Học thuyết di truyền của Mendel được xem là nền tảng của di truyền học hiện đại, được phát triển dựa trên các thí nghiệm của Gregor Johann Mendel vào thế kỷ 19. Thông qua nghiên cứu trên cây đậu Hà Lan, Mendel đã khám phá ra các quy luật di truyền cơ bản, giải thích cách các tính trạng được truyền từ thế hệ cha mẹ sang con cái. Các quy luật này không chỉ áp dụng cho cây trồng mà còn có giá trị chung cho hầu hết các sinh vật, từ động vật đến con người.
Mendel lựa chọn cây đậu Hà Lan vì nó có các tính trạng dễ quan sát, như màu hoa, chiều cao thân, và hình dạng hạt. Cây đậu có khả năng tự thụ phấn và cũng có thể được lai chéo một cách dễ dàng, giúp Mendel kiểm soát chặt chẽ quá trình lai và thu được các thế hệ con với đặc điểm rõ ràng. Trong các thí nghiệm, Mendel tập trung nghiên cứu các tính trạng tương phản (ví dụ: hoa tím và hoa trắng), đảm bảo rằng mỗi tính trạng chỉ được quyết định bởi một cặp gene.
Qua các thí nghiệm lai, Mendel phát hiện ra rằng các tính trạng được kiểm soát bởi các đơn vị di truyền riêng biệt, sau này được gọi là gene. Mỗi cá thể mang hai phiên bản của một gene, được gọi là allele, một từ bố và một từ mẹ. Các allele có thể giống nhau (đồng hợp) hoặc khác nhau (dị hợp). Nếu khác nhau, một allele có thể lấn át và biểu hiện rõ ràng hơn, được gọi là allele trội, trong khi allele còn lại được gọi là allele lặn.
Quy luật phân ly là quy luật đầu tiên mà Mendel phát hiện, giải thích cách các gene được phân chia trong quá trình hình thành giao tử. Mendel nhận thấy rằng, trong quá trình lai giữa hai cá thể đồng hợp tử khác nhau về một tính trạng, đời con lai đầu tiên (F1) chỉ biểu hiện tính trạng trội. Tuy nhiên, khi các cá thể F1 tự lai với nhau, tính trạng lặn xuất hiện trở lại trong đời con F2 với tỷ lệ khoảng 1:3. Điều này cho thấy các allele của một gene tách rời và phân phối vào các giao tử một cách độc lập trong quá trình giảm phân, mỗi giao tử chỉ chứa một allele.
Quy luật phân ly độc lập là quy luật thứ hai của Mendel, áp dụng khi nghiên cứu hai hoặc nhiều tính trạng. Mendel phát hiện rằng các cặp gene khác nhau phân ly độc lập với nhau trong quá trình hình thành giao tử. Ví dụ, khi lai giữa các cây có hạt vàng, trơn và hạt xanh, nhăn, Mendel nhận thấy các tính trạng này kết hợp lại ở đời con theo tỷ lệ 9:3:3:1. Quy luật này cho thấy sự phân ly của một cặp gene không ảnh hưởng đến sự phân ly của cặp gene khác, miễn là các gene này nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau hoặc ở khoảng cách xa trên cùng một nhiễm sắc thể.
Học thuyết di truyền của Mendel giải thích một cách đơn giản và khoa học cách các tính trạng di truyền, nhưng nó cũng có những giới hạn. Quy luật Mendel chỉ áp dụng trong các trường hợp gene nằm trên nhiễm sắc thể khác nhau hoặc không có sự tương tác giữa các gene. Trong thực tế, di truyền học phức tạp hơn nhiều do các yếu tố như gene liên kết, hoán vị gene, tính đa hiệu, tương tác gene, và các yếu tố môi trường.
Học thuyết của Mendel có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với sự phát triển của di truyền học. Nó cung cấp nền tảng để các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và chức năng của DNA, cơ chế di truyền và các ứng dụng thực tiễn. Trong y học, các quy luật Mendel giúp hiểu rõ cơ chế di truyền của nhiều bệnh, từ đó phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị. Trong nông nghiệp, học thuyết Mendel được áp dụng để chọn giống cây trồng và vật nuôi có năng suất cao, khả năng kháng bệnh tốt.
Tóm lại, học thuyết di truyền của Mendel là một bước đột phá trong sinh học, cung cấp cơ sở khoa học để giải thích các hiện tượng di truyền. Mặc dù đã có nhiều khám phá mới vượt ra ngoài phạm vi các quy luật của Mendel, những nguyên tắc cơ bản mà ông đề xuất vẫn là nền tảng quan trọng của di truyền học hiện đại.
