Разделяне (сегрегация) на гени - Модели на трансфер на генетична информация
Както бе отбелязано по-горе, F2 хибридите градински грах в експериментите на Г. Мендел се характеризират с разнообразие, тъй като сред тях има индивиди, в които се проявяват както доминиращи, така и рецесивни черти. Можем да кажем, че F2 хибридите бяха два вида: някои от тях изглеждаха като растения от една родова линия, други - като растения от друга родова линия. Например, хибридите от тези кръстоски, при които Г. Мендел наблюдава няколко контрастни черти, свързани с формата на семената, се характеризират с факта, че някои от тях дават семена с кръгла форма, докато други - груби.
Когато обаче Г. Мендел преброи F2 хибридни растения, различаващи се по форма на семената, се оказа, че от 7324 хибрида, 5474 хибрида (74,74%) дават кръгли семена (доминираща черта), а 1850 хибриди (25,36%) - груби (рецесивна характеристика ). С други думи, три четвърти от всички F2 хибриди са подобни на растения от една родова линия и една четвърт на растения от друга родова линия. Следователно, връзката между Pg хибридите, даващи кръгли семена и същите хибриди, даващи груби семена, е връзката между доминиращите и рецесивни характеристики на хибридите. Подобни взаимоотношения между различни хибриди от второ поколение са разкрити и при кръстоски, при които останалите контрастни признаци на градинския грах са били обект на наблюдение.
Както можете да видите от таблицата. 15, F2 хибридите показват всяка черта от всяка двойка контрастни черти. С други думи, при F2 хибридите признаците са претърпели разделяне (сегрегация).
В рамките на тази хипотеза, Г. Мендел предполага, че контрастните признаци се определят от някои фактори (елементи, единици), които се предават от родителите на потомството чрез половите клетки. Г. Мендел също така предполага, че всяка двойка контрастни черти се определя от двойка фактори, които не се смесват в хибридите, а се разминават по време на образуването на гамети, преминават чисти в различни гамети и след това се озовават в потомството на хибридите. Например кръглата форма на семената, като доминираща черта, се определя от доминиращия фактор, докато грубата форма на семената, която е рецесивна черта, се определя от рецесивния фактор. Всяко растение има двойка генетични фактори за всяка контрастираща черта и двата фактора присъстват в растението едновременно.
След 1909 г. Менделевите фактори за наследственост по предложение на У. Батсън (1861-1926) започват да се наричат гени, членове на генна двойка - алелни гени или просто алели. Когато и двата алела са еднакви (доминиращи или рецесивни), тогава организмът, носещ тези алели, се нарича хомозиготен или хомозиготен за този алел. Организъм, носещ различни алели (доминиращи и рецесивни), се нарича хетерозиготен или хетерозиготен.
За да се разбере как гените се предават на потомството и как те се разпределят в потомството между различни индивиди, е необходимо да се разбере същността на фенотипните и генотипните връзки, получени от Г. Мендел при изучаване на хибридите на градинския грах. Нека обозначим, както направи Г. Мендел, първоначалните (родителски) растения със символа P1, символите F1 и F2 - хибридите от първо и второ поколение (съответно) и символите R и r - алелните гени ( съответно доминираща и рецесивна), определяща например формата на градинските грахови семена. Тъй като растенията P1 са чисто линейни, тези, които произвеждат кръгли семена (са хомозиготни и носят R и R гените), могат да бъдат обозначени като RR, а гаметите на тези растения - R, докато тези, които произвеждат груби семена (също са хомозиготни, носят гени r и d), можем да обозначим r, а гаметите на тези растения - r.
Тълкувайки резултатите от своите експерименти, Г. Мендел предполага, че когато първоначалните растения Р1 са били кръстосани, женските R гамети се оплождат от мъжките гамети r и обратно, в резултат на което F1 хибридите ще бъдат хетерозиготни хибриди, имащи генетични формула Rr и дава кръгли семена, тъй като R алелът потиска алел r. Когато F1 хибридът произвежда гамети, Rr алелите се разцепват, в резултат на което половината от гаметите ще носят R алела, половината от алела r. Ако, по време на самоопрашване на F1 хибриди, женската гамета r се опложда от R мъжка гамета, след това F2 хибридът ще има генетична формула RR, неговите гамети ще бъдат R гамети, а самоопрашването на такива F2 хибриди води до RR растения. Ако по време на самоопрашване на хибриди F1 женската гамета r е оплодена от мъжката гамета r, хибридът F2 ще бъде хибрид с генетичната формула r, нейните гамети ще бъдат гамети r и самоопрашването на такива F2 хибриди дава на растенията r. Ако по време на самоопрашване на F1 хибриди женската гамета r е оплодена от мъжката гамета r или обратно, тогава полученият хибрид F2 ще бъде растителен Rr (подобен на хибрида F1), неговите гамети ще бъдат гамети от две видове - мъжки R и r и женски R и r, а самоопрашването такива хибриди се произвеждат от растения с генетични формули RR, Rr и.
Имайки предвид горните съображения, нека се върнем към F1 хибридите, които са хетерозиготни за Rr и произвеждат R и r гамети в равни количества. Ако приемем, че по време на оплождането гаметите се обединяват произволно (няма предимство за комбиниране на гаметите R и R или r и r, или R и r) и че всички образуващи хибридни растения са жизнеспособни, може да се приеме, че в резултат на генно разделяне, образуваните хибриди ще бъдат различни както по фенотип, така и по генотип