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FECONDAZIONE INCROCIATA
Per poter utilizzare la fecondazione incrociata come prima cosa è necessario tagliare e quindi eliminare gli stami del fiore che si vuole fecondare prima che questi siano maturi e producano polline. Questa operazione è necessaria perché se non si eliminano o si tolgono troppo tardi inizierà il processo di autofecondazione (che va necessariamente evitata se si vuole utilizzare la fecondazione incrociata).
Una volta eliminati gli stami utilizziamo la FECONDAZIONE ASSISTITA per trasferire il polline degli stami di un altro fiore sul pistillo del fiore iniziale (quello a cui abbiamo tolto gli stami). La fecondazione assistita consiste nell'usare uno strumento (come un piccolo pennellino), strofinarlo sugli stami di un fiore in modo da raccogliere il polline e strofinarlo di nuovo nel pistillo di un fiore differente in modo da trasferire il polline all'organo femminile.
In questo modo gli ovuli nell'ovario del primo fiore verranno
fecondati con il polline delfiore di un'altra pianta di pisello, quindi i geni dei due fiori e delle due piante si mescoleranno creando un corredo genetico totalmente nuovo. La generazione che nascerà dai semi generati da questo incrocio avrà un corredo genetico unico, differente da entrambe le piante genitrici, quindi nasceranno individui totalmente differenti geneticamente dai genitori.
AUTOFECONDAZIONE: Nell'autofecondazione gli stami del fiore vengono lasciti ed una volta arrivati a maturazione le antere cominciano a produrre il POLLINE, questo, trasportato dal vento o attraverso la fecondazione assistita entra nello stigma dello stesso fiore fecondandolo (o feconda lo stigma degli altri fiori dello stesso individuo).
Gli ovuli fecondati produrranno semi con un corredo genetico identico a quello della pianta madre proprio perché il polline e gli ovuli vengono dalla stessa pianta, quindi hanno gli stessi geni e la generazione successiva sarà geneticamente
IDENTICA alla pianta madre. Gli esperimenti di Mendel e le osservazioni si concentravano sui CARATTERI delle piante di pisello, cioè una specifica PROPRIETÀ di un organismo. I caratteri studiati da Mendel sono quelli del FENOTIPO, cioè dell'aspetto fisico della pianta, come il colore e la forma dei semi, il colore del fiore della pianta o la forma dei baccelli. Qui sotto alcuni esempi di fenotipi differenti nella pianta di pisello selvatico:- BACCELLI
- FIORI
- SEMI
- Quando una popolazione ha un carattere che rimane fisso nel tempo durante le generazioni si chiama LINEA PURA.
- La generazione di piante genitrici viene chiamata GENERAZIONE PARENTALE.
- La generazione dei figli che si origina viene chiamata GENERAZIONE FILIARE e può essere la prima, seconda, terza ecc. generazione.
Pisello con uno stesso tipo di carattere ma differente, ad esempio una pianta con il seme giallo ed una con il seme verde. Questo è solo uno dei caratteri studiati da Mendel, gli altri caratteri studiati erano la forma dei semi, il colore dei fiori, la forma dei baccelli o il loro colore, l'altezza della pianta o la posizione dei fiori sul fusto ecc. L'esperimento che Mendel eseguì è uguale per ogni carattere, noi ci concentreremo sul colore dei semi.
Una volta scelto il carattere, bisognava verificare che queste piante siano linee pure, quindi il secondo passo che fece fu quello di autofecondare le piante e di piantare la nuova generazione. Una volta cresciuta, se la nuova generazione era identica alla generazione parentale, allora questo vuol dire che queste erano linee pure.
INCROCIO TRA DUE LINEE PURE (generazione parentale)
Il terzo passo fu quello di incrociare le due linee pure, quella col seme giallo e quella col seme verde. Una volta nata la prima generazione...
Filiare (F1) di questoincrocio verificò il primo risultato: tutte le piante F1 avevano il seme giallo. A questo punto Mendel indicò il seme giallo come CARATTERE DOMINANTE e il seme verde come CARATTERE RECESSIVO.
GENERAZIONE PARENTALE F1+ = La prima osservazione che fece fu che il colore del seme (e quindi il carattere) della F1 era uguale a solo uno dei genitori e non ad una miscela di entrambi i caratteri dei genitori.
Per verificare se questo risultato era lo stesso sempre incrociò una femmina col seme giallo ad un maschio col seme verde e fece anche il contrario, cioè una femmina col seme verde incrociata ad un maschio col seme giallo. Una volta nota la F1 vide che il risultato era sempre lo stesso: il seme della F1 era sempre giallo.
AUTOFECONDAZIONE F1: A questo punto Mendel decise di far autofecondare la F1 e con la seconda generazione (F2) verificò un risultato interessante: 3 piante su quattro avevano il seme giallo ed una invece sviluppava il seme verde.
(RAPPORTO 3:1): Da questo rapporto 3:1 Mendel verificò che il carattere del seme verde non era sparito, ma ricompare nella seconda generazione anche se in minor numero rispetto al seme giallo, quindi il carattere del seme verde non era sparito nella F1, era presente ma invisibile.
AUTOFECONDAZIONE F2
Il prossimo passo fu quello di far autofecondare le piante della seconda generazione, quindi le tre piante col seme giallo e una col seme verde e i risultati di questa operazione furono i seguenti:
- Due piante su tre col seme giallo producevano i semi sia gialli che verdi con un rapporto di 3:1 (come la F2)
- Una pianta su tre col seme giallo produceva solo semi gialli
- La pianta col seme verde produceva solo semi verdi
Da questo risultato ottenuto capì che 2/4 delle piante nella F2 erano linee pure (la pianta col seme giallo che aveva solo semi gialli e la pianta col seme verde che aveva solo semi verdi) e 2/4, quelle piante che avevano sia semi gialli che verdi, invece non.
erano linee 8pure a causa della presenza di entrambi i caratteri. A questo punto Mendel capì che iCARATTERI sono determinati da UNITÀ DISCRETE chiamate GENI trasmesse dai genitori aifigli attraverso i GAMETI. Per ogni carattere ogni individuo possiede due FATTORIALTERNATIVI chiamati ALLELI, che si separano al momento della formazione dei gameti. Diquesti due fattori chiamiamo quello latente come RECESSIVO, mentre il fattore espressocome DOMINANTE.A questo punto Mendel indicò i due caratteri, dominante e recessivo (quindi seme giallo e seme verde) con una coppia di lettere differenti per ogni carattere:Allele A per il carattere dominante e quindi il seme giallo in questo caso o Allele a per il carattere recessivo e quindi il seme verde.A questo punto identificò gli individui in base a quale combinazione di carattereavevano:AA e aa = sono omozigoti di cui:1. AA: omozigote dominante2. aa: omozigote recessivoAa: eterozigoti o ibridio.Quindi rivedendo i varipassaggi dell’esperimento con queste lettere abbiamo:Generazione parentale: una pianta AA (linea pura con seme giallo) – una pianta aa (linea pura con seme verde)
Incrociamo i due “genitori” e otteniamo la F1 con le seguenti caratteristiche:
tutti semi gialli con alleli Aa, quindi non puri
incrociamo o autofecondiamo la F1 e otteniamo:
1/4 con alleli AA (quindi omozigote dominante)
1/4 con alleli aa (quindi omozigote recessivo)
2/4 con alleli Aa (quindi eterozigoti)
Ma tutti questi risultati possono essere visti più chiaramente nel quadro di Punnet:
come funziona il quadrato di Punnet:
Primo &
grassetto indicano la generazione successiva per tutte le tabelle
Utilizziamo il quadro di Punnet per capire meglio i risultati dell'autofecondazione della F2 che abbiamo visto prima:
AUTOFECONDAZIONE
| A | A | |
|---|---|---|
| X | A | A |
| a | a | a |
Ora è importante distinguere i due tipo di rapporti, quella della F1 che è di 3:1, e quella della F2 che di 1:2:1 (una pura seme giallo : due ibride seme giallo : una pura seme verde) e per farlo introduciamo il concetto di GENOTIPO:
il genotipo è la costituzione allelica del carattere 10
ricordiamo inoltre che il fenotipo è l'espressione esteriore del carattere
Ora possiamo indicare che il rapporto 1:2:1 è chiamato GENOTIPICO mentre quello 3:1 è chiamato FENOTIPICO
A questo punto Mendel enunciò la sua prima legge, LA PRIMA LEGGE DI MENDEL dice che: I due membri di una coppia genica segregano (si separano) l'uno
dall'altro neigameti, metà dei quali riceve un membro della coppia, mentre l'altra metà riceve l'altro membro.
Ma se abbiamo un organismo di cui non conosciamo il genotipo, come facciamo ad ottenere il genotipo?
Per ottenere il genotipo di un organismo dobbiamo fare il reincrocio o test cross:
Il reincrocio o test cross consiste nell'incrociare l'organismo di cui non sappiamo il genotipo con un omozigote recessivo.
A questo punto possiamo ottenere tre risultati (di cui due uguali), vediamoli con il quadrato di Punnet:
PRIMO CASO
X a a
X a a
A Aa Aa
A Aa Aa
SECONDO CASO
X a a
X a a
a aa aa
a aa aa
TERZO CASO
X a a
X a a
a aa aa
a aa aa
Da questi risultati capiamo che:
- se l'organismo ignoto è un eterozigote e quindi ibrido, incrociandolo con uno omozigote recessivo (linea pura con seme verde) otterremo il risultato del primo caso, cioè avremmo metà semi gialli e metà semi verdi.
- se l'organismo ignoto è omozigote e quindi una linea pura, otterremo il risultato del secondo caso, cioè tutti i semi saranno verdi.
incrocio tra le piante di pisello con fiore rosso e fiore bianco, entrambe di linea pura), si ottenne una progenie con fiori di colore rosa. Questo fenomeno è noto come codominanza, in cui entrambi i caratteri allelici si manifestano contemporaneamente senza che uno sia dominante sull'altro. Per esempio, se incrociamo una pianta di pisello con fiore rosso (RR) e una pianta di pisello con fiore bianco (WW), otterremo una progenie con fiori rosa (RW). In questo caso, entrambi i caratteri allelici (rosso e bianco) sono espressi e si combinano per produrre un nuovo fenotipo. Questo tipo di ereditarietà non segue il classico schema dominante/recessivo, ma mostra una combinazione dei caratteri allelici.
