Gregor Mendel

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Categoria:	Scienze
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Gregor Johann Mendel naque a Heizendorf, in Austria il 22 luglio 1822. Era l'unico figlio di un contadino. Nel 1843 cominciò a studiare nel monastero di St. Thomas di ordine agostiniano a Brno (oggi una delle città principali della Repubblica Ceca), vista la sua attitudine e facilità all'apprendimento. Nell'agosto 1847 ricevette gli ordini sacerdotali.
Venne assegnato, dopo la sua ordinazione, alle funzioni pastorali, ma presto divenne chiaro che era più adatto ad insegnare. Nel 1849 gli venne assegnato ad una scuola media nella città di Znaim; fu qui che fece l'esame di qualificazione per la certificazione come insegnante.
Intorno al 1850, Mendel passò alla storia grazie agli esperimenti di incrocio tra piselli da giardino compiuti. Dopo essere entrato nell'Università di Vienna nel 1851 per imparare ad insegnare matematica e biologia, per due anni si dedicò all'insegnamento nell'abbazia.
Proprio all'Università sviluppò le proprie abilità come ricercatore che utilizzò successivamente nel corso della sua vita. Mendel tornò ad insegnare nel monastero di Brno nel 1854. Nello stesso anno iniziò gli esperimenti di incrocio di piante impiegando come laboratorio l'orto del suo monastero, con lo scopo di trovare delle leggi che spiegassero la continuità nella trasmissione dei caratteri. Nel 1868 ne divenne anche abate.
Mendel amava molto curare l'orto e si stupì ben presto di come spesso le piante presentassero caratteristiche atipiche. Proprio l'osservazione della trasmissione dei loro caratteri lo portò a sviluppare la teoria dell'ereditarietà.
Egli fu infatti, ricercatore accurato e meticoloso, esperto in fisica e in matematica, uno tra i primi studiosi che decisero di applicare la matematica alla biologia.
Fece un utilizzo innovativo di caratteri ben definiti e contrastanti (seme liscio o rugoso, fiori rossi o bianchi) nell'ambito della stessa specie, quando la maggior parte dei suoi predecessori si era occupata prevalentemente di incroci tra specie differenti. Seguendo ben definiti caratteri attraverso la prima , la seconda e le successive generazioni, Mendel riuscì a dimostrare che l'ereditarietà non è una mescolanza di caratteri parentali, come si era pensato, ma che i caratteri ereditari sono trasmessi da unità distinte, riassortite a ogni generazione.
Mendel prima di iniziare i suoi esperimenti aveva già in testa le idee che, casualmente, gli antichi si erano "fatti" sulla trasmissione dei caratteri. Ad esempio nell'allevamento dei piccioni, gli allevatori del passato, per ottenere piccioni con la coda lunga (pavoncelli), avevano selezionato gli esemplari col carattere più evidente e li avevano incrociati tra loro; continuarono questa operazione fino a quando il piccione ebbe la coda della lunghezza desiderata.
In conclusione anche senza conoscere le leggi della genetica gli uomini praticano da tempo l'ibridazione, sia animale che vegetale. Oltre alle conoscenze di carattere scientifico Mendel conosceva molto bene la statistica e il calcolo delle probabilità. Come si potrà vedere nelle pagine degli esperimenti la probabilità ha un ruolo molto importante per la determinazione dei rapporti secondo i quali i caratteri passano da una generazione all'altra.
La scelta di Mendel della pianta da pisello (specie “piuma sativum”)per i suoi esperimenti fu dovuta a diverse ragioni:
• Le piante si trovavano in commercio ed erano facilmente coltivabili;
• Le numerose varietà avevano caratteristiche assai differenti che si manifestavano inalterate e riapparivano in un raccolto dopo l'altro;
• Era possibile incrociare le piante artificialmente, ma non era possibile che si verificasse un incrocio accidentale che potesse confondere i risultati sperimentali.

Il pisum sativum
Attraverso i suoi studi, Mendel giunse alla formulazione delle cosiddette leggi fondamentali, che scrisse nella sua opera chiamata “saggi sugli ibridi vegetali”, generalmente valide per tutti gli organismi animali e vegetali a struttura cellulare, mentre non lo sono nei batteri e nei virus. Esse sono:
1) Legge della dominanza (o legge della omogeneità del fenotipo) secondo la quale, incrociando due individui puri che differiscano per un dato carattere, si ottengono nella prima generazione (F1) discendenti con caratteristiche omogenee rispetto al carattere in questione.
Questo significa che, in ogni caso, nella F1 uno dei caratteri antagonisti scompare completamente, senza lasciare traccia. Questo carattere e altri dello stesso tipo vengono detti recessivi, mentre quelli che determinano il fenotipo della pianta prendono il nome di dominanti.
2) Legge della segregazione (o legge della disgiunzione), secondo la quale, incrociando tra loro due individui della F1, si ottiene una progenie (F2) in cui i caratteri parentali si manifestano secondo questi rapporti: 1/4 dei discendenti presenta il carattere di un progenitore; 1/4 quello dell'altro, e la restante metà è costituita da tutti e due.
Mendel arrivò a questa conclusione dall'osservazione del fatto che i caratteri recessivi, scomparsi nella F1, riappaiono nella F2.
Egli spiegò questo fatto asserendo che i caratteri ereditari sono sempre determinati da una coppia di fattori distinti, ciascuno dei quali viene ereditato da uno dei genitori. I due geni di una coppia possono essere uguali (nel qual caso gli organismi danno origine a discendenti puri), e l'organismo viene detto omozigote per quel particolare carattere; nel caso siano diversi l'organismo viene detto eterozigote per quel particolare carattere (gli organismi danno origine a discendenti non puri). I gameti contengono i geni, ma ogni gamete possiede solo uno dei due possibili alleli per ogni carattere. Quando due gameti si combinano, gli alleli sono presenti nello zigote nuovamente in coppie. Un allele può essere dominante rispetto ad un altro allele; in tal caso l'organismo mostrerà nel suo aspetto esterno, cioè nel suo fenotipo, il carattere proprio dell'allele dominante, anche se nel suo corredo genetico, o genotipo, ciascuno dei due alleli continua ad esistere indipendente e distinto anche se non risulta visibile. L'allele recessivo si separerà poi dal compagno dominante durante la formazione dei gameti, nel processo meiotico.
9/16 di piselli gialli e lisci; 3/16 di piselli gialli e grinzosi; 3/16 di piselli verdi e lisci; 1/16 di piselli verdi e grintosi.
3) Legge dell'indipendenza, secondo la quale in un incrocio, prendendo in considerazione due coppie di caratteri alla volta (ossia incrociando piselli a semi gialli e lisci con altri a semi verdi e grinzosi), si ottiene una prima generazione costituita interamente da piselli gialli e lisci, essendo questi caratteri dominanti. Incrociando poi tra loro questi individui si ottiene una seconda generazione costituita da:
Le prime due combinazioni daranno origine ad individui omozigoti, cioè puri per il colore giallo o verde. La terza combinazione invece darà individui eterozigoti (o ibridi), cioè impuri, ma gialli secondo il principio della dominanza. I caratteri recessivi non si sono né persi né mescolati ad altri ma hanno mantenuto la loro identità. Mendel calcolò anche che la presenza del carattere dominante risultava del 75% dei casi mentre quella del carattere recessivo del 25%. Tale rapporto (3 a 1) rimaneva costante in tutti gli esperimenti nella quale si poteva osservare la presenza del carattere dominante e recessivo. Mendel ritenendo che la costanza di questo rapporto non fosse casuale formulò due ipotesi:
1. Ogni carattere doveva essere determinato dalla presenza di “fattori ereditari” (oggi detti geni).
2. Nelle cellule sessuali dei genitori ciascuna coppia di geni si separava in ogni singolo componente: la cellula sessuale doveva quindi contenere un unico fattore ereditario o gene. Indicò così ogni fattore ereditario con una lettera dell’alfabeto: i caratteri dominanti con la lettera maiuscola, mentre quelli recessivi con la lettera minuscola. Indicò quindi nei suoi esperimenti con “R” il carattere dominante che determinava il colore dei fiori rossi e con “r” il carattere recessivo che determinava il colore del fiore bianco. Individui che ereditano da entrambi i genitori un fattore uguale sono detti omozigoti e sono indicati con “RR” o con “rr ” a seconda del carattere ereditato.
Individui che ereditano fattori diversi sono detti eterozigoti e vengono indicati con “rR”. Due individui con una configurazione diversa, tipo “RR” e “Rr”, possono avere un aspetto uguale (in questo caso il fiore sarà rosso).
Poiché gli eterozigoti manifestano il carattere dominante come gli omozigoti, è necessario distinguere il loro aspetto esterno, cioè il loro fenotipo, dalla costituzione genetica, cioè il loro genotipo: fenotipi simili possono infatti derivare da genotipi diversi.
Questa legge è perfettamente valida per geni di cromosomi differenti mentre è solo in parte verificata per i geni dello stesso cromosoma.
Mendel morì a Brno il 6 gennaio 1884.