תורשה: הגדרה, פקטור, סוגים ודוגמאות

כאשר הורה עם עיניים כחולות והורה עם עיניים חומות מעבירים את הגנים שלהם לצבע עיניים לצאצאיהם, זו דוגמה לתורשה.

הילדים יורשים את הגנים שמורכבים מהם חומצה deoxyribonucleic (DNA) מההורים, וייתכן שיש להם עיניים כחולות או חומות. עם זאת, גנטיקה מורכבת, ויותר מגן אחד אחראי על צבע העיניים.

כמו כן, גנים רבים קובעים תכונות אחרות כמו צבע שיער או גובה.

תורשה היא המחקר כיצד הורים מעבירים את תכונותיהם לצאצאיהם גנטיקה. תיאוריות רבות על תורשה היו קיימות, והמושגים הכלליים של תורשה הופיעו לפני שאנשים הבינו תאים לחלוטין.

עם זאת, התורשה והגנטיקה של ימינו הם תחומים חדשים יותר.

אף שהבסיס לחקר הגנים הופיע בשנות ה -50 של המאה העשרים ובמהלך המאה ה -19, הוא התעלם במידה רבה עד תחילת המאה ה -20.

בן אנוש תכונות הם מאפיינים ספציפיים המזהים פרטים. ההורים מעבירים אותם דרך הגנים שלהם. כמה תכונות אנושיות קלות לזיהוי הן גובה, צבע עיניים, צבע שיער, סוג שיער, הצמדת תנוך האוזן והתגלגלות הלשון. כשאתה משווה נפוץ לעומת תכונות נדירות, אתה בדרך כלל מסתכל על דומיננטי לעומת רצסיבי תכונות.

לדוגמא, תכונה דומיננטית, כמו שיער חום, שכיחה יותר באוכלוסייה, בעוד שתכונה רצסיבית, כמו שיער אדום, פחות שכיחה. עם זאת, לא כל התכונות הדומיננטיות שכיחות.

אם אתה הולך ללמוד גנטיקה, אתה צריך להבין את הקשר בין DNA ל- תורשתיתכונות.

בתאים של רוב האורגניזמים החיים יש DNA, שהוא החומר שמרכיב את הגנים שלך. כאשר תאים מתרבים, הם יכולים להעביר את מולקולת ה- DNA או מידע גנטי לדור הבא. למשל, לתאים שלך יש את החומר הגנטי שקובע אם יש לך שיער בלונדיני או שיער שחור.

הגנוטיפ שלך הוא גנים בתוך התאים, בעוד הפנוטיפ שלך הוא התכונות הפיזיות הנראות ומושפעות הן מהגנים והן מהסביבה.

ישנן שונות בין הגנים, ולכן רצפי ה- DNA שונים זה מזה. וריאציה גנטית מייחד אנשים, וזה מושג חשוב בבחירה טבעית מכיוון שמאפיינים חיוביים נוטים יותר לשרוד ולהעביר הלאה.

למרות שלתאומים זהים יש DNA זהה, הביטוי הגנטי שלהם עשוי להשתנות. אם תאום אחד מקבל תזונה רבה יותר מהשני, הוא או היא עשויים להיות גבוהים יותר למרות שיש להם אותם גנים.

בתחילה אנשים הבינו תורשה מנקודת מבט רבייה. הם הבינו מושגים בסיסיים, כמו אבקה ואבקת צמחים הדומים לביצית ולזרע של בני האדם.

למרות הרבייה של צלבים היברידיים בצמחים ובמינים אחרים, הגנטיקה נותרה בגדר תעלומה. במשך שנים רבות הם האמינו כי דם מעביר תורשה. אפילו צ'רלס דרווין חשב שדם אחראי לתורשה.

בשנות ה -1700, קרולוס לינאוס ויוסף גוטליב קלרויטר כתבו על חציית מיני צמחים שונים וגילו כי להכלאות יש מאפייני ביניים.

עבודתו של גרגור מנדל בשנות ה -60 של המאה העשרים עזר לשפר את ההבנה של צלבים היברידיים ו יְרוּשָׁה. הוא הפריך תיאוריות מבוססות, אך עבודתו לא הובנה במלואה עם פרסומה.

אריך טשרמק פון סייזנג, הוגו דה פריס וקרל אריך קורנס גילו מחדש את עבודתו של מנדל בתחילת המאה ה -20. כל אחד מהמדענים הללו חקר כלאיים צמחיים והגיע למסקנות דומות.

גנטיקה היא חקר הירושה הביולוגית, ו גרגור מנדל נחשב לאביו. הוא ביסס את מושגי המפתח של תורשה על ידי חקר צמחי אפונה. יסודות תורשתיים הם גנים, ותכונות הן מאפיינים ספציפיים, כגון צבע פרח.

לרוב נקרא ירושה מנדלית, ממצאיו ביססו את הקשר בין גנים ותכונות.

מנדל התמקד בשבעה מאפיינים בצמחי אפונה: גובה, צבע פרח, צבע אפונה, צורת אפונה, צורת תרמיל, צבע תרמיל ומיקום פרח. אפונה הייתה נבדקת טובה כיוון שהיו להם מחזורי פריון מהירים והיו קלים לגידול. לאחר שהקים קווים טהורים של אפונה, הוא הצליח להצליב אותם לייצור כלאיים.

הוא הגיע למסקנה שתכונות כמו צורת תרמיל היו אלמנטים תורשתיים או גנים.

אללים הם הצורות השונות של גן. וריאציות גנטיות כגון מוטציות אחראיות ליצירת אללים. הבדלים בזוגות בסיס DNA יכולים גם לשנות פונקציה או פנוטיפ. מסקנותיו של מנדל לגבי אללים הפכו בסיס לשני חוקי ירושה עיקריים: ה חוק ההפרדה וה חוק מבחר עצמאי.

חוק ההפרדה קובע כי זוגות אללים נפרדים כאשר נוצרים משחקים. חוק המבחר העצמאי קובע את האללים מגנים שונים ממיינים באופן עצמאי.

אללים קיימים בצורות דומיננטיות או רצסיביות. אללים דומיננטיים באים לידי ביטוי או גלוי. לדוגמא, עיניים חומות הן דומיננטיות. מצד שני, אללים רצסיביים לא תמיד באים לידי ביטוי או גלוי. למשל, עיניים כחולות רצסיביות. על מנת שלאדם יהיו עיניים כחולות, עליו לרשת שני אללים עבורו.

חשוב לציין שתכונות דומיננטיות לא תמיד נפוצות באוכלוסיה. דוגמה לכך היא מחלות גנטיות מסוימות, כמו מחלת הנטינגטון, הנגרמת על ידי אלל דומיננטי אך אינו שכיח באוכלוסייה.

מכיוון שיש סוגים שונים של אללים, יש אורגניזמים עם שני אללים לתכונה אחת. הומוזיגוטיים פירושו שיש שני אללים זהים לגן אחד, ו הטרוזיגוט פירושו שיש שני אללים שונים לגן. כאשר מנדל בחן את צמחי האפונה שלו, הוא גילה שה- F₂ לדור (נכדים) תמיד היה יחס של 3: 1 בפנוטיפים שלהם.

פירוש הדבר שהתכונה הדומיננטית הופיעה בתדירות גבוהה פי שלוש מזו הרססיבית.

ריבועים של פאנט יכול לעזור לך להבין הומוזיגוטיים לעומת צלבים הטרוזיגוטים לעומת הטרוזיגוטים לעומת צלבים הטרוזיגוטים. עם זאת, לא כל הצלבים ניתנים לחישוב באמצעות ריבועי פאנט בשל מורכבותם.

נקרא על שם רג'ינאלד סי. פאנט, התרשימים יכולים לעזור לך לחזות פנוטיפים וגנוטיפים לצאצאים. הריבועים מראים את ההסתברות לצלבים מסוימים.

הממצאים הכוללים של מנדל הראו כי גנים משדרים תורשה. כל אחד מההורים מעביר חצי מהגנים שלו לצאצאים. הורים יכולים גם לתת סטים שונים של גנים לצאצאים שונים. לדוגמא, לתאומים זהים יש אותו DNA, אך לאחים אין.

עבודתו של מנדל הייתה מדויקת אך פשטנית, כך שגנטיקה מודרנית מצאה תשובות נוספות. ראשית, תכונות לא תמיד מקורן בגן אחד. שליטה בגנים מרובים תכונות פוליגניות, כגון צבע שיער, צבע עיניים וצבע עור. משמעות הדבר היא כי יותר מגן אחד אחראי לכך שיש לך שיער חום או שחור.

גן אחד יכול להשפיע גם על מאפיינים מרובים. זה pleiotropy, וגנים עשויים לשלוט בתכונות שאינן קשורות. בחלק מהמקרים, פליוטרופיה קשורה למחלות והפרעות גנטיות. לדוגמא, אנמיה חרמשית היא הפרעה גנטית תורשתית הפוגעת בתאי הדם האדומים על ידי הפיכתם בצורת סהר.

בנוסף להשפעה על כדוריות הדם האדומות, ההפרעה משפיעה על זרימת הדם ואיברים אחרים. פירוש הדבר שיש לו השפעה על תכונות מרובות.

מנדל חשב שלכל גן יש רק שני אללים. עם זאת, יכולים להיות אללים שונים רבים של גן. אללים מרובים יכולים לשלוט על גן אחד. דוגמה לכך היא צבע המעיל בארנבות. דוגמה נוספת היא מערכת קבוצות הדם ABO בבני אדם. לאנשים יש שלושה אללים לדם: A, B ו- O. A ו- B הם דומיננטיים על פני O, כך הם קודומיננט.

שליטה מוחלטת היא הדפוס שתיאר מנדל. הוא ראה שאלל אחד היה דומיננטי ואילו השני היה רצסיבי. האלל הדומיננטי היה גלוי מכיוון שהוא בא לידי ביטוי. צורת זרעים בצמחי אפונה היא דוגמה לדומיננטיות מוחלטת; אללי הזרעים העגולים דומיננטיים על פני הקמטים.

עם זאת, גנטיקה מורכבת יותר, ודומיננטיות מוחלטת לא תמיד מתרחשת.

ב שליטה לא שלמה, אלל אחד אינו לגמרי דומיננטי. לוע הארי הם דוגמה קלאסית לדומיננטיות שלמה. משמעות הדבר היא כי נראה שהפנוטיפ של הצאצאים נמצא בין הפנוטיפ של שני ההורים. כאשר לוע הארי לבן וגזע לוע הארי האדום, הם יכולים להיות לוע הארי ורוד. כשחוצים את לוע הארי ורוד אלה, התוצאות הן אדום, לבן וורוד.

ב קודומינציה, שני האללים באים לידי ביטוי באותה מידה. לדוגמא, ישנם פרחים שיכולים להיות שילוב של צבעים שונים. פרח אדום ופרח לבן עשויים לייצר צאצאים עם תערובת של עלי כותרת אדומים ולבנים. שני הפנוטיפים של ההורים באים לידי ביטוי, ולכן לצאצאים יש פנוטיפ שלישי המשלב ביניהם.

צלבים מסוימים יכולים להיות קטלניים. א אלל קטלני יכול להרוג אורגניזם. בשנות ה -20 של המאה העשרים גילה לוסיין קואנוט שכאשר חצה עכברים צהובים עם עכברים חומים, הצאצאים היו חומים וצהובים.

עם זאת, כאשר הוא חצה שני עכברים צהובים, היה לצאצאים יחס 2: 1 במקום יחס 3: 1 שמנדל מצא. היו שני עכברים צהובים לעכבר חום אחד.

Cuenót גילה כי הצהוב הוא הצבע הדומיננטי, ולכן עכברים אלה היו הטרוזיגוטים. עם זאת, כרבע מהעכברים שגדלו מחציית ההטרוזיגוטות מתו בשלב העוברי. זו הסיבה שהיחס היה 2: 1 במקום 3: 1.

מוטציות יכולות לגרום לגנים קטלניים. למרות שאורגניזמים מסוימים עלולים למות בשלבים העובריים, אחרים עשויים להיות מסוגלים לחיות שנים עם הגנים הללו. לבני אדם יכולים להיות גם אללים קטלניים, ומספר הפרעות גנטיות קשורות אליהם.

האופן שבו אורגניזם חי מסתדר תלוי הן בתורשה ובסביבתו. לדוגמה, פנילקטונוריה (PKU) היא אחת ההפרעות הגנטיות שאנשים יכולים לרשת. PKU עלול לגרום ללקויות שכליות ובעיות אחרות מכיוון שהגוף אינו יכול לעבד את חומצת האמינו פנילאלנין.

אם רק תסתכל על הגנטיקה, היית מצפה שלאדם עם PKU תהיה תמיד מוגבלות שכלית. עם זאת, הודות לגילוי מוקדם אצל תינוקות, אנשים יכולים לחיות עם PKU בתזונה דלת חלבון ולעולם לא לפתח בעיות בריאותיות חמורות.

כשאתה מסתכל גם על הגורמים הסביבתיים וגם על הגנטיקה, ניתן לראות כיצד אדם חי יכול להשפיע על ביטוי גנים.

הידראנגאה הן דוגמה נוספת ל השפעה על הסביבה על גנים. שני צמחי הידראנגאה עם אותם גנים עשויים להיות בצבעים שונים בגלל pH בקרקע. קרקעות חומציות יוצרות הידראנגאות כחולות, ואילו קרקעות אלקליין מייצרות ורודות. רכיבי תזונה ומינרלים בקרקע משפיעים גם על צבעם של צמחים אלה. לדוגמה, הידראנגאות כחולות חייבות להכיל אלומיניום בקרקע כדי להפוך לצבע זה.

למרות שמחקריו של גרגור מנדל יצרו את הבסיס למחקר נוסף, יש לגנטיקה המודרנית הרחיב את ממצאיו וגילה דפוסי ירושה חדשים, כגון שליטה לא שלמה ו קודומינציה.

ההבנה כיצד גנים אחראים לתכונות פיזיות שאתה יכול לראות היא היבט מכריע בביולוגיה. מהפרעות גנטיות ועד גידול צמחים, תורשה יכולה להסביר שאלות רבות שאנשים שואלים על העולם סביבם.