 |
 |
 |
 |
 |
 |
Mendel si udělal sérii poznámek o charakteristikách různých variet rostlin na zadní straně výtisku Gärtnerovy práce Versuche und Beobachtungen über die Bastarderzeugung im Pflanzenreich (Pokusy a pozorování vzniku kříženců v rostlinné říši) (1849). To zřejmě představovalo přípravné práce pro jeho pokusy, neboť vybral stálé znaky (tj. ty, které se v průběhu generací neměnily) a které se dají sledovat u variet Pisum.
V ilustrovaném Albu (1876) od Ernsta Benaryho, uznávaného hybridizátora, který byl také obeznámen s Mendelovými pokusy, jsou dvě strany věnovány hrachu, z nichž jedna názorně zobrazuje tři znaky vybrané Mendelem pro pokusy: zbarvené a bílé květy, žluté a zelené lusky, hladké a zaškrcované lusky.
 Mendel použil 34 variet Pisum sativum (poddruhy a konvariety hrachu setého). Tuto rostlinu doporučili také jiní biologové, jako byl Kölreuter v Německu a Seton a Goss v Anglii. Důvodem pro to byly poměrně velké květy a mnoho variant délky a zbarvení stonku, velikosti a tvaru listů, postavení a zbarvení květů, délky květního stonku, atp. Dále proto, že Pisum je "samosprašná" rostlina (rozmnožuje se samooplozením) a potomstvo se podobá rodičům, pokud nedojde k umělému oplození nebo křížení.
Originální barevné nákresy plánů skleníku postaveného v zahradě opatství opatem Nappem ukazují tvar a velikost skleníku, kde Mendel prováděl své pokusy s hrachem.
Zcela nejdůležitější pro Mendelovy pokusy bylo, že vybrané znaky byly stálé (znaky čistých linií) a sám věnoval dvě sezóny tomu, aby si to ověřil. Při pečlivé kontrole svých pokusů si uvědomoval, že některé znaky "nepřipouští bezpečné a přesné rozlišení, protože tu bývá "větší nebo menší" rozdíl, což lze často těžko určit". Proto vybral sedm znaků, které "jsou snadno a bezpečně odlišitelné". Byly to:
 tvar zralých semen - kulatý nebo okrouhlý a hranatý nebo svraštělý
 zbarvení semen - bledě žluté, světle žluté až oranžové a zelené
 zbarvení osemení - bílé a šedivé, šedohnědé nebo hnědé s fialovým tečkováním nebo bez něho
 tvar zralých lusků - jednoduše klenutý a zaškrcený nebo víceméně svraštělý
 zbarvení nezralých lusků - světle až tmavě zelené a jasně žluté
 postavení květů - axiální, tj. podél hlavního stonku a terminální, tj. na vrcholu stonku
 délka hlavního stonku - dlouhý 183 až 213 cm a krátký 23 až 46 cm.
 Největší význam Mendelových pokusů s hrachem spočívá v těchto základních zjištěních: rodiče přenášejí znaky nebo vlastnosti do následujících generací jako nezměněné "jednotky", "mendelovské" faktory (které nyní nazýváme geny), a to v daných poměrech. Jedinci obsahují dvě sady faktorů, z nichž každou dostali od jednoho z rodičů. Není rozdíl, zda se určitý znak dědí od otce či od matky: oba přispívají stejným způsobem. Tyto faktory se někdy projeví a někdy zůstanou skryty, nikdy se však neztratí. Obecně (avšak ne vždy) je každá "jednotka" přenášena nezávisle na všech ostatních "jednotkách". Například u hrachu mohou být semena buď kulatá a žlutá nebo svraštělá a žlutá nebo kulatá a zelená nebo svraštělá a zelená. Projev těchto znaků v jednotlivých generacích je rozmanitý. Některé znaky se projevují mnohem častěji než jiné (dokonce i tehdy, když byly přítomny v předcházejících generacích ve stejném počtu).
Některé znaky se zase neprojevují bezprostředně (recesivní či skryté) na rozdíl od jiných (dominantní). Kříží-li se dvě rostliny, pak by se mělo očekávat, že poměr znaků ve výsledné generaci bude 1:1. Avšak Mendel opakovaně pozoroval, že jeden znak (dominantní) se objevuje třikrát častěji než druhý (recesivní). Průměrný poměr pozorovaný v pečlivě provedených pokusech byl 3:1.
Mendel systematicky zaznamenával své pokusy po dobu sedmi let, od roku 1856 do roku 1863. V roce 1865 pak na zasedání Přírodovědného spolku v Brně přednesl výsledky svých pokusů. Tato práce byla v následujícím roce publikována ve spolkovém sborníku. Vystaveny jsou příslušné stránky jak rukopisu, tak tištěné verze Mendelovy práce Versuche über Pflanzen-Hybriden (Pokusy s rostlinnými hybridy) obsahující jeho epochální výsledky.
 Mendel také konal pokusy s varietami Hieracium (jestřábník). Vybrané znaky hybridů však byly velmi nestálé a výsledky se neshodovaly s těmi, které získal u Pisum sativum. V jednom ze dvou fragmentů ( Notizblatt II) svého poznámkového bloku srovnává výsledky svých pokusů s Pisum a Hieracium a výsledky získané u Salix (vrba). Interpretace druhého z Mendelových zápisků ( Notizblatt I) vyvolala širší diskusi. Poznámky ukazují na to, že Mendel pravděpodobně přezkoumával číselné údaje o hybridizaci rostlin mnoho let po publikaci své stěžejní práce. Z těchto pozdějších poznámek je obtížné usuzovat, co přesně měl na mysli. Nicméně je možno konstatovat, že Mendel prováděl pokusy s rostlinami i po publikování své původní práce a že zůstával zahloubán do řešení záhady generací.
Mezi roky 1866-1873 si Mendel dopisoval s Carlem Nägelim (1817-1891), profesorem botaniky na univerzitě v Mnichově a odborníkem na rostlinné hybridy. Nägeli byl přesvědčen, že hybridi jsou obecně nestálí a nesouhlasil s Mendelovou teorií, že znaky přenášené na hybridy od rodičů jsou konstantní. Období Mendelovy korespondence s Nägelim se časově shoduje s pokusy s Hieracium, které naneštěstí dávaly za pravdu Nägelimu. Mendel pozoroval, jak sám nazval "podivné chování hybridů", které nemohl vysvětlit - tj., že u Hieracium se vyskytuje jak pohlavní, tak nepohlavní rozmnožování (jev známý jako apomixis).
Význam Mendelovy práce byl uznán po více než třiceti letech od publikování jeho původní práce, když v roce 1900 v Holandsku Hugo de Vries, v roce 1900 v Německu Carl Correns, v roce 1901v Rakousku Erich Tschermak a v roce 1902 ve Velké Británii William Bateson potvrdili Mendelův odkaz a nazvali ho pravým otcem klasické genetiky.
|
 |
|
|
|
| Hrách a jestřábníky |
|
| Práce a poznámky Mendela |
|
| Dopisy Nägeli-Mendel |
|
| Výkresy skleníku |
|
Od Mendela k projektu lidského genomu
- 1856
- Gregor Mendel začíná konat pokusy s křížením hrachu.
- 1859
- Charles Darwin publikuje On the Origin of Species (O původu druhů).
- 1865
- 8. února a 8. března přednáší Mendel výsledky a interpretaci svých pokusů na pravidelných schůzích Přírodovědného spolku v Brně.
- 1866
- Mendel publikuje Versuche über Pflanzen-Hybriden (Pokusy s rostlinnými hybridy). Rozesílá separátní výtisky, ale ty zůstávají bez povšimnutí.
- 1871
- Friedrich Miescher podává zprávu o objevu nukleinu z izolovaných buněčných jader; přestože je dnes nuklein znám jako směs nukleových kyselin (DNA a RNA) a bílkovin, je to první práce o nukleových kyselinách.
- 1887
- August Weisman pozoruje a vysvětluje při pozorování v mikroskopu pohyb chromozomů v meióze (tvorbu zárodečných buněk). Poukazuje na to, že každý chromozom musí nést velký počet determinantů dědičných znaků a zamýšlí se nad jejich velikostí.
- 1900
- Carl Correns a Hugo de Vries nezávisle znovuobjevují Mendelovy principy, a tím i jeho práci; Erich von Tschermak v tom sehrává menší roli. William Bateson uvádí Mendelovu práci ve známost v londýnské Královské zahradnické společnosti a záhy ji překládá.
- 1902
- Walter Sutton prosazuje chromozomovou teorii dědičnosti, totiž, že chromozomy se chovají stejně jako Mendelovy elementy (brzo pojmenované geny) a že každý chromozom musí nést mnoho těchto elementů; Theodor Boveri činí podobná pozorování.
- 1902-1909
- Bateson zavádí termíny genetika, alelomorpha, (nyní zkráceno na alela), homozygot, heterozygot a další.
- 1909
- Archibald Garrod zjišťuje, že určité lidské choroby jsou vrozené chyby metabolismu a dědí se jako recesivní znaky, a tím dává vznik biochemické genetice.
- 1910
- Thomas Hunt Morgan nachází mutanta ve zbarvení očí u octomilky (Drosophila) a objevuje vazbu na pohlaví. Zjišťuje, že geny lokalizované na stejném chromozomu jsou spolu vázány a rekombinují se výměnou chromozomových úseků, tzv. crossing-overem.
- 1913
- Alfred Henry Sturtevant sestavuje první genetickou mapu s použitím četností crossing-overu mezi šesti geny vázanými na pohlaví u Drosophila, která ukazuje jejich relativní umístění na chromozomu X.
- 1927
- Hermann Muller objevuje, že paprsky X mohou indukovat genetické mutace u Drosophila.
- 1931
- Harriet Creighton a Barbara McClintock, a nezávisle Curt Stern podávají pozorováním buněk v mikroskopu první přímý důkaz existence crossing-overu.
- 1941
- George Beadle a Edward Tatum se zabýají biochemickou genetikou plísně Neurospora a navrhují teorii "jeden gen - jeden enzym".
- 1940-1949
- Max Delbrück a Salvador Luria, a nezávisle Jacques Monod dokazují, že bakterie mají geny.
- 1944
- Oswald Avery, Colin MacLeod a Maclyn McCarty podávají jasný důkaz toho, že DNA je dědičnou látkou.
- 1949
- Frederick Sanger zkoumá molekuly inzulinu a publikuje první důkaz toho, že pořadí aminokyselin v bílkovinném řetězci je pro tuto bílkovinu jedinečné.
- 1949
- Erwin Chargaff prokazuje, že proporce čtyř typů nukleotidů, které jsou součástí vlákna DNA, je stejná ve všech buňkách daného organismu, velmi se však liší mezi druhy a mohla by proto být vhodná pro uchování genetické informace.
- 1953
- James Watson a Francis Crick objasňují třírozměrnou strukturu molekuly DNA, dvojitou šroubovici. částečně vycházejí z nepublikovaných výsledků rtg strukturní analýzy DNA získaných Rosalind Franklinovou a Maurice Wilkinsem.
- 1957-'58
- Crick navrhuje ústřední dogma molekulární biologie spočívající v tom, že genetická informace ve formě specifických sekvencí, se může přenášet mezi nukleovými kyselinami a do bílkoviny, avšak jakmile je informace přenesena do bílkoviny, nemůže se z ní přenést nazpět.
- 1958
- Matthew Meselson a Franklin Stahl dokazují, že DNA se replikuje semikonzervativně, tak jak to odpovídá struktuře nalezené Watsonem a Crickem.
- 1950-1959
- Francois Jacob a Jacques Monod prokazují dlouhou sérií pokusů existenci regulačních oblastí na chromozomu, které mohou spouštět nebo zastavit expresi genů.
- 1961
- Jacob, Crick, Sydney Brenner a další předkládají obecné schema transkripce genetické informace v DNA do mediátorové RNA a její translace do bílkoviny. Brenner, Jacob a Meselson objevují mRNA v bakteriálních buňkách.
- 1961
- Crick a spolupracovníci prokazují, že genetická informace je určena pořadím tří nukleotidů, tzv.kodony, kterých je 64 a kódují 20 aminokyselin bílkovinného řetězce; tři kodony představují stop signály.
- 1961
- Marshall Nirenberg a Heinrich Matthaei identifikují první kodony.
- 1961-1967
- Nirenberg, Severo Ochoa, H. Gobind Khorana a další stanovují v zuřivém závodě zbytek genetického kódu.
- 1970-1979
- Paul Berg, Stanley N. Cohen a další vyvíjejí metodu štěpení DNA a spojováním fragmentů vytvářejí nové sekvence: začíná éra rekombinantní DNA či genového inženýrství.
- 1977
- Sanger vynalézá pozoruhodnou metodu ke zjištění pořadí sekvencí DNA; Walter Gilbert a Allan Maxam navrhují nezávisle další metodu.
- 1983
- Poprvé je přesně lokalizován na chromozom defekt genu podmiňující onemocnění člověka "Huntingtonovu chorobu" a následně je zpřístupněn pro další studium.
- 1995
- Je stanovena sekvence prvního genomu - bakterie Haemophilus influenzae.
- 1995-2000
- Jsou stanoveny sekvence genomu bakterie Mycoplasma genitalium, kvasinky Saccharomyces cerevisiae, bakterie Escherichia coli, červa Caenorhabditis elegans, octomilky Drosophila melanogaster a huseníčku Arabidopsis thaliana.
- 1999
- Je zjištěna sekvence prvního lidského chromozomu (chromozom 22).
- 2002
- Je stanovena sekvence genomu myši.
- 2003
- Je dokončeno přečtení sekvencí celého lidského genomu.
Mendelovo muzeum děkuje Horace Freeland Judsonovi za přípravu tohoto krátkého přehledu. Dík patří i Jonathan Hodgkinovi a Jiřině Relichové.
|
 |
| |
|