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Prima che il DNA fosse identificato come il modello della vita, il monaco dell’Europa centrale Gregor Mendel utilizzava le piante di pisello per scoprire i principi che governano l’ereditarietà. Osservando la progenie di incroci accuratamente progettati, stabilì i concetti di dominanza e recessività che sono ancora alla base della genetica moderna.

Geni e fenotipi

Nella genetica mendeliana, ogni tratto osservabile – come il colore del fiore, la lunghezza dello stelo o la forma del seme – è controllato da una coppia di geni, uno ereditato da ciascun genitore. Variazioni in questi tratti si verificano quando gli individui portano versioni diverse dello stesso gene, note come alleli. Ad esempio, i piselli di Mendel presentavano semi rotondi o rugosi. Le piante che erano riprodotte in modo true-breed producevano progenie che condividevano tutte la stessa forma di seme, confermando che portavano alleli identici.

Mascherare il recessivo

Mendel notò che alcune piante a semi rotondi, quando si autoimpollinavano, producevano un mix di semi rotondi e rugosi. Al contrario, le piante rugose autoimpollinate non hanno mai prodotto semi rotondi. Ha dedotto che le piante rotonde erano omozigoti (due alleli dominanti) o eterozigoti (un allele dominante e uno recessivo). L’allele rugoso recessivo era nascosto, o “mascherato”, dall’allele rotondo dominante. Le piante rugose della razza vera erano quindi omozigoti recessive. Questa osservazione portò Mendel a etichettare il carattere rotondo come dominante e quello rugoso come tratto recessivo.

Esecuzione di un test incrociato

Per determinare se una pianta sconosciuta a semi rotondi fosse omozigote o eterozigote, Mendel ideò il test dell'incrocio. Ha incrociato la pianta sconosciuta con una nota pianta omozigote recessiva (rugosa). Poiché ogni progenie eredita un allele da ciascun genitore, era garantito che tutti i discendenti ricevessero un allele recessivo dal genitore rugoso.

Rapporti genotipici e interpretazione

Dalla croce sono emersi due scenari:

• Se la pianta sconosciuta era omozigote dominante, ogni discendente riceveva un allele dominante e tutti i semi apparivano rotondi.
• Se la pianta sconosciuta era eterozigote, metà della progenie riceveva l'allele recessivo dal genitore sconosciuto, producendo un rapporto 1:1 tra semi rotondi e rugosi.

Questi rapporti osservabili hanno permesso a Mendel di dedurre il genotipo nascosto della pianta sconosciuta e hanno rivelato i meccanismi sottostanti dell'ereditarietà.

Attraverso questo elegante esperimento, Mendel gettò le basi per la genetica, dimostrando che i tratti seguono modelli prevedibili che possono essere decodificati mediante semplici test di incrocio.