รูปที่ 2.2 Gregor Johann Mendel (1822-1884)

        เมนเดล (Gregor Johann Mendel (1822-1884))ผู้ได้รับการยกย่องเป็นบิดาแห่ง
วิชาพันธุศาสตร์ ทดลองการถ่ายทอดลักษณะต่างๆของถั่วลันเตา (Pisum sativum) เช่น
ลักษณะความสูงของลำต้น (ลักษณะต้นสูงและเตี้ย) ลักษณะสีดอก (ลักษณะดอกสีม่วงและ
สีขาว) ลักษณะรูปร่างเมล็ด (ลักษณะเมล็ดกลมและขรุขระ) เป็นต้น และได้ตีพิมพ์ผลงาน
ดังกล่าวในปี 1865


รูปที่ 2.3 แสดงลักษณะต่างๆของถั่วลันเตาที่เมนเดลศึกษา

ตารางที่ 1 สรุปผลการทดลองของเมนเดล



คุณสังเกตอะไรได้บ้างจากตารางผลการทดลองของเมนเดล?


พันธุศาสตร์ตามหลักของเมนเดล (Mendelian Genetics)

         จากการที่เมนเดลใช้หลักสถิติในการวิเคราะห์ผลการทดลอง เขาได้กฏการถ่ายทอด
ลักษณะทางพันธุกรรม 2 ข้อ ที่สอดคล้องกับผลการทดลองของเขา คือ กฏการแยก (law of
segregation) และกฏการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ (law of independent assortment)
ซึ่งกฏทั้ง 2 ข้อนี้ใช้อธิบายพฤติกรรมของสิ่งที่ควบคุมการแสดงออกของลักษณะต่างๆ เช่น
ลักษณะความสูงของลำต้น ลักษณะสีดอก และลักษณะรูปร่างเมล็ดถั่วลันเตาตามการทดลอง
ของเขา ซึ่งขณะนั้นเขาเรียกสิ่งที่ควบคุมการแสดงออกของลักษณะต่างๆว่า “แฟกเตอร์”
(factor) ที่เขาเชื่อว่ามีอยู่เป็นคู่ๆ ว่าจะต้องมีการแยกจากกัน แบ่งเป็น 2 ชุด เท่าๆ กัน
ในระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า ยีน

1. กฏการแยก (law of segregation)

       เมื่อพิจารณาการถ่ายทอดลักษณะของถั่วลันเตาทีละลักษณะ เช่น ลักษณะสีของเมล็ด
เมนเดลให้สัญลักษณ์ Y แทนลักษณะเมล็ดสีเหลือง และ y แทนลักษณะเมล็ดสีเขียว

รูปที่ 2.4 แสดงกฏการแยก
        จากรูป 2.4 F1 สร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้ 2 แบบ คือ Y หรือ y โดยมีโอกาสอย่างละ 1/2
ดังนั้นโอกาสที่เซลล์สืบพันธุ์แต่ละแบบจะมารวมกันเพื่อเกิดเป็นลูกรุ่น F2 คือ 1/4 YY,
1/2 Yy, และ1/4 yy คิดเป็นอัตราส่วนจีโนไทป์ 1:2:1 หรือ อัตราส่วน ฟีโนไทป์สีเหลืองต่อ
สีเขียว 3:1
        เช่นเดียวกันกับการพิจารณาการผสมถั่วลันเตาลักษณะเมล็ดกลมและเมล็ดขรุขระ
ก็ให้สัดส่วนลักษณะเด่นและลักษณะด้อย 3:1 เช่นกัน


รูปที่ 2.5 แสดงลักษณะเมล็ดกลมเรียบ และ ลักษณะเมล็ดขรุขระ
         ลักษณะเมล็ดขรุขระไม่มีเอนไซม์ที่จะเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแป้ง จึงต้องดูดน้ำเข้าเมล็ดมาก
พอเมล็ดแก่ แห้ง จึงมีลักษณะขรุขระ
2. กฏการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ (law of independent assortment)

       เมื่อพิจารณาการถ่ายทอดลักษณะของถั่วลันเตาทีละลักษณะ 2 ลักษณะขึ้นไป เช่น
ลักษณะสีของเมล็ด และลักษณะรูปร่างของเมล็ด เมนเดลให้สัญลักษณ์ของลักษณะรูปร่าง
เมล็ดกลม R และ ลักษณะรูปร่างเมล็ดขรุขระ r



รูปที่ 2.6 แสดงกฏการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ
        จากรูป F1 สร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้ 4 แบบ เป็นการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ คือ YR, Yr, yR
หรือ ry โดยมีโอกาสอย่างละ 1/4 ดังนั้น โอกาสที่เซลล์สืบพันธุ์แต่ละแบบจะมารวมกันเพื่อ
เกิดเป็น ลูกรุ่น F2 คือ

9/16 Y_R_,
3/16 yyR_,
3/16 Y_rr และ
1/16 rryy

อัตราส่วนฟีโนไทป์ เมล็ดกลมสีเหลือง : เมล็ดกลมสีเขียว :
เมล็ดขรุขระสีเหลือง : เมล็ดขรุขระสีเขียว เท่ากับ 9:3:3:1

        กฏการแยกและกฏการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระของเมนเดลเกิดขึ้นจากการแยกคู่ของ
โฮโมโลกัสโครโมโซม เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์นั่นเอง ตัวอย่างเช่น การแยกคู่ของยีนที่ควบคุม
ลักษณะลักษณะสีของเมล็ด และลักษณะรูปร่างของเมล็ดที่อยู่ต่างโครโมโซมกัน ดังรูปที่ 2.7




รูปที่ 2.7 แสดงการถ่ายทอดลักษณะสีของเมล็ด และลักษณะรูปร่างของเมล็ด
ที่อยู่ต่างโครโมโซมกัน
          จากการทดลองของเมนเดล ถ้าผสมสลับต้นตัวผู้กับต้นตัวเมียคนละลักษณะจะให้
สัดส่วนจำนวนลูกเหมือนเดิมหรือไม่? แล้วลักษณะตาบอดสีของคนล่ะ?
          การถ่ายทอดยีนที่อยู่บนโครโมโซมเพศ (X,Y)ก็ใช้กฏของเมนเดลในขั้นการแยกคู่ของ
โครโมโซมเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ยีนที่ควบคุมลักษณะตาสีแดงใน
แมลงหวี่ที่อยู่บนโครโมโซม X



รูปที่ 2.8 แสดงการถ่ายทอดลักษณะตาสีแดงในแมลงหวี่ที่อยู่บนโครโมโซม X


สรุปการถ่ายทอดลักษณะตามกฏของเมนเดล

1. การถ่ายทอดลักษณะแต่ละลักษณะถูกตัดสินโดยแฟกเตอร์ที่ปัจจุบันเรียกว่า ยีน ที่ผ่านไปสู่
    รุ่นต่อไปไม่เปลี่ยนแปลง
2. รับมาอย่างละหนึ่งชุดจากพ่อและแม่
3. ลักษณะอาจจะไม่ปรากฏในรุ่นนี้ (ไม่ได้หายไปไหน) แต่ถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไป
4. เป็นจริงก็ต่อเมื่อเป็นยีนในนิวเคลียสและไม่เกี่ยวกับยีนที่อยู่บนโครโมโซมแท่งเดียวกัน