Gregor Mendel - Genetiikan isä: Biografia, kokeilut ja tosiasiat

Sisältö

• Gregor Mendelin elämäkerta: Varhaiset
• Ilmoittautuminen filosofiseen instituuttiin
• Sisäänpääsy St. Thomasin luostariin
• Varhainen elämä St. Thomasin luostarissa
• Opiskelu Wienin yliopistossa
• Missä Gregor Mendel työskenteli?
• Gregor Mendelin ensimmäiset kokeilut
• Gregor Mendelin hernekasvien kokeet
• Ronald Fisher vs. Gregor Mendel: Tosiasiat
• Uusi kiinnostus Gregor Mendel's Discoveryyn
• Mendelin kirjoittaminen ja stipendi
• Gregor Mendelin lait
• Ei-Mendelian genetiikka
• Gregor Mendelin myöhempi elämä
• Gregor Mendel -sitaatit

Johann Mendel, joka tunnetaan myöhemmin nimellä Gregor Mendel, syntyi 22. heinäkuuta 1822 Heinzendorf bei Odraussa, pienessä kylässä Itävallan imperiumin osassa, jota nykyään kutsutaan Tšekin tasavallaksi tai viimeksi Tšekiksi.

Mendel pidetään nykyaikaisen genetiikan isänä, mutta hänen työnsä jätettiin suurelta osin huomiotta hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1884.

Hän oletti lisätyn nimen Gregor liittyessään luostariin vuonna 1843, missä hän hoiti munkkien puutarhoja ja suoritti tunnettuja hernekasvien kokeiluja.

Gregor Mendelin elämäkerta: Varhaiset

Johann Mendel syntyi maanviljelijöille Antonille ja Rosine Mendelille. Hän varttui saksankielisellä maaseudulla vanhempiensa ja kahden sisarensa, Veronikan ja Theresian, kanssa. Johann kävi lukiossa nimeltä esiopetuskoulu, jossa paikallinen pappi tunnusti hänen akateemisen lupauksensa. 11-vuotiaana hänet lähetettiin pois kouluun Troppaussa.

Nöyrinä keinoin, hänen perheensä ei voinut tukea poikaa, kun hän lähti kotoa. Mendel joutui ohjaamaan muita opiskelijoita tukemaan itseään. Koko koulutuksensa ajan hän kärsi masennuksesta ja palasi säännöllisesti kotiin toipuakseen, mutta lopulta hän valmistui.

Mendel osallistui sitten kaksivuotiseen ohjelmaan Olmützin yliopiston filosofisessa instituutissa, nimeltään myös Olomouc; tämä ohjelma vaadittiin ennen yliopisto-opintojen aloittamista.

Ilmoittautuminen filosofiseen instituuttiin

Mendel-asiat eivät menneet niin hyvin Olomoucissa huolimatta hänen älykkyydestään ja oppimisrakkaudestaan. Hänellä oli enemmän taloudellisia vaikeuksia ottaen huomioon kielelliset esteet, joita hän kohtasi pääasiassa tšekinkielisellä alueella.

Jälleen kerran hän koki kovan masennuksen ja joutui palaamaan kotiin toipumaan.

Hänen nuorempi sisarensa, Theresia, rohkaisi veljeään lopettamaan koulutuksensa ja jopa tarjosi auttamaan häntä koulunkustannuksissa. Theresia antoi runsaasti Johannille osuutensa perheomistuksesta, jota hän oli suunnitellut käyttää, ja hänellä on myötäjähde.

Vuosia myöhemmin Mendel maksoi velan auttamalla häntä kasvattamaan kolme poikaansa. Kaksi heistä tuli lääkäreiksi.

Sisäänpääsy St. Thomasin luostariin

Nuori Mendel halusi jatkaa koulutustaan, mutta ei ollut varaa siihen. Professori kehotti häntä liittymään St. Thomasin luostariin Brünnissä (Brno, Tšekki) ja jatkamaan koulutustaan. Mendelin utelias ja analyyttinen mieli veti hänet matematiikan ja luonnontieteiden opiskeluun. Hän valitsi St.Thomas johtui tilauksen maineesta progressiiviselle ajattelulle, joka on innoittanut valaistumisen aikakautta.

Luostari toimi Augustinuksen kredon alla per scientiam ad sapientiam ("tiedosta viisauteen") ja keskittyi tieteelliseen opetukseen ja tutkimukseen. Saavuttuaan luostariin aloittelijana vuonna 1843 hänen nimensä tuli Gregor Johann Mendel.

Hänen muodollisen koulunkäynnin ja maatilallaan kasvavan henkilökohtaisen kokemuksen perusteella hänestä tuli hyöty tilauksen maataloustoiminnoista.

Varhainen elämä St. Thomasin luostarissa

Moravian katolinen kirkko yhdessä intellektuellien ja aristokraattien kanssa olivat tietoisia tieteen tärkeydestä 1900-luvulla. Gregor Mendelä kehotettiin oppimaan kaikenlaiset tieteet, mukaan lukien kasvien viljely. Mendel nautti hienojen ruokailujen ylellisyydestä, jyrkästi vastakohtana lopulliseen elämäänsä.

Luostari oli tunnettu gastronomian ja kulinaarisen taiteen opetuksesta.

Gregor Mendel osallistui luokkiin Brünnin teologisessa korkeakoulussa ja vuonna 1847 hänet nimitettiin papiksi. Osana luostaritoimintaa hän työskenteli lukion tason luonnontieteiden opettajana. Hän epäonnistui kuitenkin uudessa opettajan varmentamiskokeessa vuonna 1850 ja tarkastajat suosittelivat hänen osallistumista korkeakouluun kaksi vuotta ennen testin ottamista uudelleen.

Opiskelu Wienin yliopistossa

Vuosina 1851-1853 Gregor Mendel nautti opiskelusta Wienin yliopistossa kuuluisten matemaatikkojen ja fyysikkojen Christian Dopplerin ja Andreas von Ettinghausenin johdolla. Mendel syvensi ymmärrystään kasveista työskennellessään kasvitieteilijä Franz Ungerin kanssa.

Mendelin väitöskirjassa tutkittiin kivien alkuperää, joka oli tuolloin kiistanalainen aihe.

Wienin yliopistossa Mendel oppi edistynyttä tutkimustekniikkaa ja tieteellisiä menetelmiä, joita hän käytti myöhemmin hernekasvien systemaattisessa viljelyssä. Häntä kutsutaan nykyaikaisen genetiikan isäksi, koska hän tunnisti perintölait ja laski niiden tilastolliset todennäköisyydet, taiton, jonka hän hioi ultravioletissa.

Mendel oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka sisällyttivät matematiikan biologian alaan.

Missä Gregor Mendel työskenteli?

Gregor Mendel vietti useita vuosia uransa opettamalla lukiolaisia ​​Brünnin ja sen ympäristössä sijaitsevissa kouluissa, kun hän asui St. Thomasin luostarissa. Nuori munkki sai esimiehiltään luvan suorittaa pitkittäistutkimus kasvien hybridisaatiosta vapaa-ajallaan. Mendel sai antaa suorittaa kokeita omassa laboratoriossa, joka oli pohjimmiltaan luostarin kasvihuone ja 5 hehtaarin suuruinen puutarhatontti.

Myöhemmin elämässä Mendelistä tuli apostoli St. Thomasin luostarista, jossa hän asui ja työskenteli loppupäivänään maapallolla.

Gregor Mendelin ensimmäiset kokeilut

Mendelin ensimmäinen geenikoe alkoi hiirillä, ja sitten hän siirtyi puutarhaherneisiin (sukuun Pisum). Mendelin työ hiirien kanssa pysähtyi, kun piispa sai tietää, että Mendel kasvatti häkissä olevia hiiriä pienissä asuintiloissaan. Jos Mendel olisi päässyt ylittämään puhtaan jalostukseen tarkoitetut mustavalkoiset hiiret, hän olisi tehnyt mielenkiintoisen löytön, joka liittyi yhteistoimintaan ja puutteelliseen hallitsevuuteen.

Mendelian genetiikka - perinnöllisten puutarhaherneominaisuuksien havaintojen perusteella - olisivat voineet virheellisesti ennustaa kaikki mustat hiiret, ei harmaat hiiret, ensimmäisen sukupolven aikana (F₁).

Mendel ryhtyi suunnittelemaan herneiden kokeellista hybridisointia koskevia ohjelmia luostarissa vuonna 1854. Hänen työnsä oli tyytyväinen apotti Cyril Knappiin, joka piti kansainvälisen kaupan kannalta merkittävien piirteiden tutkimista, joka vaaransi luostarin taloutta. Munkit kasvattivat lampaita ja olivat huolestuneita Australian villatuonnista, joka loukkasi merinovillavoittomarginaaliaan.

Mendel päätti tutkia puutarhalajikkeen herneitä lampaan sijasta, koska herneitä on helppo kasvattaa ja niitä on monenlaisia ​​lajikkeita, ja pölytystä voidaan hallita.

Gregor Mendelin hernekasvien kokeet

Vuosina 1854–1856 Mendel viljeli ja testasi 28 000–29 000 hernekasvea. Hän käytti tilastollisia todennäköisyysmalleja analysoitaessa havaittavien piirteiden välittymistä. Hänen tyhjentävään tutkimukseen sisältyi 34 puutarhahernelajikkeen testit ominaisuuksien sakeuden suhteen useiden sukupolvien ajan.

Mendelin metodologia koostui puhdasrotuisten (todellisten jalostukseen tarkoitettujen) hernekasvien lajikkeiden risteyttämisestä ja siementen istuttamisesta oppimaan, miten ominaisuudet perivät ensimmäisessä sukupolvessa (F₁). Mendel rekisteröi varren korkeuden, kukan värin, kukan sijainnin varressa, siemenen muodon, palon muodon, siemenvärin ja palon värin. Hän totesi, että perinnölliset ”tekijät” (tunnistettu nykyään alleeleiksi ja geeneiksi) olivat joko hallitsevia tai recessiivisiä tietyille piirteille.

Kun ristiin pölytyneen F: n siemenet₁ kasvit kasvoivat, he tuottivat seuraavassa sukupolvessa kolmen suhteen hallitsevan ja taantuman piirteet (F₂).

Mendelin havainnot eivät olleet yhdenmukaisia ​​tuon ajan ideoiden kanssa, mukaan lukien kuuluisan evoluutiobiologin ajatukset Charles darwin. Kuten useimmat 1800-luvun tutkijat, Darwin ajatteli ominaisuuksia sekoittuneena, kuten punainen kukka, joka pölyttää valkoisella kukalla, joka tuottaa vaaleanpunaisia ​​kukkia. Vaikka Darwin totesi hallitsevien ja recessiivisten piirteiden suhteen kolmiulotteiseen napragoneissa, hän ei ymmärtänyt sen merkitystä.

Ronald Fisher vs. Gregor Mendel: Tosiasiat

Tilastotieteilijä Ronald Fisher katsoi, että Mendelin tiedot ja tilastolliset laskelmat olivat liian täydellisiä uskoakseen. Muut tutkijat hyppivät väkivaltaan väittäen, että tutkimusvirheet yhdessä Mendelin tietoisen tai alitajuisen puolueellisuuden kanssa olivat väärässä tuloksessa. Esimerkiksi fenotyyppien arviointi, kuten herne on pyöreä vai ryppyinen, liittyy subjektiivisuuteen.

Mendelin perinnön puolustajat toistivat kuitenkin kokeita, suorittivat omat laskelmansa tilastollisesta todennäköisyydestä ja päättelivät Mendelin havaintojen olevan päteviä.

Uusi kiinnostus Gregor Mendel's Discoveryyn

1900-luvulla Mendel nousi postuumisesti hämäristä kuuluisuuteen, kun Carl Correns, Hugo de Vries ja Erich Tschermak itsenäisesti julkaistut tutkimustulokset, jotka ovat Mendelin tulosten mukaisia.

On kiistelty sitä, missä määrin kukin tutkijoista tunsi Mendelin aikaisemmat hybridisaatiokokeet. Tutkimukset vahvistivat Mendelin havaitsemista hallitsevista ja recessiivisistä piirteistä.

Mendelin kirjoittaminen ja stipendi

Pappin, opettajan, puutarhurin ja tutkijan lisäksi Mendel oli tieteellinen kirjoittaja ja luennoitsija. Hän julkaisi paperit, joissa kuvataan hyönteisten aiheuttamia satovaurioita.

Mendel luennoi myös työstään kahdessa Brünnin luonnontieteellisen seuran kokouksessa Moraviassa vuonna 1865. Hän julkaisi työnsä "Kokeet kasvien hybridisaatiossa" vuonna 1866 Brünnin luonnontieteellisen seuran julkaisuja.

Gregor Mendelin lait

Mendelin tutkimus vihannespuutarhassa johti Mendelin perinnöllisyysteoriaan ja kahteen päähavaintoon: the erottelulaki ja itsenäisen valikoiman laki.

Mukaan erottelulaki, pari perinnöllisiä ”tekijöitä” (alleelit) tietylle ominaisuudelle erottuu, kun haploidiset munat ja siittiösolut muodostuvat. Hedelmöitetyssä munassa on kaksi kopiota jokaisesta alleelista; yksi jäljennös peritty äidiltä ja yksi kopio isältä.

itsenäisen valikoiman laki toteaa, että alleeliparin segregaatio on yleensä riippumaton muiden geenien vaikutuksista, paitsi kytketyt geenit.

Mendelin näkemyksillä perintölakeista ei ollut alun perin vaikutusta, ja ne mainittiin noin kolme kertaa seuraavan 35 vuoden aikana. Mendel kuoli ennen kuin hänen panoksensa genetiikkaan ymmärrettiin.

Deoksiribonukleiinihappomolekyylin (DNA) löytäminen Kings Collegessa Lontoossa johti edistykseen genetiikassa, lääketieteessä ja bioteknologiassa. Geneetikot pystyivät lopulta tunnistamaan epäselvästi ymmärretyt perinnölliset "tekijät", jotka Mendel päätteli.

Ei-Mendelian genetiikka

Gregor Mendelsin genetiikan periaatteita sovelletaan ominaisuuksiin, joita hallitseva tai recessiivinen geeni hallitsee. Hernekasvien tapauksessa kukin tutkituista ominaisuuksista, kuten varren korkeus, määritettiin yhdellä geenillä, jolla oli kaksi potentiaalista alleelia.

Perinnölliset alleeliparit olivat joko hallitsevia tai taantuvia, eikä sekoittumista tapahtunut. Esimerkiksi korkean varren kasvin risteyttäminen lyhyen varren kanssa ei tuottanut keskimääräisen korkean kasvin varren.

Muun kuin Mendelian genetiikka selittää monimutkaisempia perintökuvioita. Codominance tapahtuu, kun molemmat alleelit vaikuttavat. Epätäydellinen määräävä asema tapahtuu, kun hallitseva piirre on hiukan vaimennettu, kuten vaaleanpunainen punaisen värin sijaan. Monentyyppiset alleelit voivat olla mahdollisia tietylle piirteelle.

Gregor Mendelin myöhempi elämä

Mendel ylennettiin apostiksi vuonna 1868 ja otti luostarin hallinnon. Hän keskittyi näihin tehtäviin tämän kohdan jälkeen ja ei jatkanut kokeiluja. Hankitut tiedot istuivat hyllylle, ja edeltäjänsä poltti hänen käsin kirjoittamansa muistiinpanot.

Mendel kuoli Bright-tautiin, joka tunnetaan myös nimellä nefriitti, 6. tammikuuta 1884. Hänet muistettiin katolisena pappina, jolla oli intohimo puutarhanhoitoon. Jopa ne, jotka ihailivat hänen älyään ja tieteellistä kurinalaisuuttaan, eivät tajunnut, että heidän ystävästään ja kollegoistaan ​​tulisi legendaarisia kaukaisessa tulevaisuudessa.

Gregor Mendel -sitaatit

Mendelin kokeilut motivoivat hänen rakkautensa tieteeseen. Kukaan muu kuin Mendel ei uskonut, että hänen työnsä oli uraauurtava. Huolimatta masennusiskuistaan ​​Mendel pysyi optimistisena, että hänen panoksensa tieteeseen tunnustetaan jonain päivänä. Hän jakoi usein ajatuksia ystävien kanssa:

"Tieteelliset tutkimuksini ovat antaneet minulle suurta kiitosta; olen vakuuttunut siitä, että ei kulua kauaa, ennen kuin koko maailma tunnustaa työni tulokset."

"Vaikka olen kokenut joitakin pimeitä tunteja elämäni aikana, olen kiitollinen siitä, että kauniit tunnit ovat ylittäneet pimeät tuntevasti."