Arvelighed: definition, faktor, typer og eksempler

Når en forælder med blå øjne og forældre med brune øjne videregiver deres gener til øjenfarve til deres afkom, er dette et eksempel på arvelighed.

Børnene arver de gener, der består af deoxyribonukleinsyre (DNA) fra forældrene, og de kan have blå eller brune øjne. Imidlertid er genetik kompleks, og mere end et gen er ansvarlig for øjenfarve.

Ligeledes bestemmer mange gener andre træk som hårfarve eller højde.

Arvelighed er studiet af, hvordan forældre videregiver deres egenskaber til deres afkom igennem genetik. Der har eksisteret mange teorier om arvelighed, og de generelle begreber arvelighed dukkede op, før folk forstod celler fuldstændigt.

Imidlertid er moderne arvelighed og genetik nyere felter.

Selvom grundlaget for at studere gener optrådte i 1850'erne og gennem det 19. århundrede, blev det stort set ignoreret indtil det tidlige 20. århundrede.

Human træk er specifikke egenskaber, der identificerer enkeltpersoner. Forældrene videregiver disse gennem deres gener. Nogle lette at identificere menneskelige træk er højde, øjenfarve, hårfarve, hårtype, fastgørelse af øreflippen og rullende tunge. Når du sammenligner

For eksempel er et dominerende træk, såsom brunt hår, mere almindeligt i befolkningen, mens et recessivt træk, såsom rødt hår, er mindre almindeligt. Imidlertid er ikke alle dominerende træk almindelige.

Hvis du skal studere genetik, skal du forstå forholdet mellem DNA og arveligtræk.

Cellerne i de fleste levende organismer har DNA, som er det stof, der udgør dine gener. Når celler reproducerer sig, kan de passere DNA-molekylet eller genetisk information til næste generation. For eksempel har dine celler det genetiske materiale, der bestemmer, om du har blondt hår eller sort hår.

Din genotype er gener inde i cellerne, mens din fænotype er de fysiske træk, der er synlige og påvirket af både gener og miljø.

Der er variationer blandt generne, så DNA-sekvenser adskiller sig. Genetisk variation gør mennesker unikke, og det er et vigtigt begreb i naturlig udvælgelse, fordi gunstige egenskaber er mere tilbøjelige til at overleve og videregive.

Selvom identiske tvillinger har det samme DNA, kan deres genekspression variere. Hvis en tvilling får mere ernæring end den anden får, kan han eller hun være højere på trods af at de har de samme gener.

Oprindeligt forstod folk arvelighed fra et reproduktivt perspektiv. De fandt ud af grundlæggende begreber, såsom pollen og pistiller af planter, der ligner menneskets æg og sæd.

På trods af opdræt af hybridkryds i planter og andre arter forblev genetik et mysterium. I mange år troede de blod overført arvelighed. Selv Charles Darwin troede, at blod var ansvarlig for arvelighed.

I 1700'erne skrev Carolus Linné og Josef Gottlieb Kölreuter om at krydse forskellige plantearter og opdagede, at hybriderne havde mellemliggende egenskaber.

Gregor Mendels arbejde i 1860'erne hjalp med at forbedre forståelsen af hybrid kryds og arv. Han modbeviste etablerede teorier, men hans arbejde blev ikke forstået fuldt ud efter offentliggørelsen.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries og Carl Erich Correns genopdagede Mendels arbejde i det tidlige 20. århundrede. Hver af disse forskere studerede plantehybrider og nåede lignende konklusioner.

Genetik er studiet af biologisk arv, og Gregor Mendel betragtes som sin far. Han etablerede arvets nøglebegreber ved at studere ærter. Arvelige elementer er gener, og træk er specifikke egenskaber, såsom blomsterfarve.

Ofte kaldet Mendeliansk arv, hans fund etablerede forholdet mellem gener og træk.

Mendel fokuserede på syv karakteristika i ærteplanter: højde, blomsterfarve, ærtfarve, ærtform, bælgform, bælgfarve og blomsterposition. Ærter var gode testpersoner, fordi de havde hurtige reproduktionscyklusser og var lette at dyrke. Efter at han havde etableret renavlslinjer med ærter, var han i stand til at krydse dem for at fremstille hybrider.

Han konkluderede, at træk som bælgform var arvelige elementer eller gener.

Alleler er de forskellige former for et gen. Genetiske variationer såsom mutationer er ansvarlige for at skabe alleler. Forskelle i DNA-basepar kan også ændre funktion eller fænotype. Mendels konklusioner om alleler blev grundlaget for to store arvelove: det lov om adskillelse og lov om uafhængigt sortiment.

Loven om adskillelse siger, at allelpar adskilles, når kønsformer dannes. Loven om uafhængigt sortiment angiver alleler fra forskellige gener sorterer uafhængigt.

Alleler eksisterer i enten dominerende eller recessive former. Dominante alleler er udtrykt eller synlig. For eksempel er brune øjne dominerende. På den anden side, recessive alleler er ikke altid udtrykt eller synlig. For eksempel er blå øjne recessive. For at en person skal have blå øjne, skal han eller hun arve to alleler for det.

Det er vigtigt at bemærke, at dominerende træk ikke altid er almindelige i en befolkning. Et eksempel på dette er visse genetiske sygdomme, såsom Huntington sygdom, som er forårsaget af en dominerende allel, men ikke almindelig i befolkningen.

Da der er forskellige typer alleler, har nogle organismer to alleler til et enkelt træk. Homozygot betyder, at der er to identiske alleler for et gen, og heterozygot betyder, at der er to forskellige alleler til et gen. Da Mendel studerede sine ærter, fandt han, at F₂ generation (børnebørn) havde altid et forhold på 3: 1 i deres fænotyper.

Dette betyder, at det dominerende træk dukkede op tre gange oftere end det recessive.

Punnett firkanter kan hjælpe dig med at forstå homozygot vs. heterozygote kryds og heterozygot vs. heterozygote kryds. Imidlertid kan ikke alle kryds beregnes ved hjælp af Punnett-firkanter på grund af deres kompleksitet.

Opkaldt efter Reginald C. Punnett, diagrammerne kan hjælpe dig med at forudsige fænotyper og genotyper for afkom. Kvadraterne viser sandsynligheden for visse kryds.

Mendels overordnede fund viste, at gener transmitterer arvelighed. Hver forælder overfører halvdelen af ​​hans eller hendes gener til afkom. Forældre kan også give forskellige sæt gener til forskellige afkom. For eksempel har identiske tvillinger samme DNA, men søskende ikke.

Mendels arbejde var nøjagtigt, men forenklet, så moderne genetik har fundet flere svar. For det første kommer træk ikke altid fra et enkelt gen. Flere gener kontrollerer polygene træk, såsom hårfarve, øjenfarve og hudfarve. Dette betyder, at mere end et gen er ansvarlig for, at du har brunt eller sort hår.

Et gen kan også påvirke flere egenskaber. Dette er pleiotropiog gener kan kontrollere ikke-relaterede træk. I nogle tilfælde er pleiotropi forbundet med genetiske sygdomme og lidelser. For eksempel er seglcelleanæmi en arvelig genetisk lidelse, der påvirker de røde blodlegemer ved at gøre dem halvmåneformet.

Ud over at påvirke de røde blodlegemer påvirker forstyrrelsen blodgennemstrømning og andre organer. Dette betyder, at det har indflydelse på flere træk.

Mendel troede, at hvert gen kun havde to alleler. Der kan imidlertid være mange forskellige alleler af et gen. Flere alleler kan kontrollere et gen. Et eksempel på dette er pelsfarve på kaniner. Et andet eksempel er ABO-blodtypegruppesystemet hos mennesker. Folk har tre alleler til blod: A, B og O. A og B er dominerende over O, så de er kodominant.

Komplet dominans er det mønster, som Mendel beskrev. Han så den ene allel var dominerende, mens den anden var recessiv. Den dominerende allel var synlig, fordi den blev udtrykt. Frøform i ærteplanter er et eksempel på fuldstændig dominans; de runde frøalleler er dominerende over de krøllede.

Imidlertid er genetik mere kompleks, og fuldstændig dominans sker ikke altid.

I ufuldstændig dominans, en allel er ikke helt dominerende. Snapdragons er et klassisk eksempel på ufuldstændig dominans. Dette betyder, at afkomets fænotype ser ud til at være imellem de to forældres fænotype. Når en hvid snapdragon og en rød snapdragon opdrætter, kan de have lyserøde snapdragons. Når du krydser disse lyserøde snapdragons, er resultaterne røde, hvide og lyserøde.

I kodominansBegge alleler udtrykkes ens. For eksempel kan nogle blomster være en blanding af forskellige farver. En rød blomst og en hvid blomst kan producere afkom med en blanding af røde og hvide kronblade. Forældrenes to fænotyper udtrykkes begge, så afkomene har en tredje fænotype, der kombinerer dem.

Visse kryds kan være dødelige. EN dødelig allel kan dræbe en organisme. I 1900'erne opdagede Lucien Cuenót, at afkomene var brune og gule, da han krydsede gule mus med brune mus.

Men da han krydsede to gule mus, havde afkomet et forhold på 2: 1 i stedet for det forhold på 3: 1, som Mendel fandt. Der var to gule mus til en brun mus.

Cuenót fandt ud af, at gul var den dominerende farve, så disse mus var heterozygoter. Imidlertid døde omkring en fjerdedel af musene, der blev opdrættet fra krydsning af heterozygoter, under det embryonale stadium. Dette var grunden til, at forholdet var 2: 1 i stedet for 3: 1.

Mutationer kan forårsage dødelige gener. Selvom nogle organismer kan dø i de embryonale stadier, kan andre muligvis leve i årevis med disse gener. Mennesker kan også have dødelige alleler, og flere genetiske lidelser er knyttet til dem.

Hvordan en levende organisme viser sig afhænger af både dens arvelighed og miljø. For eksempel er phenylketonuri (PKU) en af ​​de genetiske lidelser, som mennesker kan arve. PKU kan forårsage intellektuelle handicap og andre problemer, fordi kroppen ikke kan behandle aminosyren phenylalanin.

Hvis du kun ser på genetikken, ville du forvente, at en person med PKU altid ville have et intellektuelt handicap. Men takket være tidlig påvisning hos nyfødte er det muligt for folk at leve med PKU på en diæt med lavt proteinindhold og aldrig udvikle alvorlige helbredsproblemer.

Når man ser på både miljøfaktorer og genetik, er det muligt at se, hvordan en person lever kan påvirke genekspression.

Hortensiaer er et andet eksempel på miljømæssig påvirkning på gener. To hortensiaplanter med de samme gener kan have forskellige farver på grund af jordens pH. Sur jord skaber blå hortensiaer, mens alkaliske jordarter lyserøde. Jordnæringsstoffer og mineraler påvirker også farven på disse planter. For eksempel skal blå hortensiaer have aluminium i jorden for at blive denne farve.

Selvom Gregor Mendels studier skabte grundlaget for mere forskning, har moderne genetik det udvidede sine fund og opdagede nye arvemønstre, såsom ufuldstændig dominans og kodominans.

At forstå, hvordan gener er ansvarlige for fysiske træk, som du kan se, er et afgørende aspekt af biologi. Fra genetiske lidelser til planteopdræt kan arvelighed forklare mange spørgsmål, som folk stiller til verden omkring dem.