მემკვიდრეობა: განმარტება, ფაქტორი, ტიპები და მაგალითები

როდესაც ცისფერი თვალების მქონე მშობელი და ყავისფერი თვალების მქონე მშობლები თვალის ფერის გენებს გადასცემენ თავიანთ შთამომავლებს, ეს მემკვიდრეობის მაგალითია.

ბავშვები მემკვიდრეობით იღებენ იმ გენებს, რომლებიც შედგება დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ) მშობლებისგან და მათ შეიძლება ჰქონდეთ ლურჯი ან ყავისფერი თვალები. ამასთან, გენეტიკა რთულია და თვალის ფერიზე პასუხისმგებელია ერთზე მეტი გენი.

ანალოგიურად, მრავალი გენი განსაზღვრავს სხვა თვისებებს, როგორიცაა თმის ფერი ან სიმაღლე.

მემკვიდრეობა არის კვლევა, თუ როგორ გადასცემენ მშობლები თავის თვისებებს შთამომავლობას გენეტიკა. მემკვიდრეობის შესახებ მრავალი თეორია არსებობს და მემკვიდრეობის ზოგადი ცნებები გაჩნდა მანამ, სანამ ადამიანები უჯრედებს სრულად გაიგებდნენ.

ამასთან, თანამედროვე მემკვიდრეობა და გენეტიკა უფრო ახალი დარგია.

მიუხედავად იმისა, რომ გენების შესწავლის საფუძველი მე -19 საუკუნის 50-იან წლებში და მე -19 საუკუნეში გაჩნდა, იგი ძირითადად უგულებელყოფილი იყო მე -20 საუკუნის დასაწყისამდე.

ადამიანური თვისებები არის სპეციფიკური მახასიათებლები, რომლებიც განსაზღვრავს ინდივიდებს. მშობლები ამას გადასცემენ თავიანთი გენების საშუალებით. ადამიანის ადვილად ამოსაცნობი ზოგიერთი თვისებაა სიმაღლე, თვალის ფერი, თმის ფერი, თმის ტიპი, ყურის ძვლის მიმაგრება და ენის ტრიალი. როცა შეადარებთ საერთო vs. არაჩვეულებრივი თვისებები, როგორც წესი, გიყურებთ დომინანტი რეცესიული თვისებები.

მაგალითად, დომინანტი თვისება, მაგალითად, ყავისფერი თმა, უფრო ხშირად გვხვდება პოპულაციაში, ხოლო რეცესიული თვისება, მაგალითად წითელი თმა, ნაკლებად არის გავრცელებული. ამასთან, ყველა დომინანტი თვისება საერთო არ არის.

თუ გენეტიკის შესწავლას აპირებთ, უნდა გესმოდეთ რა ურთიერთობა აქვს დნმ-სა და მემკვიდრეობითობათვისებები.

ცოცხალი ორგანიზმების უმეტესობის უჯრედებს აქვთ დნმ, ეს არის ნივთიერება, რომელიც ქმნის თქვენს გენებს. უჯრედების გამრავლებისას მათ შეუძლიათ გადასცენ დნმ-ის მოლეკულა ან გენეტიკური ინფორმაცია მომავალ თაობას. მაგალითად, თქვენს უჯრედებს აქვთ გენეტიკური მასალა, რომელიც განსაზღვრავს გაქვთ ქერა თმა ან შავი თმა.

თქვენი გენოტიპი არის გენები უჯრედების შიგნით, ხოლო თქვენი ფენოტიპი არის ფიზიკური თვისებები, რომლებიც ხილულია და მათზე გავლენას ახდენს როგორც გენები, ასევე გარემო.

გენებს შორის არსებობს ვარიაციები, ამიტომ დნმ-ის თანმიმდევრობა განსხვავდება. გენეტიკური ვარიაცია ხალხს უნიკალურს ხდის და ეს ბუნებრივი კონცეფციის მნიშვნელოვანი ცნებაა, რადგან ხელსაყრელი მახასიათებლები უფრო მეტად გადარჩება და გადადის.

მიუხედავად იმისა, რომ იდენტურ ტყუპებს აქვთ იგივე დნმ, მათი გენების გამოხატვა შეიძლება განსხვავდებოდეს. თუ ერთი ტყუპი უფრო მეტს იღებს, ვიდრე მეორეს, ის შეიძლება უფრო მაღალი იყოს, მიუხედავად იმისა რომ იგივე გენები აქვს.

თავდაპირველად, ხალხს მემკვიდრეობა რეპროდუქციული თვალსაზრისით ესმოდა. მათ გაარკვიეს ძირითადი ცნებები, მაგალითად, მცენარეების pollen და pistil მსგავსია ადამიანის კვერცხუჯრედისა და სპერმისა.

მცენარეთა და სხვა სახეობებში ჰიბრიდული ჯვრების გამრავლების მიუხედავად, გენეტიკა საიდუმლოდ დარჩა. მრავალი წლის განმავლობაში მათ სჯეროდათ, რომ სისხლი მემკვიდრეობითობას გადასცემდა. ჩარლზ დარვინიც ფიქრობდა, რომ სისხლი პასუხისმგებელია მემკვიდრეობითობაზე.

1700-იან წლებში Carolus Linnaeus- მა და Josef Gottlieb Kölreuter- მა დაწერეს სხვადასხვა მცენარის სახეობების გადაკვეთაზე და აღმოაჩინეს, რომ ჰიბრიდებს შუალედური მახასიათებლები ჰქონდათ.

გრეგორ მენდელის ნამუშევარი 1860-იან წლებში დაეხმარა გაგებას ჰიბრიდული ჯვრები და მემკვიდრეობა. მან უარყო დამკვიდრებული თეორიები, მაგრამ მისი ნაშრომი ბოლომდე გასაგები არ იყო გამოქვეყნებისთანავე.

ერიხ ტჩერმაკ ფონ სეიზენეგმა, უგო დე ვრიზმა და კარლ ერიხ კორენსმა ხელახლა აღმოაჩინეს მენდელის შემოქმედება მე -20 საუკუნის დასაწყისში. თითოეულმა ამ მეცნიერმა შეისწავლა მცენარეთა ჰიბრიდები და მიაღწია მსგავს დასკვნებს.

გენეტიკა არის ბიოლოგიური მემკვიდრეობის შესწავლა და გრეგორ მენდელი ითვლება მისი მამა. მან დაამკვიდრა მემკვიდრეობის ძირითადი ცნებები ბარდის მცენარეების შესწავლით. მემკვიდრეობითი ელემენტებია გენი და თვისებები არის სპეციფიკური მახასიათებლები, მაგალითად, ყვავილის ფერი.

ხშირად უწოდებენ მენდელიანის მემკვიდრეობა, მისმა დასკვნებმა დაადგინა კავშირი გენებსა და ნიშან-თვისებებს შორის.

მენდელმა ყურადღება გაამახვილა ბარდის მცენარეების შვიდ მახასიათებელზე: სიმაღლე, ყვავილის ფერი, ბარდის ფერი, ბარდის ფორმა, ტომის ფორმა, ტოტის ფერი და ყვავილის პოზიცია. ბარდა კარგი საცდელი სუბიექტები იყვნენ, რადგან მათ ჰქონდათ სწრაფი რეპროდუქციული ციკლი და ადვილად იზრდებოდნენ. მას შემდეგ, რაც მან ბარდა სუფთა სანაშენე ხაზები ჩამოაყალიბა, მას შეეძლო მათი ჯვარედინი გამოყვანა ჰიბრიდების წარმოებისთვის.

მან დაასკვნა, რომ თვისებები, როგორიცაა პოდის ფორმა, მემკვიდრეობითი ელემენტები ან გენებია.

ალელები გენის სხვადასხვა ფორმაა. გენეტიკური ვარიაციები, როგორიცაა მუტაცია, პასუხისმგებელია ალელების შექმნაზე. განსხვავება დნმ ფუძის წყვილებში ასევე შეიძლება შეიცვალოს ფუნქცია ან ფენოტიპი. მენდელის დასკვნები ალელების შესახებ მემკვიდრეობის ორი ძირითადი კანონის საფუძველი გახდა: სეგრეგაციის კანონი და დამოუკიდებელი ასორტიმენტის კანონი.

სეგრეგაციის კანონში ნათქვამია, რომ ალელების წყვილი ერთმანეთისგან გამიჯნულია, როდესაც გამეტები წარმოიქმნება. დამოუკიდებელი ასორტიმენტის კანონი აცხადებს, რომ სხვადასხვა გენების ალელები დამოუკიდებლად დალაგდებიან.

ალელები არსებობს როგორც დომინანტური, ისე რეცესიული ფორმებით. დომინანტური ალელები გამოხატულია ან ჩანს. მაგალითად, ყავისფერი თვალები დომინანტია. Მეორეს მხრივ, რეცესიული ალელები ყოველთვის გამოხატული ან ხილული არ არის. მაგალითად, ცისფერი თვალები რეცესიულია. იმისათვის, რომ ადამიანს ლურჯი თვალები ჰქონდეს, მან უნდა აიღოს ამისათვის ორი ალელი.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ დომინანტი თვისებები ყოველთვის არ არის გავრცელებული პოპულაციაში. ამის მაგალითია გარკვეული გენეტიკური დაავადებები, მაგალითად ჰანტინგტონის დაავადება, რომელიც გამოწვეულია დომინანტური ალელით, მაგრამ არ არის გავრცელებული პოპულაციაში.

მას შემდეგ, რაც არსებობს სხვადასხვა სახის ალელები, ზოგიერთ ორგანიზმს აქვს ორი ალელი ერთი თვისებისთვის. ჰომოზიგოტური ნიშნავს, რომ ერთი გენისთვის ორი იდენტური ალელია და ჰეტეროზიგოტური ნიშნავს, რომ გენისთვის ორი განსხვავებული ალელია. როდესაც მენდელმა შეისწავლა ბარდის მცენარეები, მან დაადგინა, რომ F₂ თაობას (შვილიშვილებს) ყოველთვის ჰქონდათ 3: 1 თანაფარდობა ფენოტიპებში.

ეს ნიშნავს, რომ დომინანტი თვისება სამჯერ უფრო ხშირად გამოჩნდა, ვიდრე რეცესიული.

პუნტეტის მოედნები დაგეხმარებათ გაიგოთ ჰომოზიგოტური vs. ჰეტეროზიგოტური ჯვრები და ჰეტეროზიგოტური vs. ჰეტეროზიგოტური ჯვრები. ამასთან, ყველა ჯვრის გამოთვლა არ შეიძლება Punnett კვადრატების გამოყენებით მათი სირთულის გამო.

ეწოდა Reginald C. დიახ, დიაგრამები დაგეხმარებათ შთამომავლობის ფენოტიპებისა და გენოტიპების წინასწარმეტყველებაში. მოედნები აჩვენებს გარკვეული ჯვრების ალბათობას.

მენდელის საერთო დასკვნებმა აჩვენა, რომ გენები გადასცემენ მემკვიდრეობას. თითოეული მშობელი გადასცემს თავისი გენების ნახევარს შთამომავლებს. მშობლებს ასევე შეუძლიათ სხვადასხვა თაობის გენების სხვადასხვა ნაკრები მისცენ. მაგალითად, ერთნაირ ტყუპებს იგივე დნმ აქვთ, მაგრამ და-ძმებს არა აქვთ.

მენდელის ნამუშევარი იყო ზუსტი, მაგრამ გამარტივებული, ამიტომ თანამედროვე გენეტიკამ მეტი პასუხი იპოვა. პირველი, თვისებები ყოველთვის არ მოდის ერთი გენიდან. მრავალი გენი აკონტროლებს პოლიგენური თვისებები, როგორიცაა თმის ფერი, თვალის ფერი და კანის ფერი. ეს ნიშნავს, რომ ერთზე მეტი გენი აგებს პასუხს ყავისფერი ან შავი ფერის თმაზე.

ერთ გენს ასევე შეუძლია გავლენა მოახდინოს მრავალ მახასიათებელზე. Ეს არის პლეიტროპიადა გენებმა შეიძლება გააკონტროლონ ურთიერთდაკავშირებული თვისებები. ზოგიერთ შემთხვევაში, პლეიტროპია დაკავშირებულია გენეტიკურ დაავადებებთან და დარღვევებთან. მაგალითად, ნამგლისებრი უჯრედული ანემია არის მემკვიდრეობითი გენეტიკური აშლილობა, რომელიც გავლენას ახდენს სისხლის წითელ უჯრედებზე და ქმნის მათ ნახევარმთვარის ფორმის.

გარდა ამისა, ეს გავლენას ახდენს სისხლის წითელ უჯრედებზე, ეს გავლენას ახდენს სისხლის მიმოქცევასა და სხვა ორგანოებზე. ეს ნიშნავს, რომ მას გავლენა აქვს მრავალ ნიშანზე.

მენდელს ეგონა, რომ თითოეულ გენს მხოლოდ ორი ალელი ჰქონდა. ამასთან, შეიძლება გენის მრავალი სხვადასხვა ალელი არსებობდეს. მრავალ ალელს შეუძლია გააკონტროლოს ერთი გენი. ამის მაგალითია კურდღლის პალტოს ფერი. კიდევ ერთი მაგალითია ABO სისხლის ტიპის ჯგუფის სისტემა ადამიანებში. ადამიანებს აქვთ სისხლის სამი ალელი: A, B და O. A და B დომინირებენ O– ზე, ასე რომ, ისინი ასევე არიან კოდომინანტური.

სრული დომინირება არის ის ნიმუში, რომელიც მენდელმა აღწერა. მან დაინახა, რომ ერთი ალელი დომინანტური იყო, ხოლო მეორე - რეცესიული. დომინანტი ალელი თვალსაჩინო იყო, რადგან იგი გამოხატული იყო. თესლის ფორმა ბარდის მცენარეებში არის სრული დომინირების მაგალითი; მრგვალი თესლის ალელები დომინირებს ნაოჭებთან შედარებით.

ამასთან, გენეტიკა უფრო რთულია და სრული დომინირება ყოველთვის არ ხდება.

შიგნით არასრული დომინირება, ერთი ალელი მთლად დომინანტი არ არის. Snapdragons არის არასრული დომინირების კლასიკური მაგალითი. ეს ნიშნავს, რომ შთამომავლობის ფენოტიპი, როგორც ჩანს, ორი მშობლის ფენოტიპს შორისაა. როდესაც თეთრი Snapdragon და წითელი Snapdragon ჯიშის, მათ შეიძლება ჰქონდეს ვარდისფერი Snapdragons. როდესაც ამ ვარდისფერ Snapdragons- ს გადაკვეთთ, შედეგები არის წითელი, თეთრი და ვარდისფერი.

შიგნით კოდომინანტობა, ორივე ალელი თანაბრად გამოიხატება. მაგალითად, ზოგიერთი ყვავილი შეიძლება იყოს სხვადასხვა ფერის ნაზავი. წითელი ყვავილი და თეთრი ყვავილი შეიძლება წარმოშობა შთამომავლობით წითელი და თეთრი ფურცლების ნაზავით. მშობლების ორი ფენოტიპი გამოხატულია, ამიტომ შთამომავლობას აქვს მესამე ფენოტიპი, რომელიც აერთიანებს მათ.

გარკვეული ჯვრები შეიძლება მომაკვდინებელი იყოს. ა ლეტალური ალელი შეუძლია ორგანიზმის მოკვლა. 1900-იან წლებში ლუსიენ კუენოტმა აღმოაჩინა, რომ როდესაც მან ყვითელი თაგვები გადაკვეთა ყავისფერი თაგვებით, შთამომავლები იყვნენ ყავისფერი და ყვითელი.

ამასთან, როდესაც მან გადაკვეთა ორი ყვითელი თაგვი, შთამომავლებს 2: 1 თანაფარდობა ჰქონდათ 3: 1 თანაფარდობის ნაცვლად, რაც მენდელმა აღმოაჩინა. ერთი ყავისფერი თაგვისთვის ორი ყვითელი მაუსი იყო.

კუენოტმა გაარკვია, რომ ყვითელი ფერი იყო დომინანტი, ამიტომ ეს მაუსები ჰეტეროზიგოტები იყვნენ. ამასთან, ჰეტეროზიგოტების გადაკვეთაზე გამოყვანილი თაგვების დაახლოებით მეოთხედი ემბრიონის სტადიაში გარდაიცვალა. ამიტომ იყო, რომ თანაფარდობა იყო 2: 1 და არა 3: 1.

მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ლეტალური გენები. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგი ორგანიზმი შეიძლება ემბრიონის სტადიებში დაიღუპოს, ზოგს კი წლების განმავლობაში შეუძლია ამ გენებით ცხოვრება. ადამიანს შეიძლება ჰქონდეს ლეტალური ალელიც და მათთან დაკავშირებულია რამდენიმე გენეტიკური დარღვევა.

როგორ აღმოჩნდება ცოცხალი ორგანიზმი, დამოკიდებულია მის მემკვიდრეობაზე და გარემოზე. მაგალითად, ფენილკეტონურია (PKU) ერთ-ერთი გენეტიკური დარღვევაა, რომლის მემკვიდრეობა ადამიანებს შეუძლიათ. PKU- მ შეიძლება გამოიწვიოს ინტელექტუალური შეზღუდვა და სხვა პრობლემები, რადგან სხეულს არ შეუძლია ამინომჟავის ფენილალანინის დამუშავება.

გენეტიკას რომ გადახედოთ, ელოდით PKU– ს მქონე ადამიანს ყოველთვის ექნება ინტელექტუალური შეზღუდული შესაძლებლობები. ამასთან, ახალშობილებში ადრეული გამოვლენის წყალობით, შესაძლებელია PKU– ით იცხოვრონ დაბალი ცილების დიეტაზე და არასოდეს განუვითარდეთ სერიოზული ჯანმრთელობის პრობლემები.

როდესაც გადავხედავთ როგორც გარემო ფაქტორებს, ასევე გენეტიკას, შესაძლებელია იმის დანახვა, თუ როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს ადამიანმა გენის გამოხატვაზე.

Hydrangeas არის კიდევ ერთი მაგალითი გავლენა გარემოზე გენებზე. ორი ჰორტენზიის მცენარე ერთი და იგივე გენით შეიძლება იყოს სხვადასხვა ფერის ნიადაგის pH– ის გამო. მჟავე ნიადაგი ქმნის ლურჯ ჰორტენზიას, ტუტე ნიადაგს კი ვარდისფერი. ნიადაგის საკვები ნივთიერებები და მინერალები ასევე მოქმედებენ ამ მცენარეების ფერზე. მაგალითად, ლურჯ ჰორტენზიას უნდა ჰქონდეს ალუმინის ნიადაგი, რომ ეს ფერი გახდეს.

მიუხედავად იმისა, რომ გრეგორ მენდელის კვლევებმა საფუძველი შეუქმნა უფრო მეტ კვლევას, თანამედროვე გენეტიკამ გააჩინა გააფართოვა მისი დასკვნები და აღმოაჩინა ახალი მემკვიდრეობის ნიმუშები, როგორიცაა არასრული დომინირება და კოდომინანტობა.

იმის გაგება, თუ როგორ აგებენ პასუხს გენები ფიზიკურ თვისებებზე, რომელთა დანახვაც ბიოლოგიის გადამწყვეტი ასპექტია. გენეტიკური დარღვევებიდან დაწყებული მცენარეთა მოშენებით დამთავრებული, მემკვიდრეობამ შეიძლება აიხსნას მრავალი კითხვა, რასაც ადამიანები სვამენ გარშემო მყოფ სამყაროსთან დაკავშირებით.