Dedičnosť: definícia, faktor, typy a príklady

Keď rodič s modrými očami a rodič s hnedými očami odovzdá svoje gény pre farbu očí svojim potomkom, je to príklad dedičnosti.

Deti dedia gény, z ktorých sa skladá kyselina deoxyribonukleová (DNA) od rodičov a môžu mať modré alebo hnedé oči. Genetika je však zložitá a za farbu očí je zodpovedný viac ako jeden gén.

Rovnako tak veľa génov určuje ďalšie vlastnosti, ako je farba vlasov alebo výška.

Dedičnosť je štúdium toho, ako rodičia odovzdávajú svoje vlastnosti svojim potomkom genetika. Existuje mnoho teórií o dedičnosti a všeobecné pojmy dedičnosti sa objavili skôr, ako ľudia úplne pochopili bunky.

Súčasná dedičnosť a genetika sú však novšie polia.

Aj keď sa základy pre štúdium génov objavili v 50. rokoch 18. storočia a v priebehu 19. storočia, do začiatku 20. storočia sa do veľkej miery ignorovali.

Človek črty sú špecifické vlastnosti, ktoré identifikujú jednotlivcov. Rodičia ich prenášajú prostredníctvom svojich génov. Niektoré ľahko identifikovateľné ľudské vlastnosti sú výška, farba očí, farba vlasov, typ vlasov, pripevnenie ušného lalôčika a pretočenie jazyka. Keď budete porovnávať

Napríklad dominantná vlastnosť, ako napríklad hnedé vlasy, je bežnejšia v populácii, zatiaľ čo recesívna vlastnosť, ako napríklad ryšavé vlasy, sa vyskytuje menej často. Nie všetky dominantné znaky sú však bežné.

Ak sa chystáte študovať genetiku, musíte pochopiť vzťah medzi DNA a dedičnéčrty.

Bunky väčšiny živých organizmov majú DNA, čo je látka, z ktorej sa skladajú vaše gény. Keď sa bunky reprodukujú, môžu prechádzať ďalej molekulou DNA alebo genetická informácia na budúcu generáciu. Napríklad vaše bunky majú genetický materiál, ktorý určuje, či máte blond vlasy alebo čierne vlasy.

Váš genotyp je gény vo vnútri buniek, zatiaľ čo váš fenotyp sú fyzické vlastnosti, ktoré sú viditeľné a ovplyvnené génmi aj prostredím.

Medzi génmi existujú variácie, takže sekvencie DNA sa líšia. Genetická variácia robí ľudí jedinečnými a je to dôležitý koncept prírodného výberu, pretože priaznivé vlastnosti s väčšou pravdepodobnosťou prežijú a prechádzajú ďalej.

Aj keď identické dvojčatá majú rovnakú DNA, ich génová expresia sa môže líšiť. Ak jedno dvojča dostane viac výživy ako druhé, môže byť vyššie napriek tomu, že má rovnaké gény.

Ľudia spočiatku chápali dedičnosť z reprodukčného hľadiska. Prišli na základné pojmy, ako napríklad peľ a piestiky rastlín, ktoré sa podobajú ľudským vajíčkam a spermiám.

Napriek množeniu hybridných krížení v rastlinách a iných druhoch zostala genetika záhadou. Po mnoho rokov verili, že dedičnosť prenáša krv. Aj Charles Darwin si myslel, že za dedičnosť môže krv.

V roku 1700 Carolus Linnaeus a Josef Gottlieb Kölreuter písali o krížení rôznych druhov rastlín a zistili, že hybridy majú stredné vlastnosti.

Gregora Mendela v 60. rokoch 19. storočia pomohli lepšie porozumieť hybridné kríže a dedenie. Vyvrátil zabehnuté teórie, ale jeho publikácii nebolo po zverejnení úplne porozumené.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries a Carl Erich Correns znovuobjavili Mendelovu tvorbu na začiatku 20. storočia. Každý z týchto vedcov študoval rastlinné hybridy a dospel k podobným záverom.

Genetika je štúdium biologického dedičstva a Gregor Mendel sa považuje za jej otca. Kľúčové koncepty dedičnosti založil štúdiom rastlín hrachu. Dedičnými prvkami sú gény a znakmi sú špecifické vlastnosti, napríklad farba kvetu.

Často sa volá Mendelovo dedičstvojeho objavy preukázali vzťah medzi génmi a vlastnosťami.

Mendel sa zameral na sedem charakteristík rastlín hrachu: výška, farba kvetu, farba hrášku, tvar hrachu, tvar struku, farba struku a poloha kvetu. Hrášok bol dobrým testovaným predmetom, pretože mal rýchle reprodukčné cykly a ľahko sa pestoval. Potom, čo založil čisté šľachtiteľské línie hrachu, mohol ich krížiť a vytvárať hybridy.

Dospel k záveru, že vlastnosti ako tvar tobolky boli dedičné prvky alebo gény.

Alely sú rôzne formy génu. Za vytvorenie alel sú zodpovedné genetické variácie, ako sú mutácie. Rozdiely v pároch báz DNA môžu tiež meniť funkciu alebo fenotyp. Mendelove závery o alelách sa stali základom pre dva hlavné zákony dedičnosti: the zákon segregácie a zákon nezávislého sortimentu.

Zákon segregácie hovorí, že alelové páry sa oddeľujú, keď sa tvoria gaméty. Zákon nezávislého sortimentu uvádza, že alely z rôznych génov sa triedia nezávisle.

Alely existujú buď v dominantnej, alebo v recesívnej forme. Dominantné alely sú vyjadrené alebo viditeľné. Napríklad hnedé oči sú dominantné. Na druhej strane, recesívne alely nie sú vždy vyjadrené alebo viditeľné. Napríklad modré oči sú recesívne. Aby mal človek modré oči, musí kvôli tomu zdediť dve alely.

Je dôležité si uvedomiť, že dominantné vlastnosti nie sú v populácii vždy bežné. Príkladom toho sú určité genetické choroby, napríklad Huntingtonova choroba, ktorá je spôsobená dominantnou alelou, ale nie je v populácii bežná.

Pretože existujú rôzne typy alel, niektoré organizmy majú dve alely pre jednu vlastnosť. Homozygot znamená, že pre jeden gén existujú dve identické alely a heterozygot znamená, že pre gén existujú dve rôzne alely. Keď Mendel študoval svoje rastliny hrachu, zistil, že F₂ generácia (vnúčatá) mala vo svojich fenotypoch vždy pomer 3: 1.

To znamená, že dominantná vlastnosť sa prejavovala trikrát častejšie ako recesívna.

Punnettove štvorce môže ti pomôcť porozumieť homozygotom vs. heterozygotné kríže a heterozygotné vs. heterozygotné kríže. Nie všetky krížiky sa však dajú vypočítať pomocou Punnettových štvorcov kvôli ich zložitosti.

Pomenovaná po Reginaldovi C. Punnett, diagramy vám môžu pomôcť predpovedať fenotypy a genotypy pre potomkov. Štvorce ukazujú pravdepodobnosť určitých krížení.

Mendelovo celkové zistenie ukázalo, že gény prenášajú dedičnosť. Každý rodič prenáša polovicu svojich génov na potomka. Rodičia môžu tiež dať rôznym potomkom rôzne sady génov. Napríklad identické dvojčatá majú rovnakú DNA, ale súrodenci nie.

Mendelova práca bola presná, ale zjednodušujúca, takže moderná genetika našla viac odpovedí. Po prvé, znaky nie vždy pochádzajú z jedného génu. Ovláda viac génov polygénne vlastnosti, ako je farba vlasov, farba očí a farba pleti. To znamená, že za to, že máte hnedé alebo čierne vlasy, je zodpovedný viac ako jeden gén.

Jeden gén môže tiež ovplyvniť viac charakteristík. Toto je pleiotropiaa gény môžu kontrolovať nesúvisiace znaky. V niektorých prípadoch je pleiotropia spojená s genetickými chorobami a poruchami. Napríklad kosáčikovitá anémia je dedičná genetická porucha, ktorá ovplyvňuje červené krvinky tým, že ich má tvar polmesiaca.

Porucha ovplyvňuje okrem červených krviniek aj prietok krvi a ďalšie orgány. To znamená, že má vplyv na viacero znakov.

Mendel si myslel, že každý gén má iba dve alely. Môže však existovať veľa rôznych alel génu. Jeden gén môže ovládať viac alel. Príkladom toho je farba srsti u králikov. Ďalším príkladom je systém skupín krvných skupín ABO u ľudí. Ľudia majú tri alely krvi: A, B a O. A a B sú dominantné nad O, takže sú codominant.

Úplná dominancia je vzor, ​​ktorý opísal Mendel. Videl, že jedna alela bola dominantná, zatiaľ čo druhá bola recesívna. Dominantná alela bola viditeľná, pretože bola vyjadrená. Tvar semien v rastlinách hrachu je príkladom úplnej dominancie; okrúhle alely semena sú dominantné nad vráskavými.

Genetika je však zložitejšia a úplná dominancia sa nevyskytuje vždy.

V neúplná dominancia, jedna alela nie je úplne dominantná. Snapdragons sú klasickým príkladom neúplnej dominancie. To znamená, že fenotyp potomstva sa zdá byť medzi fenotypom dvoch rodičov. Keď sa bieli a červené hľadí plemeno, môžu mať ružové hľadáčiky. Keď prekročíte tieto ružové snapdragóny, výsledky budú červené, biele a ružové.

V codominance, sú obe alely vyjadrené rovnako. Napríklad niektoré kvety môžu byť zmesou rôznych farieb. Červený kvet a biely kvet môžu plodiť potomstvo so zmesou červených a bielych okvetných lístkov. Oba fenotypy rodičov sú vyjadrené, takže potomstvo má tretí fenotyp, ktorý ich kombinuje.

Určité kríže môžu byť smrteľné. A smrtiaca alela môže zabiť organizmus. V 20. rokoch 20. storočia Lucien Cuenót zistil, že keď krížil žlté myši s hnedými, potomkovia boli hnedí a žltí.

Keď však krížil dve žlté myši, potomok mal namiesto pomeru 3: 1, ktorý našiel Mendel, pomer 2: 1. Pre jednu hnedú myš boli dve žlté myši.

Cuenót zistil, že dominantnou farbou je žltá, takže tieto myši boli heterozygoti. Asi štvrtina myší chovaných pri krížení heterozygotov však uhynula počas embryonálneho štádia. Z tohto dôvodu bol pomer 2: 1 namiesto 3: 1.

Mutácie môžu spôsobiť smrtiace gény. Aj keď niektoré organizmy môžu zomrieť v embryonálnych štádiách, iné môžu byť schopné žiť s týmito génmi roky. Ľudia môžu mať aj smrtiace alely a súvisí s nimi niekoľko genetických porúch.

Ako dopadne živý organizmus, závisí jednak od jeho dedičnosti, jednak od prostredia. Napríklad fenylketonúria (PKU) je jednou z genetických porúch, ktoré môžu ľudia dediť. PKU môže spôsobiť mentálne postihnutie a ďalšie problémy, pretože telo nedokáže spracovať aminokyselinu fenylalanín.

Ak sa pozriete iba na genetiku, čakali by ste, že človek s PKU bude mať vždy mentálne postihnutie. Vďaka včasnej detekcii u novorodencov je však možné, aby ľudia žili s PKU na diéte s nízkym obsahom bielkovín a nikdy sa u nich nevyvinuli vážne zdravotné problémy.

Keď sa pozriete na environmentálne faktory aj na genetiku, je možné zistiť, ako človek žije, môže ovplyvniť génovú expresiu.

Ďalším príkladom sú hortenzie Dopad na životné prostredie na génoch. Dve rastliny hortenzie s rovnakými génmi môžu mať rozdielne farby kvôli pH pôdy. Kyslé pôdy vytvárajú modré hortenzie, zatiaľ čo alkalické pôdy ružové. Pôdne živiny a minerály tiež ovplyvňujú farbu týchto rastlín. Napríklad modrá hortenzia musí mať v pôde hliník, aby sa stala touto farbou.

Aj keď štúdie Gregora Mendela vytvorili základ pre ďalší výskum, moderná genetika to dokázala rozšíril svoje objavy a objavil nové dedičské vzorce, ako napríklad neúplná dominancia a codominance.

Pochopenie toho, ako sú gény zodpovedné za fyzické vlastnosti, ktoré vidíte, je zásadným aspektom biológie. Od genetických porúch po šľachtenie rastlín môže dedičnosť vysvetliť veľa otázok, ktoré si ľudia kladú o svete okolo nich.