よぉ、桜木建二だ。みんな中学や高校の生物の遺伝の範囲で学ぶ「独立の法則」について知っているか？この法則は、メンデルが発見した遺伝法則の1つで、他にも「優性の法則」と「分離の法則」も明らかにしたぞ。これら3つの法則の違いはわかるだろうか。また、独立の法則が成り立たないこともあるのだが、それはどういった状況の時だろうか。今回は独立の法則を中心に、生物に詳しいライターききと一緒に解説していくぞ。
解説／桜木建二
「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。
ライター／きき
大学生の頃は農学部に所属し植物のことを勉強した。現在は大学院に進学し植物のことを研究中。生物や植物の面白さを伝えられるライターを目指している。
独立の法則って何？
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独立の法則は、複数の対立遺伝子は、それぞれ他の対立遺伝子と関係なく独立して行動することです。これだけでは少し難しいので、本題に入る前に、独立の法則をはじめとしたメンデルの法則を学ぶ上で重要なキーワードについて学習していきましょう。
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形質とは？
形質とは、生物が持っている性質や体の特徴などのことで、親から子へと遺伝します。
メンデルが行なったエンドウの実験での形質には、エンドウの種子の形で「丸い種子」と「しわの種子」、エンドウの背丈で「高いエンドウ」と「低いエンドウ」などがありますね。これらの形質は生物体にどちらか一方しか現れません。このような形質のことを「対立形質」というのです。そして、それらを支配する遺伝子のことを「対立遺伝子」と呼びます。
また、ほとんどの場合、対立形質のどちらか一方の形質が他方の形質よりも子供に現れやすいのです。現れやすい形質を「優性形質」と呼び、現れにくい形質を「劣性形質」と呼びます。
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遺伝子と染色体について
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ある生物を構成する全ての遺伝子は、それぞれDNAの特定の位置に存在します。そして、DNAが折り畳まれると染色体を構成することになりますね。そのため、遺伝子は染色体上の特定の位置に存在することにもなると言えます。
上記の図のように、父由来の染色体と母由来の染色体が1本ずつあるセットのことを「相同染色体」と呼ぶのです。そして、遺伝子Aと遺伝子aのように、相同染色体上の特定の場所で異なる遺伝子が対になっている状態を「ヘテロ接合」、遺伝子Bと遺伝子Bのように、相同染色体上の特定の場所で同じ遺伝子が対になっている状態を「ホモ接合」と言います。
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桜木建二
生物種が同じであれば、DNA上に存在する遺伝子の位置は全て同じだ。
また、遺伝子Aと遺伝子aは同じ形質の発現に関与するけど、異なる性質を持つ遺伝子 (例 : 丸い種子を発現する遺伝子Aとしわの種子を発現する遺伝子a) だから「対立遺伝子」であると言えるな。
メンデルの法則とは？
オーストリア出身の修道士であるメンデルは、およそ8年間かけて7組の形質 (種子の形や色、背丈など) に着目したエンドウの交雑実験を行い、遺伝の規則性を明らかにしました。この実験から、メンデルは「優性の法則」、「分離の法則」、そして今回の本題である「独立の法則」を発見しました。この3つの法則はどういった意味を持つのでしょうか。
ここでは、優性形質を「色 (RR) の花」「大きい (LL) 花」、劣性形質を「白色 (rr) の花」「小さい (ll) 花」として解説していきますね。
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1. 優性の法則：F1に優勢な形質が現れる
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「優性の法則」とは、優性な形質を持つ親と劣性な形質を持つ親を交雑すると、その間に生まれた雑種第一世代 (F1)である子供には、優性な形質が現れる法則のことです。
上記の図のように、花の色に着目した場合、優性形質である赤色の花と劣性形質である白色の花を交雑すると、その子供の遺伝子型はRrになり、赤色の花になります。このように、子供に優性形質が現れることを優性の法則と言うのです。
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桜木建二
優性の法則が成り立たないこともあるぞ。例えばオシロイバナの赤色の花と白色の花を交雑すると、F1は赤色と白色の中間であるピンク色になる。このようなことを「不完全優性」と言うぞ。
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