Ärftlighet: definition, faktor, typer och exempel

När en förälder med blå ögon och förälder med bruna ögon överför sina gener för ögonfärg till sina avkommor är detta ett exempel på ärftlighet.

Barnen ärver de gener som består av deoxiribonukleinsyra (DNA) från föräldrarna, och de kan ha blå eller bruna ögon. Genetik är dock komplex, och mer än en gen ansvarar för ögonfärg.

På samma sätt bestämmer många gener andra egenskaper som hårfärg eller höjd.

Ärftlighet är studien av hur föräldrar förmedlar sina egenskaper till sina avkommor genetik. Många teorier om ärftlighet har funnits, och de allmänna begreppet ärft framkom innan människor förstod cellerna helt.

Modern arv och genetik är dock nyare fält.

Även om grunden för att studera gener dök upp på 1850-talet och under hela 1800-talet ignorerades den till stor del fram till början av 1900-talet.

Mänsklig egenskaper är specifika egenskaper som identifierar individer. Föräldrarna skickar ner dessa genom sina gener. Några lätt att identifiera mänskliga egenskaper är höjd, ögonfärg, hårfärg, hårtyp, örsnibfästning och tungvalsning. När du jämför

Till exempel är ett dominerande drag, såsom brunt hår, vanligare i befolkningen, medan ett recessivt drag, som rött hår, är mindre vanligt. Men inte alla dominerande egenskaper är vanliga.

Om du ska studera genetik måste du förstå förhållandet mellan DNA och ärftligegenskaper.

Cellerna i de flesta levande organismer har DNA, vilket är det ämne som utgör dina gener. När celler reproducerar kan de passera ner DNA-molekylen eller genetisk information till nästa generation. Till exempel har dina celler det genetiska material som avgör om du har blont hår eller svart hår.

Din genotyp är gener inuti cellerna, medan din fenotyp är de fysiska egenskaper som är synliga och påverkade av både gener och miljö.

Det finns variationer mellan generna, så DNA-sekvenser skiljer sig åt. Genetisk variation gör människor unika, och det är ett viktigt begrepp i naturligt urval eftersom gynnsamma egenskaper är mer benägna att överleva och förmedla.

Även om identiska tvillingar har samma DNA kan deras genuttryck variera. Om en tvilling får mer näring än den andra får han eller hon kanske högre trots att de har samma gener.

Inledningsvis förstod folk ärftlighet ur ett reproduktivt perspektiv. De räknade ut grundläggande begrepp, som att pollen och pistiller från växter liknar människans ägg och spermier.

Trots uppfödning av hybridkors i växter och andra arter förblev genetik ett mysterium. Under många år trodde de att blod överförde ärftlighet. Till och med Charles Darwin trodde att blodet var ansvarigt för ärftligheten.

På 1700-talet skrev Carolus Linné och Josef Gottlieb Kölreuter om att korsa olika växtarter och upptäckte att hybriderna hade mellanliggande egenskaper.

Gregor Mendels arbete på 1860-talet hjälpte till att förbättra förståelsen för hybridkorsningar och arv. Han motbevisade etablerade teorier, men hans arbete förstods inte helt efter publicering.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries och Carl Erich Correns återupptäckte Mendels verk i början av 1900-talet. Var och en av dessa forskare studerade växthybrider och nådde liknande slutsatser.

Genetik är studiet av biologiskt arv, och Gregor Mendel anses vara sin far. Han etablerade ärftlighetens nyckelbegrepp genom att studera ärtplantor. Ärftliga element är gener och egenskaper är specifika egenskaper, såsom blommans färg.

Ofta kallad Mendelianskt arv, hans resultat etablerade förhållandet mellan gener och egenskaper.

Mendel fokuserade på sju egenskaper hos ärtplantor: höjd, blommafärg, ärtfärg, ärtform, podform, podfärg och blomposition. Ärtor var bra testpersoner eftersom de hade snabba reproduktionscykler och var lätta att odla. Efter att han hade etablerat renrasiga ärter kunde han korsa dem för att göra hybrider.

Han drog slutsatsen att egenskaper som podform var ärftliga element eller gener.

Alleler är de olika formerna av en gen. Genetiska variationer som mutationer är ansvariga för att skapa alleler. Skillnader i DNA-baspar kan också ändra funktion eller fenotyp. Mendels slutsatser om alleler blev grunden för två stora arvslagar: de lag om segregering och den lag om oberoende sortiment.

Lagen om segregering säger att allelpar skiljer sig när könsceller bildas. Lagen om oberoende sortiment anger att alleler från olika gener sorterar oberoende.

Alleler finns i antingen dominerande eller recessiva former. Dominanta alleler är uttryckta eller synliga. Till exempel är bruna ögon dominerande. Å andra sidan, recessiva alleler är inte alltid uttryckta eller synliga. Till exempel är blå ögon recessiva. För att en person ska ha blå ögon måste han eller hon ärva två alleler för det.

Det är viktigt att notera att dominerande egenskaper inte alltid är vanliga i en befolkning. Ett exempel på detta är vissa genetiska sjukdomar, såsom Huntingtons sjukdom, som orsakas av en dominerande allel men inte vanligt i befolkningen.

Eftersom det finns olika typer av alleler har vissa organismer två alleler för ett enda drag. Homozygot betyder att det finns två identiska alleler för en gen, och heterozygot betyder att det finns två olika alleler för en gen. När Mendel studerade sina ärtplantor fann han att F₂ generation (barnbarn) hade alltid ett förhållande 3: 1 i sina fenotyper.

Detta innebär att den dominerande egenskapen visade sig tre gånger oftare än den recessiva.

Punnett rutor kan hjälpa dig att förstå homozygot vs. heterozygotiska kors och heterozygot vs. heterozygota kors. Men inte alla korsningar kan beräknas med hjälp av Punnett-rutor på grund av deras komplexitet.

Uppkallad efter Reginald C. Punnett, diagrammen kan hjälpa dig att förutsäga fenotyper och genotyper för avkomma. Rutorna visar sannolikheten för vissa korsningar.

Mendels övergripande resultat visade att gener överför ärftlighet. Varje förälder överför hälften av sina gener till avkomman. Föräldrar kan också ge olika uppsättningar gener till olika avkommor. Till exempel har identiska tvillingar samma DNA, men syskon inte.

Mendels arbete var korrekt men förenklat, så modern genetik har hittat fler svar. För det första kommer egenskaper inte alltid från en enda gen. Flera gener kontrollerar polygena egenskaper, såsom hårfärg, ögonfärg och hudfärg. Det betyder att mer än en gen är ansvarig för att du har brunt eller svart hår.

En gen kan också påverka flera egenskaper. Detta är pleiotropioch gener kan kontrollera orelaterade egenskaper. I vissa fall är pleiotropi kopplat till genetiska sjukdomar och störningar. Till exempel är sigdcellanemi en ärftlig genetisk störning som påverkar de röda blodkropparna genom att göra dem halvmåneformade.

Förutom att påverka de röda blodkropparna påverkar störningen blodflödet och andra organ. Detta innebär att det påverkar flera egenskaper.

Mendel trodde att varje gen bara hade två alleler. Det kan dock finnas många olika alleler av en gen. Flera alleler kan kontrollera en gen. Ett exempel på detta är pälsfärg på kaniner. Ett annat exempel är ABO-blodgruppssystemet hos människor. Människor har tre alleler för blod: A, B och O. A och B dominerar över O, så de är kodominant.

Fullständig dominans är det mönster som Mendel beskrev. Han såg att en allel var dominerande medan den andra var recessiv. Den dominerande allelen var synlig eftersom den uttrycktes. Fröform i ärtplantor är ett exempel på fullständig dominans; de runda fröallelerna är dominerande över de skrynkliga.

Genetik är dock mer komplex och fullständig dominans sker inte alltid.

I ofullständig dominans, en allel är inte helt dominerande. Snapdragons är ett klassiskt exempel på ofullständig dominans. Detta innebär att avkommans fenotyp verkar ligga mellan fenotypen hos de två föräldrarna. När en vit snapdragon och en röd snapdragon ras kan de ha rosa snapdragons. När du korsar dessa rosa snapdragons är resultaten röda, vita och rosa.

I kodominans, båda allelerna uttrycks lika. Till exempel kan vissa blommor vara en blandning av olika färger. En röd blomma och en vit blomma kan ge avkommor med en blandning av röda och vita kronblad. Föräldrarnas två fenotyper uttrycks båda, så avkomman har en tredje fenotyp som kombinerar dem.

Vissa kors kan vara dödliga. A dödlig allel kan döda en organism. På 1900-talet upptäckte Lucien Cuenót att när han korsade gula möss med bruna möss, var avkomman brun och gul.

Men när han korsade två gula möss hade avkomman ett förhållande 2: 1 istället för 3: 1-förhållandet som Mendel fann. Det fanns två gula möss för en brun mus.

Cuenót fick reda på att gul var den dominerande färgen, så dessa möss var heterozygoter. Cirka en fjärdedel av mössen uppfödda från att korsa heterozygoterna dog emellertid under embryonstadiet. Det var därför som förhållandet var 2: 1 istället för 3: 1.

Mutationer kan orsaka dödliga gener. Även om vissa organismer kan dö i fosterstadierna, kan andra kanske leva i flera år med dessa gener. Människor kan också ha dödliga alleler, och flera genetiska störningar är kopplade till dem.

Hur en levande organism visar sig beror på både dess ärftlighet och miljö. Till exempel är fenylketonuri (PKU) en av de genetiska störningar som människor kan ärva. PKU kan orsaka intellektuella funktionshinder och andra problem eftersom kroppen inte kan bearbeta aminosyran fenylalanin.

Om du bara tittar på genetiken skulle du förvänta dig att en person med PKU alltid skulle ha en intellektuell funktionsnedsättning. Men tack vare tidig upptäckt hos nyfödda är det möjligt för människor att leva med PKU på en diet med låg proteinhalt och aldrig utveckla allvarliga hälsoproblem.

När man tittar på både miljöfaktorer och genetik är det möjligt att se hur en person lever kan påverka genuttryck.

Hortensior är ett annat exempel på påverkan på miljön på gener. Två hortensiaväxter med samma gener kan ha olika färger på grund av jordens pH. Sura jordar skapar blå hortensior, medan alkaliska jordar gör rosa. Jordnäringsämnen och mineraler påverkar också färgen på dessa växter. Till exempel måste blå hortensior ha aluminium i jorden för att bli denna färg.

Även om Gregor Mendels studier skapade grunden för mer forskning har modern genetik gjort det utvidgade sina resultat och upptäckte nya arvsmönster, såsom ofullständig dominans och kodominans.

Att förstå hur gener är ansvariga för fysiska egenskaper som du kan se är en avgörande aspekt av biologin. Från genetiska störningar till växtförädling kan ärftlighet förklara många frågor som människor ställer om världen omkring dem.