Dědičnost: definice, faktor, typy a příklady

Když rodič s modrýma očima a rodič s hnědýma očima předají své geny pro barvu očí svým potomkům, je to příklad dědičnosti.

Děti dědí geny, z nichž se skládají deoxyribonukleová kyselina (DNA) od rodičů a mohou mít modré nebo hnědé oči. Genetika je však složitá a více než jeden gen je zodpovědný za barvu očí.

Stejně tak mnoho genů určuje další vlastnosti, jako je barva vlasů nebo výška.

Dědičnost je studie o tom, jak rodiče předávají své vlastnosti svým potomkům genetika. Existuje mnoho teorií o dědičnosti a obecné pojmy dědičnosti se objevily dříve, než lidé buňkám úplně porozuměli.

Dnešní dědičnost a genetika jsou však novějšími poli.

Ačkoli se základy pro studium genů objevily v padesátých letech 19. století a v průběhu 19. století, byly až do počátku 20. století do značné míry ignorovány.

Člověk rysy jsou specifické vlastnosti, které identifikují jednotlivce. Rodiče je předávají prostřednictvím svých genů. Některé snadno identifikovatelné lidské rysy jsou výška, barva očí, barva vlasů, typ vlasů, připevnění ušního lalůčku a válcování jazyka. Když porovnáváte

Například dominantní rys, jako jsou hnědé vlasy, je častější v populaci, zatímco recesivní rys, jako jsou červené vlasy, je méně častý. Ne všechny dominantní vlastnosti jsou však běžné.

Pokud se chystáte studovat genetiku, musíte pochopit vztah mezi DNA a dědičnýrysy.

Buňky většiny živých organismů mají DNA, což je látka, která tvoří vaše geny. Když se buňky množí, mohou předat molekulu DNA nebo genetická informace na příští generaci. Například vaše buňky mají genetický materiál, který určuje, zda máte blond vlasy nebo černé vlasy.

Váš genotyp je geny uvnitř buněk, zatímco váš fenotyp jsou fyzické vlastnosti, které jsou viditelné a ovlivněné jak geny, tak prostředím.

Mezi geny existují variace, takže sekvence DNA se liší. Genetická variace dělá lidi jedinečnými a je to důležitý koncept v přirozeném výběru, protože příznivé vlastnosti pravděpodobněji přežijí a přenesou se.

Ačkoli identická dvojčata mají stejnou DNA, jejich genová exprese se může lišit. Pokud jedno dvojče dostane více výživy než druhé, může být vyšší, přestože má stejné geny.

Zpočátku lidé chápali dědičnost z hlediska reprodukce. Přišli na základní pojmy, jako je pyl a pestíky rostlin podobné vajíčkům a spermím lidí.

Přes rozmnožování hybridních kříženců v rostlinách a jiných druzích zůstala genetika záhadou. Po mnoho let věřili, že dědičnost přenáší krev. I Charles Darwin si myslel, že za dědičnost je zodpovědná krev.

V 1700s, Carolus Linnaeus a Josef Gottlieb Kölreuter psali o křížení různých druhů rostlin a zjistili, že hybridy mají střední charakteristiky.

Práce Gregora Mendela v šedesátých letech 19. století pomohlo zlepšit porozumění hybridní kříže a dědictví. Vyvrátil zavedené teorie, ale jeho práce nebyla po zveřejnění plně pochopena.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries a Carl Erich Correns znovuobjevili Mendelovu tvorbu na počátku 20. století. Každý z těchto vědců studoval rostlinné hybridy a dospěl k podobným závěrům.

Genetika je studium biologického dědictví a Gregor Mendel je považován za jeho otce. Klíčové koncepty dědičnosti založil studiem rostlin hrachu. Dědičnými prvky jsou geny a znaky jsou specifické vlastnosti, například barva květu.

Často volané Mendelovo dědictvíjeho nálezy prokázaly vztah mezi geny a vlastnostmi.

Mendel se zaměřil na sedm charakteristik rostlin hrachu: výška, barva květu, barva hrachu, tvar hrachu, tvar lusku, barva lusku a poloha květu. Hrách byl dobrým testovacím subjektem, protože měl rychlé reprodukční cykly a snadno se pěstoval. Poté, co založil čistokrevné linie hrachu, byl schopen je křížit a vyrábět hybridy.

Došel k závěru, že vlastnosti jako tvar lusku byly dědičné prvky nebo geny.

Alely jsou různé formy genu. Genetické variace, jako jsou mutace, jsou zodpovědné za vytváření alel. Rozdíly v párech bází DNA mohou také změnit funkci nebo fenotyp. Mendelovy závěry o alelách se staly základem dvou hlavních zákonů dědičnosti: the zákon segregace a zákon o nezávislém sortimentu.

Zákon segregace říká, že se alelové páry oddělují, když se tvoří gamety. Zákon nezávislého sortimentu uvádí, že alely z různých genů jsou tříděny nezávisle.

Alely existují buď v dominantní, nebo v recesivní formě. Dominantní alely jsou vyjádřeny nebo viditelné. Například hnědé oči jsou dominantní. Na druhou stranu, recesivní alely nejsou vždy vyjádřeny nebo viditelné. Například modré oči jsou recesivní. Aby člověk měl modré oči, musí za to zdědit dvě alely.

Je důležité si uvědomit, že dominantní rysy nejsou v populaci vždy běžné. Příkladem toho jsou určitá genetická onemocnění, jako je Huntingtonova choroba, která je způsobena dominantní alelou, ale není v populaci běžná.

Protože existují různé typy alel, některé organismy mají dvě alely pro jednu vlastnost. Homozygotní znamená, že pro jeden gen existují dvě identické alely a heterozygotní znamená, že pro gen existují dvě různé alely. Když Mendel studoval své rostliny hrachu, zjistil, že F₂ generace (vnoučata) měla ve svých fenotypech vždy poměr 3: 1.

To znamená, že dominantní rys se objevil třikrát častěji než ten recesivní.

Punnettovy čtverce vám pomůže pochopit homozygotní vs. heterozygotní křížení a heterozygotní vs. heterozygotní křížení. Ne všechny kříže však lze vypočítat pomocí Punnettových čtverců kvůli jejich složitosti.

Pojmenována po Reginaldovi C. Punnett, diagramy vám mohou pomoci předpovědět fenotypy a genotypy pro potomky. Čtverce ukazují pravděpodobnost určitých křížení.

Mendelovy celkové nálezy ukázaly, že geny přenášejí dědičnost. Každý rodič přenáší polovinu svých genů na potomky. Rodiče mohou také dát různým potomkům různé sady genů. Například identická dvojčata mají stejnou DNA, ale sourozenci ne.

Mendelova práce byla přesná, ale zjednodušující, takže moderní genetika našla více odpovědí. Za prvé, vlastnosti nemusí vždy pocházet z jediného genu. Ovládání více genů polygenní vlastnosti, jako je barva vlasů, barva očí a barva kůže. To znamená, že za to, že máte hnědé nebo černé vlasy, je zodpovědný více než jeden gen.

Jeden gen může také ovlivnit více charakteristik. Tohle je pleiotropiea geny mohou ovládat nesouvisející znaky. V některých případech je pleiotropie spojena s genetickými chorobami a poruchami. Například srpkovitá anémie je zděděná genetická porucha, která ovlivňuje červené krvinky tím, že je dělá ve tvaru půlměsíce.

Kromě ovlivnění červených krvinek tato porucha ovlivňuje průtok krve a další orgány. To znamená, že má dopad na více vlastností.

Mendel si myslel, že každý gen má pouze dvě alely. Může však existovat mnoho různých alel genu. Více alel může ovládat jeden gen. Příkladem toho je barva srsti u králíků. Dalším příkladem je systém skupin krevních skupin ABO u lidí. Lidé mají tři alely krve: A, B a O. A a B jsou dominantní nad O, takže jsou kodominant.

Úplná dominance je vzor, ​​který popsal Mendel. Viděl, že jedna alela byla dominantní, zatímco druhá byla recesivní. Dominantní alela byla viditelná, protože byla exprimována. Tvar semene u rostlin hrachu je příkladem úplné dominance; kulaté semenné alely jsou dominantní nad vrásčitými.

Genetika je však složitější a úplná dominance nemusí vždy nastat.

v neúplná dominance, jedna alela není zcela dominantní. Snapdragons jsou klasickým příkladem neúplné dominance. To znamená, že fenotyp potomstva se zdá být mezi fenotypem obou rodičů. Když se bílý hledík a červený hledík množí, mohou mít růžové hledáčky. Když překročíte tyto růžové hledáčky, výsledky jsou červené, bílé a růžové.

v soudržnost, obě alely jsou vyjádřeny stejně. Například některé květiny mohou být kombinací různých barev. Červený květ a bílý květ mohou plodit potomky se směsí červených a bílých lístků. Oba fenotypy rodičů jsou vyjádřeny, takže potomstvo má třetí fenotyp, který je kombinuje.

Některé kříže mohou být smrtelné. A smrtící alela může zabít organismus. V 20. letech 20. století Lucien Cuenót zjistil, že když křížil žluté myši s hnědými, potomci byli hnědí a žlutí.

Když však křížil dvě žluté myši, měl potomek poměr 2: 1 namísto poměru 3: 1, který Mendel našel. U jedné hnědé myši byly dvě žluté myši.

Cuenót zjistil, že žlutá byla dominantní barva, takže tyto myši byly heterozygoty. Asi čtvrtina myší chovaných při křížení heterozygotů však během embryonální fáze zemřela. Proto byl poměr 2: 1 místo 3: 1.

Mutace mohou způsobit smrtící geny. Ačkoli některé organismy mohou zemřít v embryonálních stádiích, jiné mohou být schopné žít roky s těmito geny. Lidé mohou také mít smrtelné alely a je s nimi spojeno několik genetických poruch.

To, jak živý organismus dopadne, závisí jak na jeho dědičnosti, tak na prostředí. Například fenylketonurie (PKU) je jednou z genetických poruch, které lidé mohou zdědit. PKU může způsobit mentální postižení a další problémy, protože tělo nedokáže zpracovat aminokyselinu fenylalanin.

Pokud se podíváte pouze na genetiku, očekávali byste, že člověk s PKU bude mít vždy mentální postižení. Díky včasné detekci u novorozenců je však možné, aby lidé žili s PKU na dietě s nízkým obsahem bílkovin a nikdy se u nich neobjevily vážné zdravotní problémy.

Když se podíváte na faktory prostředí a genetiku, je možné vidět, jak člověk žije, může ovlivnit genovou expresi.

Dalším příkladem jsou hortenzie zásah do životního prostředí na genech. Dvě rostliny hortenzie se stejnými geny mohou mít různé barvy kvůli pH půdy. Kyselé půdy vytvářejí modré hortenzie, zatímco alkalické půdy růžové. Půdní živiny a minerály také ovlivňují barvu těchto rostlin. Například modrá hortenzie musí mít v půdě hliník, aby se stala touto barvou.

Ačkoli studie Gregora Mendela vytvořily základ pro další výzkum, moderní genetika ano rozšířil svá zjištění a objevil nové vzorce dědičnosti, jako je neúplná dominance a soudržnost.

Pochopení toho, jak jsou geny zodpovědné za fyzické vlastnosti, které vidíte, je zásadním aspektem biologie. Od genetických poruch po šlechtění rostlin může dědičnost vysvětlit mnoho otázek, které si lidé kladou o světě kolem sebe.