seconda legge di Mendel.

     Quando gli ibridi eterozigoti della prima generazione vengono incrociati tra loro (autoimpollinazione o incrocio consanguineo), nella seconda generazione compaiono individui con caratteri sia dominanti che recessivi, cioè si verifica una scissione che è specifica per certi aspetti. Ad esempio, negli esperimenti di Mendel, su 929 piante della seconda generazione, 705 avevano fiori viola e 224 fiori bianchi. In un esperimento che teneva conto del colore dei semi, su 8023 semi di pisello ottenuti nella seconda generazione, c'erano 6022 semi gialli e 2001 verdi, e su 7324 semi per i quali si teneva conto della forma del seme, c'erano 5474 semi lisci e 1850 rugosi. Riassumendo le prove, Mendel concluse che nella seconda generazione il 75% degli individui presenta uno stato dominante del tratto e il 25% uno stato recessivo (divisione 3:1). Questo schema è noto come seconda legge di Mendel, o legge della scissione.

     In base a questa legge e utilizzando la terminologia moderna, si possono trarre le seguenti conclusioni

a) gli alleli di un gene, essendo in stato eterozigote, non cambiano la struttura l'uno dell'altro;

b) durante la maturazione dei gameti, gli ibridi producono approssimativamente lo stesso numero di gameti con alleli dominanti e recessivi;

c) durante la fecondazione, i gameti maschili e femminili portatori di alleli dominanti e recessivi si combinano liberamente.

      Quando si incrociano due eterozigoti (Aa), ognuno dei quali produce due tipi di gameti (metà con l'allele dominante, A, e metà con l'allele recessivo, a), si possono prevedere quattro possibili combinazioni.   Un ovulo con l'allele A può essere fecondato con la stessa probabilità da uno spermatozoo con l'allele A o da uno spermatozoo con l'allele a; e un ovulo con l'allele a può essere fecondato da uno spermatozoo con l'allele A o con l'allele a.

      Quando si incrociano due eterozigoti (Aa), ognuno dei quali produce due tipi di gameti (metà con l'allele dominante - A, metà con l'allele recessivo - a), si prevedono quattro possibili combinazioni.   Un ovulo con l'allele A può essere fecondato con la stessa probabilità da uno spermatozoo con l'allele A o da uno spermatozoo con l'allele a; e un ovulo con l'allele a può essere fecondato da uno spermatozoo con l'allele A o con l'allele a.

     In termini di aspetto (fenotipo), gli individui AA e AA non differiscono, quindi la scissione è di 3:1. Per genotipo, gli individui sono distribuiti nel rapporto IAA:2AA:aa. È chiaro che se la prole è ottenuta da ogni gruppo di individui della seconda generazione solo per autoimpollinazione, allora il primo (AA) e l'ultimo (aa) gruppo (sono omozigoti) daranno solo prole uniforme (senza scissione), mentre le forme eterozigoti (Aa) daranno scissione in un rapporto di 3:1.

     Pertanto, la seconda legge di Mendel, o legge della scissione, è formulata come segue: quando si incrociano due ibridi di prima generazione, analizzati per una coppia alternativa di stati dei caratteri, la progenie avrà una scissione 3:1 nel fenotipo e 1:2:1 nel genotipo.

La terza legge di Mendel, o legge dell'ereditarietà indipendente dei caratteri.

     Studiando la scissione negli incroci ibridi, Mendel ha richiamato l'attenzione sulla seguente circostanza. Quando le piante con semi gialli lisci (AABB) e verdi rugosi (aabb) venivano incrociate nella seconda generazione, apparivano nuove combinazioni di caratteri: gialli rugosi (aabb) e verdi lisci (aabb), che non si trovavano nelle forme originali. Da questa osservazione, Mendel concluse che la scissione di ciascun tratto avviene indipendentemente dall'altro. In questo esempio, la forma dei semi è stata ereditata indipendentemente dal loro colore. Questo modello è chiamato terza legge di Mendel, o legge della distribuzione genica indipendente.

     La terza legge di Mendel è formulata come segue: quando si incrociano individui omozigoti che differiscono per due (o più) tratti, nella seconda generazione si osservano eredità e combinazioni indipendenti di stati dei tratti se i geni che li determinano si trovano in coppie diverse di cromosomi. Questo è possibile perché, durante la meiosi, la distribuzione (combinazione) dei cromosomi nelle cellule germinali durante la loro maturazione è indipendente e può portare alla comparsa di una prole con una combinazione di tratti diversa da quella dei genitori.

      Per registrare gli incroci si utilizzano spesso speciali reticoli, proposti dal genetista inglese Pennet (reticolo di Pennet). Sono comodi da usare quando si analizzano incroci poli-ibridi. Il principio di costruzione del reticolo è che i gameti paterni vengono registrati orizzontalmente dall'alto, i gameti materni da sinistra e i probabili genotipi della prole alle intersezioni.