Dednost: opredelitev, faktor, vrste in primeri

Ko starši z modrimi očmi in starši z rjavimi očmi svoje gene za barvo oči predajo svojim potomcem, je to primer dednosti.

Otroci podedujejo gene, ki jih sestavljajo deoksiribonukleinska kislina (DNA) od staršev in imajo lahko modre ali rjave oči. Vendar je genetika zapletena in več barv je odgovornih za barvo oči.

Številni geni prav tako določajo druge lastnosti, kot so barva ali višina las.

Dednost je raziskava, kako starši svoje lastnosti prenašajo na svoje potomce genetike. Obstajajo številne teorije o dednosti in splošni pojmi dednosti so se pojavili, preden so ljudje celice popolnoma razumeli.

Vendar pa sta sodobna dednost in genetika novejša področja.

Čeprav se je osnova za preučevanje genov pojavila v petdesetih in v 19. stoletju, je bila do začetka 20. stoletja večinoma prezrta.

Človek lastnosti so posebne značilnosti, ki prepoznavajo posameznike. Starši jih prenašajo skozi gene. Nekatere človekove lastnosti, ki jih je mogoče zlahka prepoznati, so višina, barva oči, barva las, tip las, pritrditev ušesne mešice in valjanje jezika. Ko primerjate

Na primer, prevladujoča lastnost, na primer rjavi lasje, je pogostejša v populaciji, medtem ko je recesivna lastnost, na primer rdeči lasje, manj pogosta. Niso pa vse prevladujoče lastnosti skupne.

Če boste študirali genetiko, morate razumeti razmerje med DNA in dednolastnosti.

Celice večine živih organizmov imajo DNK, ki je snov, ki tvori vaše gene. Ko se celice razmnožujejo, lahko prenašajo molekulo DNA oz genske informacije naslednji generaciji. Na primer, vaše celice imajo genski material, ki določa, ali imate blond ali črne lase.

Vaš genotip je geni znotraj celic, medtem ko so vaš fenotip fizične lastnosti, ki so vidne in nanje vplivajo tako geni kot okolje.

Med geni obstajajo razlike, zato se zaporedja DNA razlikujejo. Genetske variacije ljudi naredi edinstvene in je pomemben pojem pri naravni selekciji, saj je verjetno, da bodo ugodne lastnosti preživele in se prenesle naprej.

Čeprav imajo enojajčni dvojčki enako DNK, se lahko njihova ekspresija genov razlikuje. Če en dvojček prejme več prehrane kot drugi, je morda višji, čeprav ima enake gene.

Sprva so ljudje dednost razumeli z reproduktivne perspektive. Ugotovili so osnovne pojme, kot so cvetni prah in plodovi, podobni jajčecu in spermi človeka.

Kljub vzreji hibridnih križancev pri rastlinah in drugih vrstah je genetika ostala skrivnost. Dolga leta so verjeli, da dednost prenaša kri. Tudi Charles Darwin je menil, da je kri kriva za dednost.

V 17. stoletju sta Carolus Linnaeus in Josef Gottlieb Kölreuter pisala o križanju različnih rastlinskih vrst in odkrila, da imajo hibridi vmesne lastnosti.

Delo Gregorja Mendela v šestdesetih letih prejšnjega stoletja pripomogla k boljšemu razumevanju hibridni križi in dedovanje. Ovrgel je uveljavljene teorije, vendar njegovo delo ob objavi ni bilo popolnoma razumljeno.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries in Carl Erich Correns so znova odkrili Mendelovo delo v začetku 20. stoletja. Vsak od teh znanstvenikov je preučeval rastlinske hibride in prišel do podobnih zaključkov.

Genetika je preučevanje biološke dediščine in Gregor Mendel je njen oče. Ključne koncepte dednosti je vzpostavil s preučevanjem rastlin graha. Dedljivi elementi so geni, lastnosti pa so posebne značilnosti, na primer barva cvetov.

Pogosto poklican Mendelova dediščina, njegove ugotovitve so ugotovile razmerje med geni in lastnostmi.

Mendel se je osredotočil na sedem značilnosti rastlin graha: višina, barva cvetov, barva graha, oblika graha, oblika stroka, barva stroka in položaj cvetja. Grah je bil dober testni subjekt, ker je imel hiter reproduktivni cikel in ga je bilo enostavno gojiti. Potem ko je vzpostavil čisto plemenske linije graha, ga je lahko križal, da je naredil hibride.

Ugotovil je, da so lastnosti, kot je oblika stroka, dedni elementi ali geni.

Aleli so različne oblike gena. Genetske variacije, kot so mutacije, so odgovorne za ustvarjanje alelov. Razlike v baznih parih DNA lahko spremenijo tudi funkcijo ali fenotip. Mendelovi sklepi o alelih so postali podlaga za dva glavna zakona o dedovanju: zakon ločevanja in pravo neodvisnega asortimana.

Zakon ločevanja določa, da se pari alelov ločijo, ko nastanejo spolne celice. Zakon o neodvisnem izboru navaja alele iz različnih genov, ki jih razvrščajo neodvisno.

Aleli obstajajo v prevladujoči ali recesivni obliki. Prevladujoči aleli so izraženi ali vidni. Na primer, prevladujejo rjave oči. Po drugi strani, recesivni aleli niso vedno izraženi ali vidni. Na primer, modre oči so recesivne. Da ima oseba modre oči, mora podedovati dva alela zanjo.

Pomembno je omeniti, da prevladujoče lastnosti niso vedno pogoste v populaciji. Primer tega so nekatere genetske bolezni, na primer Huntingtonova bolezen, ki jo povzroča prevladujoči alel, vendar ni pogosta v populaciji.

Ker obstajajo različne vrste alelov, imajo nekateri organizmi dva alela za eno lastnost. Homozigotna pomeni, da obstajata dva enaka alela za en gen in heterozigotna pomeni, da obstajata dva različna alela za gen. Ko je Mendel preučeval svoje rastline graha, je ugotovil, da F₂ generacije (vnuki) v svojih fenotipih vedno imeli razmerje 3: 1.

To pomeni, da se je dominantna lastnost pokazala trikrat pogosteje kot recesivna.

Punnettovi kvadratki vam lahko pomaga razumeti homozigotne vs. heterozigotni križanci in heterozigotni vs. heterozigotni križi. Vendar pa vseh križcev ni mogoče izračunati z uporabo Punnettovih kvadratov zaradi njihove zapletenosti.

Poimenovan po Reginaldu C. Punnett, diagrami vam lahko pomagajo napovedati fenotipe in genotipe za potomce. Kvadrati prikazujejo verjetnost določenih križancev.

Mendelove splošne ugotovitve so pokazale, da geni prenašajo dednost. Vsak od staršev prenese na potomce polovico svojih genov. Starši lahko različnim potomcem dajo tudi različne sklope genov. Na primer, enojajčni dvojčki imajo enako DNK, bratje in sestre pa ne.

Mendelovo delo je bilo natančno, a poenostavljeno, zato je sodobna genetika našla več odgovorov. Prvič, lastnosti ne prihajajo vedno iz enega gena. Nadzor več genov poligenske lastnosti, kot so barva las, barva oči in barva kože. To pomeni, da je več genov odgovornih za vaše rjave ali črne lase.

En gen lahko vpliva tudi na več značilnosti. To je pleiotropijain geni lahko nadzorujejo nepovezane lastnosti. V nekaterih primerih je pleiotropija povezana z genetskimi boleznimi in motnjami. Na primer, anemija srpastih celic je dedna genetska motnja, ki prizadene rdeče krvne celice, tako da postanejo v obliki polmeseca.

Poleg tega, da vpliva na rdeče krvne celice, motnja vpliva tudi na pretok krvi in ​​druge organe. To pomeni, da vpliva na več lastnosti.

Mendel je menil, da ima vsak gen samo dva alela. Vendar pa je lahko veliko različnih alelov gena. Več alelov lahko nadzoruje en gen. Primer tega je barva dlake pri kuncih. Drug primer je sistem krvnih skupin ABO pri ljudeh. Ljudje imajo tri alele za kri: A, B in O. A in B prevladujeta nad O, torej sta kodominantno.

Popolna prevlada je vzorec, ki ga je opisal Mendel. Videl je, da je en alel prevladujoč, drugi pa recesiven. Prevladujoči alel je bil viden, ker je bil izražen. Oblika semen v rastlinah graha je primer popolne prevlade; okrogli semenski aleli prevladujejo nad nagubanimi.

Vendar je genetika bolj zapletena in popolna prevlada se ne zgodi vedno.

V nepopolna prevlada, en alel ni povsem prevladujoč. Snapdragoni so klasičen primer nepopolne prevlade. To pomeni, da se zdi, da je fenotip potomcev vmes med fenotipom obeh staršev. Ko se beli snapdragon in rdeči snapdragon razmnožujeta, imata lahko rožnate snapdragone. Ko prečkate te rožnate snapdragone, so rezultati rdeči, beli in roza.

V soodločanje, oba alela sta izražena enako. Na primer, nekateri cvetovi so lahko mešanica različnih barv. Rdeči in beli cvet lahko rodita potomce z mešanico rdečih in belih cvetnih listov. Oba fenotipa staršev sta izražena, zato ima potomci tretji fenotip, ki ju kombinira.

Nekateri križi so lahko smrtonosni. A smrtonosni alel lahko ubije organizem. V devetdesetih letih je Lucien Cuenót odkril, da so bili potomci rjavi in ​​rumeni miši, ko je križal rumene miši z rjavimi mišmi.

Ko pa je križal dve rumeni miši, so imeli potomci razmerje 2: 1 namesto razmerja 3: 1, ki ga je našel Mendel. Za eno rjavo miš sta bili dve rumeni miši.

Cuenót je ugotovil, da je rumena prevladujoča barva, zato so bile te miši heterozigoti. Vendar pa je približno četrtina miši, vzrejenih s prečkanjem heterozigotov, umrla med embrionalno fazo. Zato je bilo razmerje 2: 1 namesto 3: 1.

Mutacije lahko povzročijo smrtonosne gene. Čeprav lahko nekateri organizmi umrejo v embrionalnih fazah, lahko drugi živijo leta s temi geni. Ljudje imajo lahko tudi smrtonosne alele in z njimi je povezanih več genetskih motenj.

Kako se izkaže živi organizem, je odvisno tako od njegove dednosti kot od okolja. Na primer, fenilketonurija (PKU) je ena od genetskih motenj, ki jih lahko ljudje podedujejo. PKU lahko povzroči motnje v duševnem razvoju in druge težave, ker telo ne more predelati aminokisline fenilalanin.

Če pogledate samo genetiko, bi pričakovali, da bi imela oseba s PKU vedno intelektualno motnjo. Zaradi zgodnjega odkrivanja novorojenčkov pa ljudje lahko živijo s PKU na dieti z nizko vsebnostjo beljakovin in nikoli ne razvijejo resnih zdravstvenih težav.

Ko pogledamo tako okoljske dejavnike kot genetiko, lahko ugotovimo, kako lahko človek živi na izražanje genov.

Hortenzije so še en primer okoljski udarec na genih. Dve rastlini hortenzije z enakimi geni sta lahko zaradi pH tal različne barve. Kisla tla ustvarjajo modre hortenzije, alkalna tla pa rožnate. Hranila in minerali v tleh vplivajo tudi na barvo teh rastlin. Na primer, modre hortenzije morajo imeti v tleh aluminij, da postanejo te barve.

Čeprav so študije Gregorja Mendela ustvarile temelje za več raziskav, je sodobna genetika to storila razširil svoja spoznanja in odkril nove vzorce dedovanja, kot sta nepopolna dominacija in soodločanje.

Razumevanje, kako so geni odgovorni za fizične lastnosti, ki jih vidite, je ključni vidik biologije. Od genetskih motenj do vzreje rastlin lahko dednost razloži številna vprašanja, ki jih ljudje postavljajo o svetu okoli sebe.