Наследственность: определение, фактор, типы и примеры

Когда родители с голубыми глазами и родители с карими глазами передают свои гены цвета глаз своим потомкам, это является примером наследственности.

Дети наследуют гены, состоящие из дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) от родителей, и у них могут быть голубые или карие глаза. Однако генетика сложна, и за цвет глаз отвечает более одного гена.

Точно так же многие гены определяют другие черты, такие как цвет волос или рост.

Наследственность - это изучение того, как родители передают свои черты потомству через генетика. Существовало множество теорий о наследственности, и общие концепции наследственности появились до того, как люди полностью поняли клетки.

Однако современные наследственность и генетика - новые области.

Хотя основа для изучения генов возникла в 1850-х и на протяжении 19-го века, до начала 20-го века на нее в основном не обращали внимания.

Человек черты являются специфическими характеристиками, которые идентифицируют людей. Родители передают их через свои гены. Некоторые легко идентифицируемые человеческие черты - это рост, цвет глаз, цвет волос, тип волос, прикрепление мочки уха и вращение языка. Когда вы сравниваете

Например, доминантный признак, такой как каштановые волосы, чаще встречается в популяции, а рецессивный признак, такой как рыжие волосы, встречается реже. Однако не все доминирующие черты являются общими.

Если вы собираетесь изучать генетику, вы должны понимать взаимосвязь между ДНК и наследуемыйчерты.

Клетки большинства живых организмов имеют ДНК - вещество, из которого состоят ваши гены. Когда клетки воспроизводятся, они могут передавать молекулу ДНК или генетическая информация следующему поколению. Например, в ваших клетках есть генетический материал, который определяет, светлые ли у вас волосы или черные.

Ваш генотип - это гены внутри клеток, в то время как ваш фенотип - это физические черты, которые видны и зависят как от генов, так и от окружающей среды.

Есть вариации среди генов, поэтому последовательности ДНК различаются. Генетическая вариация делает людей уникальными, и это важное понятие в естественном отборе, потому что благоприятные характеристики с большей вероятностью сохранятся и сохранятся.

Хотя у однояйцевых близнецов одинаковая ДНК, экспрессия их генов может различаться. Если один из близнецов получает больше пищи, чем другой, он может быть выше, несмотря на одинаковые гены.

Первоначально люди понимали наследственность с репродуктивной точки зрения. Они выяснили основные концепции, такие как пыльца и пестики растений, похожие на яйцеклетку и сперму человека.

Несмотря на селекционные гибридные скрещивания растений и других видов, генетика оставалась загадкой. Многие годы считали, что наследственность передается по крови. Даже Чарльз Дарвин считал, что наследственность ответственна за кровь.

В 1700-х годах Карол Линней и Йозеф Готлиб Кёльройтер писали о скрещивании разных видов растений и обнаружили, что у гибридов есть промежуточные характеристики.

Работа Грегора Менделя в 1860-х годах помогли улучшить понимание гибридные кресты а также наследование. Он опроверг устоявшиеся теории, но его работа не была полностью понята после публикации.

Эрих Чермак фон Зейсенегг, Хьюго де Фрис и Карл Эрих Корренс заново открыли для себя работы Менделя в начале 20 века. Каждый из этих ученых изучал гибриды растений и пришел к аналогичным выводам.

Генетика - это изучение биологической наследственности, и Грегор Мендель считается ее отцом. Он установил ключевые концепции наследственности, изучая растения гороха. Унаследованные элементы - это гены, а черты - это определенные характеристики, например цвет цветка.

Часто называют Менделирующее наследование, его результаты установили взаимосвязь между генами и признаками.

Мендель сосредоточился на семи характеристиках растений гороха: высоте, цвете цветков, цвете гороха, форме гороха, форме стручка, цвете стручка и положении цветка. Горох был хорошими подопытными, потому что у него были быстрые репродуктивные циклы и его было легко выращивать. Создав чистопородные линии гороха, он смог скрестить их и получить гибриды.

Он пришел к выводу, что такие черты, как форма стручка, являются наследственными элементами или генами.

Аллели - это разные формы гена. Генетические вариации, такие как мутации, ответственны за создание аллелей. Различия в парах оснований ДНК также могут изменять функцию или фенотип. Выводы Менделя об аллелях стали основой двух основных законов наследования: в закон сегрегации и закон независимого ассортимента.

Закон сегрегации гласит, что пары аллелей разделяются при образовании гамет. Закон независимого ассортимента утверждает, что аллели от разных генов сортируются независимо.

Аллели существуют либо в доминантной, либо в рецессивной формах. Доминантные аллели выражены или видимы. Например, карие глаза преобладают. С другой стороны, рецессивные аллели не всегда выражены или видимы. Например, голубые глаза рецессивны. Чтобы у человека были голубые глаза, он должен унаследовать два аллеля.

Важно отметить, что доминирующие черты не всегда распространены в популяции. Примером этого являются определенные генетические заболевания, такие как болезнь Хантингтона, которая вызывается доминантным аллелем, но не распространена среди населения.

Поскольку существуют разные типы аллелей, у некоторых организмов есть два аллеля для одного признака. Гомозиготный означает наличие двух идентичных аллелей для одного гена, и гетерозиготный означает, что у гена есть два разных аллеля. Когда Мендель изучал свои растения гороха, он обнаружил, что F₂ поколение (внуки) всегда имело соотношение в фенотипах 3: 1.

Это означает, что доминантный признак проявлялся в три раза чаще, чем рецессивный.

Квадраты Пеннета может помочь вам понять, гомозиготный vs. гетерозиготные скрещивания и гетерозиготные vs. гетерозиготные кроссы. Однако не все кресты можно рассчитать с помощью квадратов Пеннета из-за их сложности.

Названный в честь Реджинальда К. Паннетт, диаграммы могут помочь вам предсказать фенотипы и генотипы потомства. Квадраты показывают вероятность определенных крестов.

Общие выводы Менделя показали, что гены передают наследственность. Каждый родитель передает своему потомству половину своих генов. Родители также могут передавать разные наборы генов разным потомкам. Например, у однояйцевых близнецов одинаковая ДНК, а у братьев и сестер - нет.

Работа Менделя была точной, но упрощенной, поэтому современная генетика нашла больше ответов. Во-первых, признаки не всегда происходят из одного гена. Контроль нескольких генов полигенные признаки, например цвет волос, цвет глаз и цвет кожи. Это означает, что за то, что у вас коричневые или черные волосы, лежит несколько генов.

Один ген также может влиять на несколько характеристик. Это плейотропия, а гены могут контролировать неродственные признаки. В некоторых случаях плейотропия связана с генетическими заболеваниями и нарушениями. Например, серповидно-клеточная анемия - это наследственное генетическое заболевание, которое влияет на эритроциты, делая их серповидными.

Помимо воздействия на эритроциты, заболевание влияет на кровоток и другие органы. Это означает, что он влияет на несколько черт.

Мендель считал, что у каждого гена есть только два аллеля. Однако у гена может быть много разных аллелей. Несколько аллелей могут контролировать один ген. Примером этого является цвет шерсти кроликов. Другой пример - система групп крови ABO у людей. У людей есть три аллеля крови: A, B и O. A и B доминируют над O, поэтому они содоминантный.

Полное доминирование - это модель, которую описал Мендель. Он увидел, что один аллель был доминантным, а другой - рецессивным. Доминантный аллель был виден, потому что он был выражен. Форма семян у растений гороха - пример полного доминирования; аллели круглых семян преобладают над морщинистыми.

Однако генетика более сложна, и полное доминирование не всегда бывает.

В неполное доминирование, один аллель не является полностью доминантным. Львиный зев - классический пример неполного доминирования. Это означает, что фенотип потомства, по-видимому, находится между фенотипами двух родителей. Когда размножаются белый и красный львиный зев, у них могут быть розовые львиный зев. Когда вы скрещиваете эти розовые львиный зев, результат становится красным, белым и розовым.

В кодоминантность, оба аллеля выражены одинаково. Например, некоторые цветы могут быть смешанными разных цветов. Красный цветок и белый цветок могут дать потомство с сочетанием красных и белых лепестков. Оба фенотипа родителей выражены, поэтому у потомства есть третий фенотип, который их объединяет.

Некоторые кресты могут быть смертельными. А летальный аллель может убить организм. В 1900-х Люсьен Куэно обнаружил, что при скрещивании желтых мышей с коричневыми мышами потомство было коричневым и желтым.

Однако, когда он скрестил двух желтых мышей, у потомства соотношение было 2: 1 вместо соотношения 3: 1, которое обнаружил Мендель. На одну коричневую мышь приходилось две желтых мыши.

Куэно обнаружил, что желтый был доминирующим цветом, поэтому эти мыши были гетерозиготами. Однако около четверти мышей, выведенных в результате скрещивания гетерозигот, погибли на эмбриональной стадии. Вот почему соотношение было 2: 1 вместо 3: 1.

Мутации могут вызывать летальные гены. Хотя некоторые организмы могут погибнуть на эмбриональной стадии, другие могут жить с этими генами годами. У людей также могут быть летальные аллели, и с ними связаны несколько генетических заболеваний.

То, как будет выглядеть живой организм, зависит как от его наследственности, так и от окружающей среды.. Например, фенилкетонурия (ФКУ) - одно из генетических заболеваний, которые люди могут унаследовать. Фенилкетонурия может вызвать умственную отсталость и другие проблемы, потому что организм не может перерабатывать аминокислоту фенилаланин.

Если вы посмотрите только на генетику, можно ожидать, что человек с фенилкетонурией всегда будет иметь умственную отсталость. Однако благодаря раннему выявлению у новорожденных люди могут жить с фенилкетонурией на низкобелковой диете и никогда не иметь серьезных проблем со здоровьем.

Если посмотреть как на факторы окружающей среды, так и на генетику, можно увидеть, как жизнь человека может повлиять на экспрессию генов.

Гортензии - еще один пример воздействие на окружающую среду по генам. Два растения гортензии с одинаковыми генами могут быть разного цвета из-за pH почвы. Кислые почвы создают голубые гортензии, а щелочные - розовые. Питательные вещества и минералы почвы также влияют на цвет этих растений. Например, чтобы голубые гортензии приобрели такой цвет, в почве должен содержаться алюминий.

Хотя исследования Грегора Менделя создали основу для дальнейших исследований, современная генетика расширил свои открытия и открыл новые модели наследования, такие как неполное доминирование и кодоминантность.

Понимание того, как гены ответственны за физические черты, которые вы видите, является важным аспектом биологии. От генетических нарушений до селекции растений наследственность может объяснить многие вопросы, которые люди задают об окружающем мире.