Ereditate: definiție, factor, tipuri și exemple

Când un părinte cu ochi albaștri și un părinte cu ochi căprui își transmit genele pentru culoarea ochilor la descendenți, acesta este un exemplu de ereditate.

Copiii moștenesc genele din care constă acid dezoxiribonucleic (ADN) de la părinți și pot avea ochi albaștri sau căprui. Cu toate acestea, genetica este complexă și mai multe gene sunt responsabile pentru culoarea ochilor.

La fel, multe gene determină alte trăsături precum culoarea sau înălțimea părului.

Ereditatea este studiul modului în care părinții își transmit trăsăturile către descendenți genetică. Au existat multe teorii despre ereditate, iar conceptele generale despre ereditate au apărut înainte ca oamenii să înțeleagă complet celulele.

Cu toate acestea, ereditatea și genetica modernă sunt domenii mai noi.

Deși fundația pentru studierea genelor a apărut în anii 1850 și în secolul al XIX-lea, a fost în mare parte ignorată până la începutul secolului al XX-lea.

Uman trăsături

De exemplu, o trăsătură dominantă, cum ar fi părul brun, este mai frecventă în populație, în timp ce o trăsătură recesivă, cum ar fi părul roșu, este mai puțin frecventă. Cu toate acestea, nu toate trăsăturile dominante sunt comune.

Dacă urmează să studiezi genetică, trebuie să înțelegi relația dintre ADN și ereditartrăsături.

Celulele majorității organismelor vii au ADN, care este substanța care alcătuiește genele tale. Când celulele se reproduc, ele pot transmite molecula de ADN sau informații genetice la următoarea generație. De exemplu, celulele dvs. au materialul genetic care determină dacă aveți părul blond sau părul negru.

Genotipul tău este gene în interiorul celulelor, în timp ce fenotipul dvs. este trăsăturile fizice care sunt vizibile și influențate atât de gene, cât și de mediu.

Există variații între gene, deci secvențele ADN diferă. Variație genetică face oamenii unici și este un concept important în selecția naturală, deoarece caracteristicile favorabile sunt mai susceptibile de a supraviețui și de a transmite mai departe.

Deși gemenii identici au același ADN, expresia genei lor poate varia. Dacă un gemeni primește mai multă hrană decât celălalt, el sau ea poate fi mai înalt, în ciuda faptului că are aceleași gene.

Inițial, oamenii au înțeles ereditatea dintr-o perspectivă reproductivă. Au descoperit concepte de bază, cum ar fi polenul și pistilii plantelor, care sunt similare cu ovulul și spermatozoizii oamenilor.

În ciuda creșterii încrucișărilor hibride la plante și alte specii, genetica a rămas un mister. Mulți ani, au crezut că sângele a transmis ereditatea. Chiar și Charles Darwin credea că sângele este responsabil pentru ereditate.

În anii 1700, Carolus Linnaeus și Josef Gottlieb Kölreuter au scris despre traversarea diferitelor specii de plante și au descoperit că hibrizii aveau caracteristici intermediare.

Opera lui Gregor Mendel în anii 1860 a contribuit la îmbunătățirea înțelegerii cruci hibride și moştenire. El a respins teoriile stabilite, dar opera sa nu a fost pe deplin înțeleasă la publicare.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries și Carl Erich Correns au redescoperit opera lui Mendel la începutul secolului XX. Fiecare dintre acești oameni de știință a studiat hibrizii de plante și a ajuns la concluzii similare.

Genetica este studiul moștenirii biologice și Gregor Mendel este considerat tatăl său. El a stabilit conceptele cheie ale eredității prin studierea plantelor de mazăre. Elementele ereditare sunt gene, iar trăsăturile sunt caracteristici specifice, cum ar fi culoarea florilor.

Adesea numit Moștenirea mendeliană, descoperirile sale au stabilit relația dintre gene și trăsături.

Mendel s-a concentrat pe șapte caracteristici la plantele de mazăre: înălțimea, culoarea florii, culoarea mazărei, forma mazărei, forma păstăi, culoarea păstăii și poziția florii. Mazărea a fost un subiect bun de testare, deoarece a avut cicluri reproductive rapide și a fost ușor de cultivat. După ce a stabilit linii de mazăre de reproducere pură, a reușit să le încrucișeze pentru a produce hibrizi.

El a concluzionat că trăsături precum forma păstăi erau elemente sau gene moștenite.

Alelele sunt diferitele forme ale unei gene. Variațiile genetice, cum ar fi mutațiile, sunt responsabile pentru crearea alelelor. Diferențele în perechile de baze ADN pot schimba funcția sau fenotipul. Concluziile lui Mendel despre alele au devenit baza pentru două legi majore ale moștenirii: legea segregării si legea sortimentului independent.

Legea segregării afirmă că perechile de alele se separă atunci când se formează gameți. Legea sortimentului independent afirmă alelele din diferite gene sortate independent.

Alelele există fie în forme dominante, fie recesive. Alele dominante sunt exprimate sau vizibile. De exemplu, ochii căprui sunt dominanți. Pe de altă parte, alele recesive nu sunt întotdeauna exprimate sau vizibile. De exemplu, ochii albaștri sunt recesivi. Pentru ca o persoană să aibă ochii albaștri, trebuie să moștenească două alele pentru aceasta.

Este important de reținut că trăsăturile dominante nu sunt întotdeauna comune într-o populație. Un exemplu în acest sens îl constituie anumite boli genetice, cum ar fi boala Huntington, care este cauzată de o alelă dominantă, dar neobișnuită în populație.

Deoarece există diferite tipuri de alele, unele organisme au două alele pentru o singură trăsătură. Homozigot înseamnă că există două alele identice pentru o genă și heterozigot înseamnă că există două alele diferite pentru o genă. Când Mendel și-a studiat plantele de mazăre, a constatat că F₂ generația (nepoții) a avut întotdeauna un raport de 3: 1 în fenotipurile lor.

Aceasta înseamnă că trăsătura dominantă a apărut de trei ori mai des decât cea recesivă.

Pătrate Punnett vă poate ajuta să înțelegeți homozigot vs. cruci heterozigoți și heterozigoți vs. cruci heterozigote. Cu toate acestea, nu toate crucile pot fi calculate folosind pătrate Punnett datorită complexității lor.

Numit după Reginald C. Punnett, diagramele vă pot ajuta să preziceți fenotipuri și genotipuri pentru descendenți. Pătratele arată probabilitatea anumitor cruci.

Descoperirile generale ale lui Mendel au arătat că genele transmit ereditatea. Fiecare părinte transferă jumătate din genele sale descendenților. Părinții pot da, de asemenea, diferite seturi de gene pentru descendenți diferiți. De exemplu, gemenii identici au același ADN, dar frații nu.

Munca lui Mendel a fost exactă, dar simplistă, astfel încât genetica modernă a găsit mai multe răspunsuri. În primul rând, trăsăturile nu provin întotdeauna dintr-o singură genă. Controlul mai multor gene trăsături poligenice, cum ar fi culoarea părului, culoarea ochilor și culoarea pielii. Aceasta înseamnă că mai mult de o genă este responsabilă pentru faptul că aveți părul brun sau negru.

O genă poate afecta, de asemenea, mai multe caracteristici. Aceasta este pleiotropie, iar genele pot controla trăsături fără legătură. În unele cazuri, pleiotropia este legată de boli și tulburări genetice. De exemplu, anemia falciformă este o tulburare genetică moștenită care afectează celulele roșii din sânge, făcându-le în formă de semilună.

Pe lângă afectarea globulelor roșii, tulburarea afectează fluxul sanguin și alte organe. Aceasta înseamnă că are un impact asupra mai multor trăsături.

Mendel a crezut că fiecare genă are doar două alele. Cu toate acestea, pot exista multe alele diferite ale unei gene. Alelele multiple pot controla o genă. Un exemplu în acest sens este culoarea hainei la iepuri. Un alt exemplu este sistemul de grupe sanguine ABO la om. Oamenii au trei alele pentru sânge: A, B și O. A și B sunt dominante asupra lui O, așa că sunt codominant.

Dominația completă este modelul descris de Mendel. A văzut că o alelă era dominantă, în timp ce cealaltă era recesivă. Alela dominantă era vizibilă deoarece era exprimată. Forma semințelor la plantele de mazăre este un exemplu de dominare completă; alelele semințelor rotunde sunt dominante asupra celor ridate.

Cu toate acestea, genetica este mai complexă, iar dominația completă nu se întâmplă întotdeauna.

În dominare incompletă, o alelă nu este complet dominantă. Snapdragons sunt un exemplu clasic de dominanță incompletă. Aceasta înseamnă că fenotipul descendenților pare să fie între fenotipul celor doi părinți. Când un snapdragon alb și un snapdragon roșu se reproduc, pot avea snapdragon roz. Când traversați aceste snapdragons roz, rezultatele sunt roșii, albe și roz.

În codominanță, ambele alele sunt exprimate în mod egal. De exemplu, unele flori pot fi un amestec de culori diferite. O floare roșie și o floare albă pot produce urmași cu un amestec de petale roșii și albe. Cele două fenotipuri ale părinților sunt ambele exprimate, astfel încât descendenții au un al treilea fenotip care le combină.

Anumite cruci pot fi letale. A alela letală poate ucide un organism. În anii 1900, Lucien Cuenót a descoperit că atunci când a încrucișat șoareci galbeni cu șoareci maronii, urmașii erau maro și galbeni.

Cu toate acestea, când a încrucișat doi șoareci galbeni, descendenții aveau un raport de 2: 1 în loc de raportul de 3: 1 găsit de Mendel. Erau doi șoareci galbeni pentru un șoarece maro.

Cuenót a aflat că galbenul era culoarea dominantă, deci acești șoareci erau heterozigoți. Cu toate acestea, aproximativ un sfert dintre șoarecii crescuți din traversarea heterozigoților au murit în timpul etapei embrionare. Acesta a fost motivul pentru care raportul a fost de 2: 1 în loc de 3: 1.

Mutațiile pot provoca gene letale. Deși unele organisme pot muri în stadiile embrionare, altele ar putea să trăiască ani de zile cu aceste gene. Oamenii pot avea, de asemenea, alele letale și mai multe tulburări genetice sunt legate de ele.

Modul în care rezultă un organism viu depinde atât de ereditatea, cât și de mediul înconjurător. De exemplu, fenilcetonuria (PKU) este una dintre tulburările genetice pe care oamenii le pot moșteni. PKU poate provoca dizabilități intelectuale și alte probleme, deoarece organismul nu poate procesa aminoacidul fenilalanină.

Dacă te uiți doar la genetică, te-ai aștepta ca o persoană cu PKU să aibă întotdeauna o dizabilitate intelectuală. Cu toate acestea, datorită depistării precoce la nou-născuți, este posibil ca oamenii să trăiască cu PKU pe o dietă săracă în proteine ​​și să nu dezvolte niciodată probleme grave de sănătate.

Când te uiți atât la factorii de mediu, cât și la genetică, este posibil să vezi cum trăiește o persoană care poate afecta expresia genelor.

Hortensiile sunt un alt exemplu de impact asupra mediului pe gene. Două plante de hortensie cu aceleași gene pot avea culori diferite din cauza pH-ului solului. Solurile acide creează hortensii albastre, în timp ce solurile alcaline fac cele roz. De asemenea, substanțele nutritive și mineralele influențează culoarea acestor plante. De exemplu, hortensiile albastre trebuie să aibă aluminiu în sol pentru a deveni această culoare.

Deși studiile lui Gregor Mendel au creat bazele pentru mai multe cercetări, genetica modernă a făcut-o și-a extins descoperirile și a descoperit noi modele de moștenire, cum ar fi dominarea incompletă și codominanță.

Înțelegerea modului în care genele sunt responsabile pentru trăsăturile fizice pe care le puteți vedea este un aspect crucial al biologiei. De la tulburări genetice până la creșterea plantelor, ereditatea poate explica multe întrebări pe care oamenii le pun despre lumea din jur.