శాస్త్ర విజ్ఞానము

ఇంతవరకు మెండెల్ ఒకే లక్షణం కింది తరాలకి ఎలా సంక్రమిస్తుందో పరిశీలించాడు. ఒక్కో లక్షణానికి రెండు రూపాంతరాలు ఉంటాయి. (ఉదాహరణకి కాయరంగు అనే లక్షణానికి రెండు రూపాంతరాలు – పసుపు, ఆకుపచ్చ. ) ఒకే లక్షణం యొక్క రెండు రూపాంతరాలని కలుగజేస్తూ రెండు “అనువంశిక కారకాలు” (inheritable factors) ఉంటాయని గుర్తించాడు. (ఆ “అనువంశిక కారకాల”నే ఆధునిక పరిభాషలో మనం జన్యువులు (genes) అంటాము. ఒకే లక్షణం యొక్క రెండు రూపాంతరాలకి కారణామైన రెండు జన్యువులని ఇప్పుడు యుగ్మవికల్పాలు( alleles) అంటున్నాం.)


ఒకే లక్షణం యొక్క రెండు రూపాంతరాలని తీసుకుంటే, రెండూ కలిసి మిశ్రమ లక్షణాలు వ్యక్తం కావని, ఒక రూపాంతరం (ఉదా॥ పసుపు) రెండో రూపాంతరాన్ని (ఉదా॥ ఆకుపచ్చ) అణిచేస్తుందని గమనించి Law of Dominance ని ప్రతిపాదించాడు.


అలాగే ఒక లక్షణానికి చెందిన రెండు యుగ్మవికల్పాలు (alleles) కింది తరంలో వేరుపడతాయని (segregate అవుతాయని) గుర్తించి తన Law of Segregation ని ప్రతిపాదించాడు. అలా వేరు పడ్డ యుగ్మవికల్పాలు కింది తరంలో ఎన్ని రకాలుగా కలుస్తాయో సంభావ్యతా సిద్ధాంతం (theory of probability) సహాయంతో వివరించడానికి సాధ్యమయ్యింది.


అయితే ఇంతవరకు మెండెల్ ఒకే లక్షణం ఎలా సంక్రమిస్తుందో గమనించాడు. కాని ఒక తరం నుండి కింది తరానికి ఒకే సారి ఎన్నో లక్షణాలు సంక్రమిస్తాయి. కనుక ఒక్కొక్క లక్షణాన్ని పరిశీలించకుండా, ఒకేసారి పలు లక్షణాలు ఒక తరం నుండి కింది తరానికి ఎలా సంక్రమిస్తాయో పరిశీలించడం చాలా అవసరం.


ఈ విషయాన్ని అధ్యయనం చెయ్యడానికి మెండెల్ రెండేసి లక్షణాలు ఎలా సంక్రమిస్తాయో పరిశీలించాడు. రెండు లక్షణాలు ఒక తరం నుండి మరో తరానికి ఎలా సంక్రమిస్తాయి అన్న ప్రశ్నని తీసుకుంటే ఓ ముఖ్యమైన సమస్య ఎదురవుతుంది. ఉదాహరణకి “పొడవు,” “కళ్ల రంగు” అనే లక్షణాలనే తీసుకుందాం. తండ్రి “పొడగరి”, “పిల్లికళ్ళు గలవాడు” అయితే పిల్లలకి ఈ రెండు లక్షణాలు కలిసే వస్తాయా, లేక ఈ రెండు లక్షణాలు కూడా వేరు పడి “పొట్టి/పిల్లికళ్ళు”, “పొడవు/నల్లకళ్లు” ఇలా రకరకాలుగా పుడతారా? ఈ సమస్యని తేల్చుకోడానికి మెండెల్ రెండు లక్షణాలని దృష్టిలో పెట్టుకుని మొక్కల మధ్య సంకరణం చేస్తూ ప్రయోగాలు చేశాడు.




రెండేసి జతల లక్షణాలను ఒకేసారి తీసుకుని జరుపు సంకరణాన్ని ద్వి సంకర సంకరణమని (dihybrid cross) అంటారు.



దీని కోసం మెండెల్ 2 జతల లక్షణాలను ఎన్నుకున్నాడు. విత్తనము యొక్క ఆకారము (గుండ్రము, ముడతలుపడిన), రంగు (పసుపు, ఆకుపచ్చ)లను మొదటగా పరిశీలించాడు. జనక తరంలో గుండ్రని ఆకారము - పసుపు రంగు (RRYY) ఉన్న శుద్ధ మొక్కలను (శుద్ధ వంశ క్రమాల ద్వారా వచ్చిన మొక్కలు, true-breeding), ముడతల ఆకారము - ఆకుపచ్చ రంగు (rryy) శుద్ధ మొక్కలను జనకులుగా తీసుకున్నాడు. ఈ శుద్ధ మొక్కల యొక్క బీజకణాల (gametes) జన్యురూపాలు ఈ విధంగా ఉంటాయి.

జనక కణం (YYRR) --> బీజకణం (YR)

జనకకణం (yyrr) --> బీజకణం (yr)

ఇప్పుడు ఈ బీజ కణాల మధ్య సంకరణం జరిపితే పుట్టే F1 తరంలో జన్యురూపాలు ఈ విధంగా ఉంటాయి –

YR X yr = YyRr

కనుక F1 తరంలో Y (పసుపు పచ్చ) y (ఆకుపచ్చ) ని అణిచేయడం వల్ల, అలాగే R (గుండ్రనికాయ) r ని (ముడతలు పడ్డ కాయ) అని అణిచేయడం వల్ల, F1 తరంలో మొక్కలన్నిటిలోను కేవలం గుండ్రని, పసుపు పచ్చ కాయలే ఉంటాయి.

అలాంటి F1 తరంలోని మొక్కల మధ్య మళ్లీ సంకరణం జరిపగా వచ్చిన F2 తరంలో ఎలాంటి మొక్కలు ఉంటాయి అని ఆలోచించినప్పుడు ఓ మౌలికమైన ప్రశ్న వస్తుంది.

రంగు, ఆకారం అనే రెండు లక్షణాలు ఎప్పుడూ కలిసే ఒక తరం నుండి తదుపరి తరానికి సంక్రమిస్తే, F2 తరంలో మొక్కల జన్యు రూపాలు ఈ విధంగా ఉంటాయి.





సిద్ధాంతం #1: పైన నాలుగు రకాల జన్యురూపాలు (YYRR, YyRr, YyRr, Yyrr) కనిపిస్తున్నా వాటిలో మూడింటికి దృశ్య రూపం ఒక్కటే (పసుపు-గుండ్రం). ఒక్క Yyrr జన్యురూపానికే దృశ్యరూపం వేరుగా ఉంటుంది (ఆకుపచ్చ-ముడతలు). అంటే పై సందర్భంలో దృశ్యరూప నిష్పత్తి 3:1 (మూడు వంతులు పసుపు-గుండ్రం, ఒక వంతు ఆకుపచ్చ-ముడతలు) అన్నమాట.

లక్షణాలు ఊకుమ్మడిగా సంక్రమించాలని నియమం ఏమీ లేదని, వేరువేరుగా సంక్రమించగలవని అనుకుంటే F2 తరంలో జన్యురూపాలు మరో విధంగా ఉంటాయి. అది ఈ కింద పట్టికలో చూడొచ్చు.





సిద్ధాంతం #2: ఈ రకంగా లక్షణాలు సంక్రమిస్తే నాలుగు రకాల దృశ్యరూపాలు కనిపిస్తాయి. అవి, పసుపు-గుండ్రం, ఆకుపచ్చ-గుండ్రం, పసుపు-ముడతలు, ఆకుపచ్చ-ముడతలు. ఈ నాలుగింటి మధ్య నిష్పత్తి ఈ విధంగా ఉంటుంది – 9:3:3:1.



పైన ఇవ్వబడ్డ రెండు సిద్ధాంతాలలో ఏది నిజం?


మెండెల్ ప్రయోగాలలో రెండవ సిద్ధాంతమే నిజమని తేలింది. అంటే లక్షణాలు ఒకదాంతో ఒకటి సంబంధం లేకుండా స్వతంత్రంగా తదుపరి తరానికి సంక్రమిస్తాయన్నమాట. రెండు విభిన్న లక్షణాలకి కారణమైన జన్యువులు స్వతంత్రంగా తదుపరి తరానికి సంక్రమిస్తాయని చెప్పే సిద్ధాంతానికి  స్వతంత్ర్య వ్యూహన సిద్ధాంతము (Law of Independent Assortment) అని పేరు పెట్టాడు.



ద్విసంకర సంకరణం మీద మెండెల్ ప్రయోగాలలో తేలిన కొన్ని విశేషాలు వచ్చే పోస్ట్ లో…



(ఇంకా వుంది)