Nasljednost: definicija, faktor, vrste i primjeri

Kada roditelj s plavim očima i roditelj sa smeđim očima svoje gene za boju očiju prenose na svoje potomke, ovo je primjer nasljedstva.

Djeca nasljeđuju gene koji se sastoje od deoksiribonukleinska kiselina (DNA) od roditelja, a mogu imati plave ili smeđe oči. Međutim, genetika je složena, a više od jednog gena odgovorno je za boju očiju.

Isto tako, mnogi geni određuju druge osobine poput boje ili visine kose.

Nasljednost je proučavanje kako roditelji prenose svoje osobine na svoje potomstvo genetika. Postoje mnoge teorije o nasljednosti, a opći pojmovi nasljedstva pojavili su se prije nego što su ljudi u potpunosti razumjeli stanice.

Međutim, moderna nasljednost i genetika novija su područja.

Iako se osnova za proučavanje gena pojavila 1850-ih i tijekom 19. stoljeća, sve do početka 20. stoljeća bila je uglavnom zanemarena.

Ljudski osobine su specifična obilježja koja identificiraju pojedince. Roditelji ih prenose kroz svoje gene. Neke lako prepoznatljive ljudske osobine su visina, boja očiju, boja kose, tip kose, pričvršćivanje ušne školjke i valjanje jezika. Kad usporedite

Na primjer, dominantna osobina, poput smeđe kose, češća je u populaciji, dok je recesivna osobina, poput crvene kose, rjeđa. Međutim, nisu sve dominantne osobine uobičajene.

Ako ćete studirati genetiku, morate razumjeti odnos između DNA i nasljednaosobine.

Stanice većine živih organizama imaju DNA, koja je tvar koja tvori vaše gene. Kad se stanice razmnožavaju, mogu prenijeti molekulu DNA ili genetske informacije sljedećoj generaciji. Na primjer, vaše stanice imaju genetski materijal koji određuje imate li plavu kosu ili crnu kosu.

Vaš genotip je geni unutar stanica, dok su vaš fenotip fizičke osobine koje su vidljive i pod utjecajem gena i okoline.

Postoje varijacije među genima, pa se sekvence DNA razlikuju. Genetske varijacije čini ljude jedinstvenima, a to je važan koncept u prirodnoj selekciji jer je vjerojatnije da će povoljne karakteristike preživjeti i prenijeti se dalje.

Iako jednojajčani blizanci imaju istu DNK, njihova ekspresija gena može varirati. Ako jedan blizanac dobije više prehrane od drugog, možda je viši unatoč tome što ima iste gene.

U početku su ljudi nasljeđe shvaćali iz reproduktivne perspektive. Otkrili su osnovne pojmove, poput peludi i tučaka biljaka koji su slični jajima i spermijima ljudi.

Unatoč uzgoju hibridnih križanja kod biljaka i drugih vrsta, genetika je i dalje ostala tajna. Dugi niz godina vjerovali su da nasljedstvo prenosi krv. Čak je i Charles Darwin smatrao da je krv odgovorna za nasljedstvo.

U 1700-ima Carolus Linnaeus i Josef Gottlieb Kölreuter pisali su o križanju različitih biljnih vrsta i otkrili da hibridi imaju srednje značajke.

Djelo Gregora Mendela 1860-ih pomogao poboljšati razumijevanje hibridni križanci i nasljedstvo. Opovrgnuo je ustaljene teorije, ali njegovo djelo nije bilo potpuno razumljivo nakon objavljivanja.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries i Carl Erich Correns ponovno su otkrili Mendelovo djelo početkom 20. stoljeća. Svaki od tih znanstvenika proučavao je biljne hibride i došao do sličnih zaključaka.

Genetika je proučavanje biološkog nasljeđa i Gregor Mendel smatra se njenim ocem. Ključne pojmove nasljedstva utvrdio je proučavajući biljke graška. Nasljedni su elementi geni, a osobine su specifične karakteristike, poput boje cvijeta.

Često se zove Baština Mendelija, njegova su otkrića utvrdila vezu između gena i svojstava.

Mendel se usredotočio na sedam karakteristika biljaka graška: visina, boja cvijeta, boja graška, oblik graška, oblik mahune, boja mahune i položaj cvijeta. Grašak je bio dobar ispitni subjekt jer je imao brze reproduktivne cikluse i lako ga je uzgajao. Nakon što je uspostavio čisto uzgojne linije graška, uspio ih je križati kako bi stvorio hibride.

Zaključio je da su osobine poput oblika mahune nasljedni elementi ili geni.

Aleli su različiti oblici gena. Genetske varijacije poput mutacija odgovorne su za stvaranje alela. Razlike u parovima baza DNK također mogu promijeniti funkciju ili fenotip. Mendelovi zaključci o alelima postali su osnova za dva glavna zakona o nasljeđivanju: zakon segregacije i zakon neovisnog asortimana.

Zakon segregacije kaže da se parovi alela razdvajaju kada se stvaraju spolne stanice. Zakon o neovisnom asortimanu navodi kako se aleli različitih gena sortiraju neovisno.

Aleli postoje u dominantnom ili recesivnom obliku. Dominantni aleli izraženi su ili vidljivi. Primjerice, dominiraju smeđe oči. S druge strane, recesivni aleli nisu uvijek izraženi ili vidljivi. Na primjer, plave oči su recesivne. Da bi osoba imala plave oči, ona mora naslijediti dva alela zbog toga.

Važno je napomenuti da dominantne osobine nisu uvijek česte u populaciji. Primjer za to su određene genetske bolesti, poput Huntingtonove bolesti, koja je uzrokovana dominantnim alelom, ali nije česta u populaciji.

Budući da postoje različite vrste alela, neki organizmi imaju dva alela za jedno svojstvo. Homozigotni znači da postoje dva identična alela za jedan gen, i heterozigotni znači da postoje dva različita alela za gen. Kada je Mendel proučavao svoje biljke graška, otkrio je da F₂ generacije (unuci) uvijek su imali omjer 3: 1 u svojim fenotipovima.

To znači da se dominantna osobina pokazala tri puta češće od recesivne.

Punnettovi kvadrati može vam pomoći da razumijete homozigotni vs. heterozigotni križevi i heterozigotni vs. heterozigotni križevi. Međutim, ne mogu se svi križevi izračunati pomoću Punnettovih kvadrata zbog njihove složenosti.

Nazvan po Reginaldu C. Punnett, dijagrami vam mogu pomoći u predviđanju fenotipova i genotipova za potomstvo. Kvadratići pokazuju vjerojatnost određenih križanja.

Ukupna Mendelova otkrića pokazala su da geni prenose nasljeđe. Svaki roditelj prenosi polovinu svojih gena na potomstvo. Roditelji također mogu dati različite setove gena različitim potomcima. Primjerice, jednojajčani blizanci imaju istu DNK, ali braća i sestre nemaju.

Mendelov rad bio je točan, ali pojednostavljen, pa je moderna genetika pronašla više odgovora. Prvo, osobine ne potječu uvijek iz jednog gena. Kontrola više gena poligenske osobine, kao što su boja kose, boja očiju i boja kože. To znači da je više od jednog gena odgovorno za to što imate smeđu ili crnu kosu.

Jedan gen također može utjecati na više karakteristika. Ovo je pleiotropija, a geni mogu kontrolirati nepovezane osobine. U nekim je slučajevima pleiotropija povezana s genetskim bolestima i poremećajima. Primjerice, anemija srpastih stanica nasljedni je genetski poremećaj koji utječe na crvene krvne stanice čineći ih polumjesecom.

Osim što utječe na crvene krvne stanice, poremećaj utječe na protok krvi i druge organe. To znači da utječe na više osobina.

Mendel je smatrao da svaki gen ima samo dva alela. Međutim, može postojati mnogo različitih alela gena. Više alela može kontrolirati jedan gen. Primjer za to je boja dlake kod kunića. Sljedeći je primjer ABO sustav krvnih grupa u ljudi. Ljudi imaju tri alela za krv: A, B i O. A i B su dominantni nad O, pa jesu kodominantno.

Potpuna dominacija je obrazac koji je Mendel opisao. Vidio je da je jedan alel dominantan, dok je drugi recesivan. Dominantan alel bio je vidljiv jer je bio izražen. Oblik sjemena u biljkama graška primjer je potpune dominacije; okrugli aleli sjemena dominiraju nad naboranim.

Međutim, genetika je složenija i potpuna se dominacija ne događa uvijek.

U nepotpuna dominacija, jedan alel nije potpuno dominantan. Snapdragoni su klasični primjer nepotpune dominacije. To znači da se čini da je fenotip potomaka između fenotipa dva roditelja. Kada se bijeli snapdragon i crveni snapdragon uzgajaju, mogu imati ružičaste snapdragone. Kad prijeđete ove ružičaste snapdragone, rezultati su crveni, bijeli i ružičasti.

U kodominancija, oba su alela izražena podjednako. Na primjer, neki cvjetovi mogu biti kombinacija različitih boja. Crveni cvijet i bijeli cvijet mogu stvoriti potomstvo s mješavinom crvenih i bijelih latica. Izražena su dva fenotipa roditelja, pa potomstvo ima treći fenotip koji ih kombinira.

Određeni križevi mogu biti smrtonosni. A letalni alel može ubiti organizam. U 1900-ima Lucien Cuenót otkrio je da su potomci kad su križali žute miševe sa smeđim miševima bili smeđi i žuti.

Međutim, kad je prešao dva žuta miša, potomci su imali omjer 2: 1 umjesto omjera 3: 1 koji je Mendel pronašao. Za jednog smeđeg miša bila su dva žuta miša.

Cuenót je otkrio da je žuta dominantna boja, pa su ti miševi bili heterozigoti. Međutim, oko četvrtine miševa uzgojenih prelaskom heterozigota umrlo je tijekom embrionalne faze. Zbog toga je omjer bio 2: 1 umjesto 3: 1.

Mutacije mogu uzrokovati smrtonosne gene. Iako neki organizmi mogu umrijeti u embrionalnim fazama, drugi će možda moći godinama živjeti s tim genima. Ljudi također mogu imati smrtonosne alele, a s njima je povezano nekoliko genetskih poremećaja.

Kako će ispasti živi organizam, ovisi i o njegovoj nasljednosti i okolini. Na primjer, fenilketonurija (PKU) jedan je od genetskih poremećaja koje ljudi mogu naslijediti. PKU može uzrokovati intelektualne teškoće i druge probleme jer tijelo ne može preraditi aminokiselinu fenilalanin.

Ako gledate samo genetiku, očekivali biste da će osoba s PKU-om uvijek imati intelektualni invaliditet. Međutim, zahvaljujući ranom otkrivanju novorođenčadi, moguće je da ljudi žive s PKU-om na dijeti s niskim udjelom proteina i nikada ne razviju ozbiljne zdravstvene probleme.

Kada pogledate i čimbenike okoliša i genetiku, moguće je vidjeti kako osoba živi može utjecati na ekspresiju gena.

Hortenzije su još jedan primjer utjecaj na okoliš na genima. Dvije biljke hortenzije s istim genima mogu biti različite boje zbog pH tla. Kisela tla stvaraju plave hortenzije, dok alkalna tla čine ružičaste. Hranjivi sastojci i minerali u tlu također utječu na boju ovih biljaka. Na primjer, plave hortenzije moraju imati aluminij u tlu da bi postale ove boje.

Iako su studije Gregora Mendela stvorile temelj za više istraživanja, moderna genetika je to učinila proširio svoja otkrića i otkrio nove nasljedne obrasce, poput nepotpune dominacije i kodominancija.

Razumijevanje kako su geni odgovorni za fizičke osobine koje možete vidjeti presudan je aspekt biologije. Od genetskih poremećaja do uzgoja biljaka, nasljedstvo može objasniti mnoga pitanja koja ljudi postavljaju o svijetu oko sebe.