Наследственост: Определение, фактор, видове и примери

Когато родител със сини очи и родител с кафяви очи предават гените си за цвят на очите на своите потомци, това е пример за наследственост.

Децата наследяват гените, от които се състоят дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК) от родителите и те могат да имат сини или кафяви очи. Генетиката обаче е сложна и повече от един ген е отговорен за цвета на очите.

По същия начин много гени определят други черти като цвят на косата или височина.

Наследствеността е изследване на това как родителите предават своите черти на потомството си генетика. Съществували са много теории за наследствеността и общите понятия за наследствеността са се появили преди хората да разберат напълно клетките.

Съвременната наследственост и генетика обаче са по-нови области.

Въпреки че основата за изучаване на гените се появява през 1850-те и през 19-ти век, тя до голяма степен се игнорира до началото на 20-ти век.

Човек черти са специфични характеристики, които идентифицират индивидите. Родителите ги предават чрез гените си. Някои лесни за разпознаване човешки черти са височина, цвят на очите, цвят на косата, тип коса, прикрепване на ушната мида и търкаляне на езика. Когато сравнявате

Например, доминираща черта, като кестенява коса, е по-често срещана сред популацията, докато рецесивна черта, като червената коса, е по-рядко срещана. Не всички доминиращи черти обаче са често срещани.

Ако ще изучавате генетика, трябва да разберете връзката между ДНК и наследственчерти.

Клетките на повечето живи организми имат ДНК, която е веществото, което изгражда вашите гени. Когато клетките се възпроизвеждат, те могат да предадат ДНК молекулата или генетична информация към следващото поколение. Например, вашите клетки имат генетичен материал, който определя дали имате руса коса или черна коса.

Вашият генотип е гени вътре в клетките, докато вашият фенотип е физическите черти, които са видими и повлияни както от гените, така и от околната среда.

Има вариации между гените, така че ДНК последователностите се различават. Генетична вариация прави хората уникални и това е важна концепция в естествения подбор, защото благоприятните характеристики са по-склонни да оцелеят и да се предадат.

Въпреки че еднояйчните близнаци имат една и съща ДНК, тяхната генна експресия може да варира. Ако единият близнак получава повече хранене от другия, той или тя може да е по-висок, въпреки че има същите гени.

Първоначално хората разбираха наследствеността от репродуктивна гледна точка. Те измислиха основни понятия, като прашецът и плодниците на растенията, подобни на яйцето и спермата на хората.

Въпреки размножаването на хибридни кръстоски при растения и други видове, генетиката остава загадка. В продължение на много години те вярваха, че кръвта предава наследственост. Дори Чарлз Дарвин смяташе, че кръвта е отговорна за наследствеността.

През 1700 г. Каролус Линей и Йозеф Готлиб Кьолройтер пишат за кръстосване на различни растителни видове и откриват, че хибридите имат междинни характеристики.

Работата на Грегор Мендел през 1860-те помогна за подобряване на разбирането за хибридни кръстоски и наследство. Той опроверга установените теории, но работата му не беше напълно разбрана при публикуването.

Ерих Чермак фон Сейзенег, Уго де Фриз и Карл Ерих Корренс преоткриха творчеството на Мендел в началото на 20 век. Всеки от тези учени изучава растителни хибриди и стига до подобни заключения.

Генетиката е изследване на биологичното наследство и Грегор Мендел се счита за негов баща. Той установява ключовите понятия за наследствеността чрез изучаване на грахови растения. Наследствените елементи са гени, а чертите са специфични характеристики, като например цвета на цветето.

Често се обажда Наследство по Мендел, неговите открития установяват връзката между гените и характеристиките.

Мендел се фокусира върху седем характеристики на граховите растения: височина, цвят на цветето, цвят на граховото зърно, форма на грахово зърно, форма на шушулка, цвят на шушулката и позиция на цветето. Грахът беше добър тест, тъй като имаше бързи репродуктивни цикли и беше лесен за отглеждане. След като създаде линии за чисто размножаване на грах, той успя да ги кръстосва, за да направи хибриди.

Той заключи, че черти като формата на шушулка са наследствени елементи или гени.

Алелите са различните форми на ген. Генетичните вариации като мутации са отговорни за създаването на алели. Различията в двойките основи на ДНК също могат да променят функцията или фенотипа. Заключенията на Мендел относно алелите станаха основа за два основни закона за наследството: на закон за сегрегацията и закон за независим асортимент.

Законът за сегрегацията гласи, че двойките алели се разделят, когато се образуват гамети. Законът за независимия асортимент гласи, че алелите от различни гени се сортират независимо.

Алелите съществуват или в доминираща, или в рецесивна форма. Доминиращи алели са изразени или видими. Например кафявите очи са доминиращи. От друга страна, рецесивни алели не винаги са изразени или видими. Например, сините очи са рецесивни. За да може човек да има сини очи, той или тя трябва да наследи два алела за това.

Важно е да се отбележи, че доминиращите черти не винаги са често срещани в популацията. Пример за това са някои генетични заболявания, като болестта на Хънтингтън, която се причинява от доминиращ алел, но не е често срещана сред населението.

Тъй като има различни видове алели, някои организми имат два алела за една черта. Хомозиготен означава, че има два еднакви алела за един ген, и хетерозиготен означава, че има два различни алела за ген. Когато Мендел изучава своите грахови растения, той открива, че F₂ поколение (внуци) винаги са имали съотношение 3: 1 във фенотиповете си.

Това означава, че доминиращата черта се проявява три пъти по-често от рецесивната.

Пънети квадратчета може да ви помогне да разберете хомозиготен срещу хетерозиготни кръстоски и хетерозиготни vs. хетерозиготни кръстове. Не всички кръстове обаче могат да бъдат изчислени с помощта на квадратите на Punnett поради тяхната сложност.

Кръстен на Реджиналд С. Punnett, диаграмите могат да ви помогнат да предскажете фенотипове и генотипове за потомството. Квадратите показват вероятността за определени кръстове.

Общите открития на Мендел показват, че гените предават наследствеността. Всеки родител прехвърля половината от своите гени на потомството. Родителите могат също да дадат различни набори от гени на различни потомци. Например еднояйчните близнаци имат една и съща ДНК, но братята и сестрите нямат.

Работата на Мендел беше точна, но опростена, така че съвременната генетика намери повече отговори. Първо, чертите не винаги идват от един ген. Контрол на множество гени полигенни черти, като цвят на косата, цвят на очите и цвят на кожата. Това означава, че повече от един ген е отговорен за това, че имате кафява или черна коса.

Един ген може също да повлияе на множество характеристики. Това е плейотропияи гените могат да контролират несвързани черти. В някои случаи плейотропията е свързана с генетични заболявания и разстройства. Например, сърповидно-клетъчната анемия е наследствено генетично заболяване, което засяга червените кръвни клетки, като ги прави с форма на полумесец.

Освен че засяга червените кръвни клетки, разстройството засяга кръвния поток и други органи. Това означава, че има влияние върху множество черти.

Мендел смята, че всеки ген има само два алела. Въпреки това може да има много различни алели на ген. Множество алели могат да контролират един ген. Пример за това е цветът на козината при зайци. Друг пример е системата за кръвна група ABO при хората. Хората имат три алела за кръв: A, B и O. A и B са доминиращи над O, така че те са кодоминант.

Пълното господство е моделът, който Мендел описа. Той видя, че единият алел е доминиращ, докато другият е рецесивен. Доминиращият алел беше видим, защото беше експресиран. Формата на семената в граховите растения е пример за пълно господство; кръглите семенни алели са доминиращи над набръчканите.

Генетиката обаче е по-сложна и пълното господство не винаги се случва.

В непълно господство, един алел не е напълно доминиращ. Snapdragons са класически пример за непълно господство. Това означава, че фенотипът на потомството изглежда е между фенотипа на двамата родители. Когато се размножават бял Snapdragon и червен Snapdragon, те могат да имат розови Snapdragons. Когато пресечете тези розови Snapdragons, резултатите са червени, бели и розови.

В кодоминиране, и двата алела се изразяват еднакво. Например, някои цветя могат да бъдат комбинация от различни цветове. Червено и бяло цвете могат да дадат потомство със смесица от червени и бели венчелистчета. И двата фенотипа на родителите са изразени, така че потомството има трети фенотип, който ги комбинира.

Някои кръстове могат да бъдат смъртоносни. A летален алел може да убие организъм. През 1900 г. Лусиен Куенот открива, че когато кръстосва жълти мишки с кафяви мишки, потомството е кафяво и жълто.

Когато обаче кръстосва две жълти мишки, потомството има съотношение 2: 1 вместо съотношението 3: 1, което Мендел намира. Имаше две жълти мишки за една кафява мишка.

Куенот установява, че жълтият цвят е доминиращ, така че тези мишки са хетерозиготи. Около една четвърт от мишките, отгледани при преминаване на хетерозиготи, обаче са умрели по време на ембрионалния стадий. Ето защо съотношението беше 2: 1 вместо 3: 1.

Мутациите могат да причинят летални гени. Въпреки че някои организми могат да умрат в ембрионалните стадии, други могат да живеят години с тези гени. Хората също могат да имат летални алели и няколко генетични заболявания са свързани с тях.

Как ще се получи живият организъм зависи както от неговата наследственост, така и от средата. Например, фенилкетонурията (PKU) е едно от генетичните заболявания, които хората могат да наследят. PKU може да причини интелектуални увреждания и други проблеми, тъй като тялото не може да обработи аминокиселината фенилаланин.

Ако погледнете само генетиката, бихте очаквали, че човек с PKU винаги ще има интелектуални затруднения. Въпреки това, благодарение на ранното откриване при новородени, е възможно хората да живеят с ФКУ на диета с ниско съдържание на протеини и никога да не развиват сериозни здравословни проблеми.

Когато погледнете както факторите на околната среда, така и генетиката, е възможно да видите как животът на човек може да повлияе на генната експресия.

Хортензиите са друг пример за влияние върху околната среда върху гените. Две растения с хортензия с едни и същи гени може да са с различен цвят поради pH на почвата. Киселите почви създават сини хортензии, докато алкалните почви правят розови. Почвените хранителни вещества и минерали също влияят върху цвета на тези растения. Например, сините хортензии трябва да имат алуминий в почвата, за да придобият този цвят.

Въпреки че проучванията на Грегор Мендел създадоха основата за повече изследвания, съвременната генетика го направи разшири своите открития и откри нови модели на наследяване, като непълно доминиране и кодоминиране.

Разбирането как гените са отговорни за физическите черти, които можете да видите, е решаващ аспект на биологията. От генетични нарушения до развъждане на растения, наследствеността може да обясни много въпроси, които хората задават за света около тях.