كيفية تحديد نوع وراثي غير معروف باستخدام اختبار تقاطع

قبل وقت طويل من اكتشاف أن حمض الديوكسي ريبونوكلييك كان الجزيء المسؤول عن نقل السمات من الآباء إلى الأبوين نسل ، أجرى راهب أوروبا الوسطى جريجور مندل تجارب في نباتات البازلاء لمعرفة طريقة عمل عملية الوراثة. من خلال وضع مبادئ الهيمنة الجينية والتراجع ، حدد مندل كيفية العثور على النمط الجيني للفرد من خلال مراقبة نسله من اختبار تهجين.

في علم الوراثة المندلية ، يتم التحكم في كل سمة أو نمط ظاهري قابل للقياس للفرد ، مثل لون الزهرة أو طول الساق أو شكل البذور ، بواسطة زوج من الجينات. الاختلافات في هذه السمات ناتجة عن أفراد مختلفين يمتلكون أشكالًا بديلة من نفس الجينات ، والمعروفة باسم الأليلات. على سبيل المثال ، كانت نباتات البازلاء التي درسها مندل تمتلك إما بذورًا مستديرة أو بذورًا مجعدة. العديد من هذه النباتات ، عندما تُركت للتلقيح الذاتي ، كانت صادقة التكاثر ، وتنتج ذرية من نفس النمط الظاهري: أنتج آباء البذور المستديرة نسل البذور المستدير والعكس صحيح.

ومع ذلك ، لاحظ مندل أن بعض نباتات البذور المستديرة ، عند التلقيح الذاتي ، أنتجت خليطًا من النسل المستدير والمتجعد. علاوة على ذلك ، فإن نباتات البذور المجعدة ذاتية التلقيح لم تنتج أبدًا ذرية بذور مستديرة. خلص مندل إلى أن الآباء البذرة المستديرة في هذه الحالة يجب أن يكون لديهم أليل متجعد ، لكن تعبير هذا الجين كان مقنعًا بوجود أليل مستدير. وبالمثل ، يجب أن تمتلك النباتات المجعدة ذات التكاثر الحقيقي نسختين من الأليل المتجعد. وبسبب هذا السلوك ، صنف البذور المستديرة على أنها البذور "المهيمنة" والبذور المتجعدة على أنها "متنحية" ، ووجد أن العديد من السمات الأخرى تتبع أنماطًا متشابهة.

يعني هذا الاكتشاف أن نبتة بذرة مستديرة غير معروفة يمكن أن تكون إما متماثلة اللواقح ، وتحمل أليلين سائدين ، أو متغاير الزيجوت ، وتحمل أليلًا مهيمنًا وآخر متنحيًا. للتمييز بين هذه الأنماط الجينية المحتملة ، طور مندل الإجراء المعروف باسم اختبار الصليب. أخذ نبتة بذرة مجعدة ، كان يعرف أنها متماثلة اللواقح للأليل المتنحي ، وقام بتلقيحها مع النبات الغامض. ثم نظر إلى الأنماط الظاهرية للنسل من الصليب.

عرف مندل أن كل ذرية تلقت نسخة واحدة من الجين لشكل البذرة من كل والد. لذلك ، تم ضمان حصول الجميع على أليل متنحي واحد من الوالد المتجعد. إذا كان والد البذرة المستديرة متماثل الزيجوت ، فإن النسل سيحصل أيضًا على أليل سائد ، مما يؤدي إلى تغاير الزيجوت المنتظم وبذور مستديرة. على العكس من ذلك ، إذا كان هذا الوالد متغاير الزيجوت ، فإن نصف النسل سيحصل على أليل متنحي ، مما ينتج عنه مزيج واحد إلى واحد من ذرية البذور المستديرة والمتجعدة. بالنسبة إلى مندل ، كشفت هذه النتائج المرئية عن طرق عمل الوراثة غير المرئية آنذاك.