พันธุศาสตร์คลาสสิก

This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (December 2022) (Learn how and when to remove this message)

พันธุศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาวิชาของพันธุศาสตร์ที่อาศัยผลที่มองเห็นได้จากการสืบพันธุ์เท่านั้น ถือเป็นสาขาวิชาที่เก่าแก่ที่สุดในสาขาวิชาพันธุศาสตร์ ย้อนกลับไปถึงการทดลองเกี่ยวกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดลโดยเกรกอร์ เมนเดลซึ่งทำให้สามารถระบุกลไกพื้นฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ ต่อมา กลไกเหล่านี้ได้รับการศึกษาและอธิบายในระดับโมเลกุล

พันธุศาสตร์คลาสสิกประกอบด้วยเทคนิคและวิธีการทางพันธุศาสตร์ที่ใช้กันก่อนการถือกำเนิดของชีววิทยาโมเลกุลการค้นพบที่สำคัญของพันธุศาสตร์คลาสสิกในยูคาริโอตคือการเชื่อมโยงทางพันธุกรรมการสังเกตว่ายีน บางตัว ไม่แยกตัวเป็นอิสระในระยะไมโอซิสนั้นฝ่าฝืนกฎของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดเลียนและทำให้วิทยาศาสตร์สามารถระบุลักษณะเฉพาะของตำแหน่งบนโครโมโซมได้ การเชื่อมโยงยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเพาะพันธุ์เพื่อปรับปรุงพันธุ์พืช

หลังจากการค้นพบรหัสพันธุกรรมและเครื่องมือโคลนนิ่งเช่นเอนไซม์จำกัดขอบเขตช่องทางการสืบสวนที่เปิดกว้างสำหรับนักพันธุศาสตร์ก็ขยายวงกว้างขึ้นอย่างมาก แนวคิดทางพันธุกรรมแบบคลาสสิกบางส่วนถูกแทนที่ด้วยความเข้าใจเชิงกลไกที่เกิดจากการค้นพบทางโมเลกุล แต่แนวคิดหลายอย่างยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและยังคงใช้งานอยู่ พันธุศาสตร์แบบคลาสสิกมักถูกเปรียบเทียบกับพันธุศาสตร์ย้อนกลับ และบางครั้งด้านต่างๆ ของชีววิทยา โมเลกุล ก็ถูกเรียกว่าพันธุศาสตร์โมเลกุล

รากฐานของพันธุศาสตร์คลาสสิกคือแนวคิดเรื่องยีนซึ่งเป็นปัจจัยทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับลักษณะเฉพาะที่เรียบง่าย (หรือลักษณะเฉพาะ) ^{[ จำเป็นต้องมีการอ้างอิง ]}

กลุ่มยีนสำหรับลักษณะหนึ่งหรือมากกว่าที่บุคคลหนึ่งมีคือจีโนไทป์บุคคลที่มีโครโมโซมคู่หนึ่งมักจะมีอัลลีล สองตัว สำหรับการกำหนดลักษณะ^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

พันธุศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาหนึ่งของพันธุศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมผ่านการสืบพันธุ์เท่านั้น พันธุศาสตร์โดยทั่วไปคือการศึกษาเกี่ยวกับยีนความแปรผันทางพันธุกรรมและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมกระบวนการที่ลักษณะต่างๆ ถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกหลานเรียกว่า การถ่ายทอดทางพันธุกรรม ในความหมายของพันธุศาสตร์คลาสสิก ความแปรผันเป็นที่รู้จักในชื่อการขาดความคล้ายคลึงในบุคคลที่เกี่ยวข้อง และสามารถจัดประเภทเป็นแบบต่อเนื่องหรือต่อเนื่อง ยีนเป็นส่วนพื้นฐานของ DNA ที่เรียงตัวเป็นเส้นตรงบนโครโมโซมยูคาริโอต ข้อมูลทางเคมีที่ส่งและเข้ารหัสโดยยีนแต่ละตัวเรียกว่าลักษณะ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดมียีน 2 ยีนสำหรับแต่ละลักษณะเฉพาะที่มีอยู่ในบุคคลนั้นๆ ยีนที่จับคู่กันเหล่านี้ซึ่งควบคุมลักษณะเดียวกันจัดเป็นอัลลีล ในบุคคลหนึ่งๆ ยีนอัลลีลที่แสดงออกอาจเป็นแบบโฮโมไซกัส ซึ่งหมายถึงเหมือนกัน หรือแบบเฮเทอโรไซกัส ซึ่งหมายถึงแตกต่างกัน แอลลีลหลายคู่มีผลกระทบที่แตกต่างกันซึ่งแสดงออกมาในฟีโนไทป์และจีโนไทป์ ของลูกหลาน ฟีโนไทป์เป็นคำทั่วไปที่ใช้กำหนดลักษณะทางกายภาพที่มองเห็นได้ของบุคคล จีโนไทป์ของลูกหลานเรียกว่าองค์ประกอบทางพันธุกรรม แอลลีลของยีนอาจเป็นแบบเด่นหรือแบบด้อย แอลลีลเด่นต้องการเพียงสำเนาเดียวในการแสดงออกในขณะที่แอลลีลแบบด้อยต้องการสองสำเนา (โฮโมไซกัส) ในสิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซมคู่จึงจะแสดงออก แอลลีลเด่นและแบบด้อยช่วยกำหนดจีโนไทป์ของลูกหลาน และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดฟีโนไทป์^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

พันธุศาสตร์แบบคลาสสิกมักถูกเรียกว่าพันธุศาสตร์รูปแบบเก่าแก่ที่สุด และเริ่มต้นด้วย การทดลอง ของเกรกอร์ เมนเดลซึ่งกำหนดและกำหนดแนวคิดทางชีววิทยาพื้นฐานที่เรียกว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดลการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดลคือกระบวนการที่ยีนและลักษณะต่างๆ ถูกส่งต่อจากพ่อแม่กลุ่มหนึ่งไปยังลูกหลาน ลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเหล่านี้จะถูกส่งต่อโดยกลไกด้วยยีนหนึ่งจากพ่อแม่หนึ่งคนและยีนที่สองจากพ่อแม่อีกคนหนึ่ง ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งนี้จะสร้างคู่ยีนในสิ่งมีชีวิตที่มีโครโมโซมคู่ เกรกอร์ เมนเดลเริ่มการทดลองและศึกษาการถ่ายทอด ทาง พันธุกรรมด้วยลักษณะทางพันธุกรรมของถั่วลันเตา และทำการทดลองกับพืชต่อไป เขาเน้นที่รูปแบบของลักษณะทางพันธุกรรมที่ส่งต่อจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นถัดไป ซึ่งประเมินโดยการทดลองผสมพันธุ์ถั่วลันเตาสองเมล็ดที่มีสีต่างกันและสังเกตลักษณะทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้น หลังจากพิจารณาแล้วว่าลักษณะต่างๆ น่าจะสืบทอดมาได้อย่างไร เขาจึงเริ่มขยายจำนวนลักษณะที่สังเกตและทดสอบ และในที่สุดก็ขยายการทดลองของเขาโดยเพิ่มจำนวนสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันที่เขาทำการทดสอบ

ประมาณ 150 ปีก่อน เกรกอร์ เมนเดลได้ตีพิมพ์ผลการทดลองครั้งแรกของเขาโดยใช้การผสมพันธุ์ทดสอบของ ถั่ว พิซุมโดยได้ศึกษาและทดสอบลักษณะทางฟีโนไทป์ 7 แบบที่แตกต่างกันในถั่ว ได้แก่ สีเมล็ด สีดอก และรูปร่างของเมล็ด โดยลักษณะทางฟีโนไทป์ 7 แบบที่เมนเดลคัดเลือก/ตรวจสอบสำหรับการทดลองมีดังนี้

• เขาตรวจสอบรูปร่างที่แตกต่างกันของเมล็ดสุก
• ตรวจสอบสีไข่ขาวของเมล็ดพันธุ์
• จากนั้นเขาจึงเลือกสีเปลือกเมล็ด
• มองเห็นรูปร่างของฝักที่สุกแล้ว
• ตรวจสอบสีฝักที่ยังไม่สุก
• ตรวจสอบตำแหน่งดอกบนแกนแล้ว
• ตรวจสอบความสูงของต้นไม้ดูว่าสูงหรือแคระ^[1]

เมนเดลนำถั่วลันเตาที่มีลักษณะทางฟีโนไทป์ต่างกันมาทดสอบผสมพันธุ์เพื่อประเมินว่าต้นถั่วพ่อแม่ถ่ายทอดลักษณะเหล่านี้ไปยังลูกหลานได้อย่างไร เขาเริ่มต้นด้วยการผสมพันธุ์ถั่วลันเตาทรงกลม สีเหลือง และสีเขียวกลม แล้วสังเกตฟีโนไทป์ที่เกิดขึ้น ผลการทดลองนี้ทำให้เขาสามารถเห็นได้ว่าลักษณะใดในสองลักษณะนี้เป็นลักษณะเด่นและลักษณะใดเป็นลักษณะด้อย โดยพิจารณาจากจำนวนลูกหลานในแต่ละฟีโนไทป์ จากนั้นเมนเดลจึงตัดสินใจทดลองเพิ่มเติมโดยผสมพันธุ์ต้นถั่วลันเตาที่มีฟีโนไทป์กลมและสีเหลืองกับต้นถั่วลันเตาที่มีฟีโนไทป์ย่นและสีเขียว ต้นถั่วที่ผสมพันธุ์กันในตอนแรกเรียกว่ารุ่นพ่อแม่ หรือรุ่น P และลูกหลานที่เกิดจากการผสมพันธุ์ของพ่อแม่เรียกว่ารุ่นลูกรุ่นแรก หรือรุ่น F1 ต้นถั่วในรุ่น F1 ที่เกิดจากการผสมพันธุ์ลูกผสมนี้ล้วนมีเมล็ดกลมและสีเหลืองเฮเทอโรไซกัสทั้งสิ้น

พันธุศาสตร์คลาสสิกเป็นเครื่องหมายแห่งการเริ่มต้นการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ทางชีววิทยา และนำไปสู่การทำความเข้าใจองค์ประกอบสำคัญหลายประการของพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล พันธุศาสตร์มนุษย์ พันธุศาสตร์การแพทย์ และอื่นๆ อีกมากมาย จึงทำให้เมนเดลได้รับฉายาว่าเป็นบิดาแห่งพันธุศาสตร์สมัยใหม่

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถกล่าวได้ว่าพันธุศาสตร์คลาสสิกเป็นพื้นฐานของพันธุศาสตร์สมัยใหม่ พันธุศาสตร์คลาสสิกคือพันธุศาสตร์ของเมนเดเลียนหรือแนวคิดทางพันธุศาสตร์ที่เก่าแก่กว่า ซึ่งแสดงออกโดยอาศัยฟีโนไทป์ที่ได้จากการทดลองเพาะพันธุ์เท่านั้น ในขณะที่พันธุศาสตร์สมัยใหม่คือแนวคิดใหม่ของพันธุศาสตร์ ซึ่งช่วยให้สามารถศึกษาจีโนไทป์และฟีโนไทป์ได้โดยตรง

โมโนไฮบริดครอส (3:1) ^[2]

ไดไฮบริดครอส (9:3:3:1)

• ความโดดเด่น (พันธุกรรม)
• จีโนไทป์
• ฟีโนไทป์
• โทมัส ฮันท์ มอร์แกน

• โมฮัน มีอา, เอ็มดี (6 เมษายน 2559). พันธุศาสตร์โมเลกุลและคลาสสิกสำนักพิมพ์อเมริกันอะคาเดมีเพรส ISBN 9781631817762-
• Lagassé, Paul; University, Columbia (มกราคม 2000). Genetics . Columbia University Press. ISBN 9780787650155-
• “Mendelian Genetics – Genetics Generation”. Genetics Generation . สืบค้นเมื่อ2017-11-29 .
• Mendel, Gregor. "การทดลองในพืชผสมพันธุ์ (1865) - เอกสารของ Mendel (ภาษาอังกฤษ - มีคำอธิบายประกอบ)" www.mendelweb.org สืบค้นเมื่อ29 พ.ย. 2017
• “ครบรอบ 100 ปีของบทความของเมนเดล” British Medical Journal . 1 (5431): 368–374. 1965-02-06. ISSN  0007-1447 . PMC  2165333. PMID  14237908
• Van Dijk, Peter J.; Ellis, TH Noel (2016). "ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ของเมนเดล" Genetics . 204 (4): 1327–1336. doi :10.1534/genetics.116.196626. PMC  5161265 . PMID  27927898
• “เมนเดลและถั่วของเขา” Khan Academyสืบค้นเมื่อ2017-11-29
• Leland., Hartwell (2014-09-05). Genetics : from genes to genomes . โกลด์เบิร์ก, ไมเคิล แอล., ฟิชเชอร์, จานิส เอ. (ฉบับที่ 5). นครนิวยอร์ก รัฐนิวยอร์กISBN 978-0073525310.OCLC 854285781  .{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
• "dihybrid cross / dihybrid | เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่ Scitable" www.nature.com สืบค้นเมื่อ29 พ.ย. 2017
• Smýkal, Petr; Varshney, Rajeev K.; Singh, Vikas K.; Coyne, Clarice J.; Domoney, Claire; Kejnovský, Eduard; Warkentin, Thomas (2016-12-01). "จากการค้นพบของ Mendel เกี่ยวกับถั่วลันเตาไปจนถึงพันธุศาสตร์และการผสมพันธุ์พืชในปัจจุบัน" (PDF) . Theoretical and Applied Genetics . 129 (12): 2267–2280. doi :10.1007/s00122-016-2803-2. ISSN  0040-5752. PMID  27717955. S2CID  6017487