Le leggi di Mendel

Genetica e leggi di Mendel

La genetica è la scienza che studia i meccanismi dell'eredità attraverso i quali avviene la trasmissione dei caratteri da una generazione a quella successiva nelle varie specie animali e vegetali.

In particolare, la genetica studia il genoma, cioè il corredo di informazioni genetiche dei vari organismi, i cui componenti sono i cromosomi e i geni, le unità funzionali ereditarie contenute in questi ultimi. I geni sono segmenti di DNA dai quali dipende la sintesi di una determinata proteina e quindi la comparsa di un dato carattere ereditario e vengono trasmessi da una generazione a quella successiva attraverso la riproduzione.

La genetica classica nasce nella seconda metà dell'800 con gli studi compiuti dal biologo boemo Gregor Mendel su piante di pisello e si sviluppa nei primi decenni del '900 grazie a esperimenti condotti sul moscerino dell'aceto.

Negli anni '40, in seguito al riconoscimento che il DNA costituisce la base fisica dell'eredità, prende avvio la genetica molecolare. A partire dagli anni '70, con l'impiego delle tecniche della biologia molecolare, si è aperta la strada alla manipolazione del materiale genetico e quindi allo sviluppo dell'ingegneria genetica .

La scelta di Mendel delle piante di pisello per i suoi esperimenti non fu casuale. Egli aveva infatti osservato che queste piante differiscono tra loro per vari caratteri, ciascuno dei quali compare in due forme diverse . Inoltre per la struttura stessa del fiore le piante di pisello si autoimpollinano (il polline feconda l'ovulo del suo stesso fiore): le piante che si formano mantengono le caratteristiche del fiore originario, non essendoci apporto di materiale ereditario da parte di altre piante. Quando l'autoimpollinazione si verifica per numerose generazioni, si forma una linea pura.

Mendel incrociò piante di pisello di due linee pure (P) che differivano tra loro per un solo carattere (incrocio monoibrido). I prodotti di ogni incrocio, cioè la prima generazione filiale (F1), furono piante tutte uguali, che presentavano il carattere di uno solo dei due genitori. Mendel chiamò ibridi i discendenti ottenuti dall'incrocio di due linee pure.

Incrociando tra loro le piante della generazione F1, Mendel ottenne la seconda generazione filiale (F2), costituita per tre quarti da piante che continuavano a presentare il carattere di F1 e per un quarto da piante nelle quali ricompariva il carattere presente nella generazione P, apparentemente scomparso nella F1. Mendel chiamò questo carattere recessivo (dal latino recedere , restare indietro), mentre chiamò dominante il carattere che compariva nei tre quarti delle piante.

Mendel arrivò alle seguenti conclusioni che gli permisero di enunciare le leggi che sono alla base della genetica:

1. i caratteri non si mescolano negli ibridi ma mantengono la propria identità;

2. ogni carattere è controllato da una coppia di "fattori" ereditari, che vengono trasmessi, uno da ciascun genitore, ai figli attraverso i gameti. Oggi si sa che questi fattori sono i geni, che sono presenti sul cromosoma in una delle due forme alternative, dette alleli, delle quali una (allele dominante) prevale sull'altra (allele recessivo), mascherandone la presenza nella F1;

3. al momento della meiosi, ciascuna coppia di cromosomi (uno di origine materna e uno paterno) si separa in modo che in un gamete vada solo un cromosoma; ogni spermatozoo e ogni cellula uovo possiede quindi un solo allele per ogni carattere;

4. con la fecondazione i gameti si combinano a caso e si riformano le coppie di cromosomi (e quindi di alleli);

5. si definiscono omozigoti gli individui che hanno i due alleli di un carattere uguali (dominanti o recessivi), eterozigoti gli individui che hanno i due alleli diversi (uno dominante e uno recessivo): gli omozigoti possono produrre un solo tipo di gamete, gli eterozigoti due;

Le leggi di Mendel valgono sia per le piante sia per gli animali: anche nell'uomo molti caratteri sono trasmessi secondo queste leggi. Il bruno dei capelli è dominante sul rosso; i capelli crespi dominano su quelli lisci; gli occhi scuri su quelli azzurri; il naso aquilino su ogni altro tipo di naso.