Спадковість: визначення, фактор, типи та приклади

Коли батьки з блакитними очима та батьки з карими очима передають генам кольору очей своє потомство, це приклад спадковості.

Діти успадковують гени, з яких складаються дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) від батьків, і вони можуть мати блакитні або карі очі. Однак генетика є складною, і більше одного гена відповідає за колір очей.

Так само багато генів визначають інші риси, такі як колір волосся або зріст.

Спадковість - це дослідження того, як батьки передають свої риси своїм нащадкам генетика. Існувало багато теорій про спадковість, і загальні поняття спадковості з'явилися до того, як люди повністю зрозуміли клітини.

Однак сучасна спадковість і генетика - нові сфери.

Незважаючи на те, що основа для вивчення генів з'явилася в 1850-х роках і протягом XIX століття, вона в основному ігнорувалася до початку 20 століття.

Людина риси є специфічними характеристиками, що ідентифікують осіб. Батьки передають їх через свої гени. Деякі легкі для ідентифікації риси людини - це зріст, колір очей, колір волосся, тип волосся, прикріплення мочки вуха та мотування язика. Коли порівнюєш

Наприклад, така домінантна ознака, як каштанове волосся, частіше зустрічається серед населення, тоді як рецесивна ознака, наприклад, руде волосся, зустрічається рідше. Однак не всі домінантні риси є загальними.

Якщо ви збираєтеся вивчати генетику, ви повинні розуміти взаємозв'язок між ДНК і успадковуєтьсяриси.

Клітини більшості живих організмів мають ДНК, яка є речовиною, з якої складаються ваші гени. Коли клітини розмножуються, вони можуть передавати молекулу ДНК або генетична інформація до наступного покоління. Наприклад, ваші клітини мають генетичний матеріал, який визначає, чи є у вас світле волосся або чорне волосся.

Ваш генотип - гени всередині клітин, тоді як ваш фенотип - це фізичні риси, які видно і під впливом як генів, так і середовища.

Існують варіації між генами, тому послідовності ДНК відрізняються. Генетична варіація робить людей унікальними, і це є важливою концепцією природного відбору, оскільки сприятливі характеристики, швидше за все, виживають і передаються.

Хоча однояйцеві близнюки мають однакову ДНК, експресія їх генів може змінюватися. Якщо один близнюк отримує більше їжі, ніж інший, він або вона можуть бути вище, незважаючи на однакові гени.

Спочатку люди розуміли спадковість з репродуктивної точки зору. Вони з'ясували основні поняття, такі як пилок та маточки рослин, подібні до яйцеклітини та сперми людини.

Незважаючи на розведення гібридних схрещувань у рослин та інших видів, генетика залишалася загадкою. Багато років вони вірили, що кров передає спадковість. Навіть Чарльз Дарвін вважав, що кров відповідальна за спадковість.

У 1700-х роках Каролус Лінней та Йозеф Готліб Кельройтер писали про схрещування різних видів рослин і виявили, що гібриди мають проміжні характеристики.

Робота Грегора Менделя у 1860-х рр. допомогли поліпшити розуміння гібридні схрещування і спадкування. Він спростував усталені теорії, але його робота не була повністю зрозумілою після публікації.

На початку 20 століття Еріх Чермак фон Сейзенегг, Уго де Фріз та Карл Еріх Корренс знову відкрили для себе роботи Менделя. Кожен із цих вчених вивчав рослинні гібриди і дійшов подібних висновків.

Генетика - це вивчення біологічного успадкування, і Грегор Мендель вважається її батьком. Ключові поняття спадковості він встановив, вивчаючи рослини гороху. Спадкові елементи - це гени, а ознаки - це специфічні характеристики, такі як колір квітки.

Часто телефонують Спадкування Менделя, його висновки встановили взаємозв'язок між генами та ознаками.

Мендель зосередився на семи характеристиках рослин гороху: висоті, кольорі квітки, кольорі гороху, формі гороху, формі стручка, кольорі стручка та положенні квітки. Горох був хорошим випробуваним, оскільки мав швидкі репродуктивні цикли і його легко вирощувати. Після встановлення ліній чистого розмноження гороху він зміг їх схрещувати для отримання гібридів.

Він дійшов висновку, що такі риси, як форма стручка, є спадковими елементами або генами.

Алелі - це різні форми гена. Генетичні варіації, такі як мутації, відповідають за створення алелей. Відмінності в парах основ ДНК також можуть змінювати функції або фенотип. Висновки Менделя про алелі стали основою для двох основних законів спадкування: закон сегрегації та закон незалежного асортименту.

Закон сегрегації передбачає, що пари алелів розділяються, коли утворюються гамети. Закон незалежного асортименту говорить про те, що алелі з різних генів сортуються незалежно.

Алелі існують як у домінантній, так і в рецесивній формі. Домінантні алелі виражені або видимі. Наприклад, карі очі є домінуючими. З іншої сторони, рецесивні алелі не завжди виражені або видимі. Наприклад, блакитні очі є рецесивними. Щоб людина мала блакитні очі, вона повинна успадкувати два алелі для цього.

Важливо зазначити, що домінантні риси не завжди є загальними для популяції. Прикладом цього є певні генетичні захворювання, такі як хвороба Хантінгтона, яка спричинена домінантним алелем, але не поширена серед населення.

Оскільки існують різні типи алелей, деякі організми мають два алелі для однієї ознаки. Гомозиготний означає, що є два однакові алелі для одного гена, і гетерозиготний означає, що існує два різні алелі для гена. Коли Мендель вивчав свої рослини гороху, він виявив, що F₂ покоління (онуки) у своїх фенотипах завжди мали співвідношення 3: 1.

Це означає, що домінантна ознака виявляється втричі частіше, ніж рецесивна.

Квадрати Паннета може допомогти вам зрозуміти гомозиготну проти гетерозиготні схрещування та гетерозиготні vs. гетерозиготні хрести. Однак не всі хрести можна обчислити за допомогою квадратів Паннета через їх складність.

Названий на честь Реджинальда К. Punnett, діаграми можуть допомогти вам передбачити фенотипи та генотипи для нащадків. Квадрати показують ймовірність певних схрещувань.

Загальні висновки Менделя показали, що гени передають спадковість. Кожен батько передає нащадкам половину своїх генів. Батьки також можуть давати різні набори генів різному потомству. Наприклад, однояйцеві близнюки мають однакову ДНК, а брати та сестри - ні.

Робота Менделя була точною, але спрощеною, тому сучасна генетика знайшла більше відповідей. По-перше, ознаки не завжди походять від одного гена. Контроль кількох генів полігенні риси, такі як колір волосся, колір очей і колір шкіри. Це означає, що більше одного гена відповідає за те, що у вас каштанове або чорне волосся.

Один ген також може впливати на різні характеристики. Це є плейотропія, а гени можуть контролювати неспоріднені ознаки. У деяких випадках плейотропія пов’язана з генетичними захворюваннями та розладами. Наприклад, серповидноклітинна анемія є спадковим генетичним розладом, який вражає еритроцити, роблячи їх у формі півмісяця.

Окрім впливу на еритроцити, розлад впливає на кровотік та інші органи. Це означає, що це впливає на кілька рис.

Мендель вважав, що кожен ген має лише два алелі. Однак може бути багато різних алелів гена. Кілька алелів можуть контролювати один ген. Прикладом цього є колір шерсті у кроликів. Інший приклад - система групи крові АВО у людини. У людей є три алелі крові: А, В і О. A і B є домінуючими над O, так вони є кодомінант.

Повне домінування - це модель, яку описав Мендель. Він побачив, що один алель був домінуючим, а другий - рецесивним. Домінантний алель був помітний, оскільки він був експресований. Форма насіння в рослинах гороху є прикладом повного домінування; круглі насінні алелі домінують над зморшкуватими.

Однак генетика є більш складною, і повне домінування трапляється не завжди.

В неповне домінування, один алель не є повністю домінуючим. Snapdragons є класичним прикладом неповного домінування. Це означає, що фенотип потомства, здається, знаходиться між фенотипом двох батьків. Коли породжуються білий та червоний змії, вони можуть мати рожеві. Коли ви перетинаєте ці рожеві Snapdragons, результати червоний, білий і рожевий.

В кодомінація, обидва алелі виражаються однаково. Наприклад, деякі квіти можуть бути сумішшю різних кольорів. Червона квітка та біла квітка можуть дати потомство з поєднанням червоних та білих пелюсток. Обидва фенотипи батьків виражені, тому у нащадків є третій фенотип, який поєднує їх.

Певні хрести можуть бути смертельними. A летальний алель може вбити організм. У 1900-х Люсьєн Куено виявив, що коли він схрещував жовтих мишей з коричневими мишами, потомство було коричневим і жовтим.

Однак, коли він схрестив двох жовтих мишей, потомство мало співвідношення 2: 1 замість співвідношення 3: 1, яке виявив Мендель. На одну коричневу мишу було дві жовті миші.

Куено з'ясував, що жовтим є домінуючим кольором, тому ці миші були гетерозиготами. Однак приблизно четверта частина мишей, виведених при перетині гетерозигот, загинула під час ембріональної стадії. Ось чому співвідношення становило 2: 1 замість 3: 1.

Мутації можуть спричинити летальні гени. Хоча деякі організми можуть загинути на стадії зародка, інші можуть жити роками з цими генами. Люди також можуть мати летальні алелі, і з ними пов’язано кілька генетичних розладів.

Те, як вийде живий організм, залежить як від його спадковості, так і від оточення. Наприклад, фенілкетонурія (ФКУ) є одним із генетичних порушень, які люди можуть успадкувати. ФКУ може спричинити інтелектуальні вади та інші проблеми, оскільки організм не може переробити амінокислоту фенілаланін.

Якщо ви подивитесь лише на генетику, ви могли б очікувати, що людина з ФКУ завжди матиме інтелектуальні вади. Однак завдяки ранньому виявленню новонароджених люди можуть жити з ФКУ на дієті з низьким вмістом білка і ніколи не мати серйозних проблем зі здоров’ям.

Якщо поглянути як на фактори навколишнього середовища, так і на генетику, можна побачити, як живе людина, може вплинути на експресію генів.

Гортензії - ще один приклад вплив на навколишнє середовище на гени. Дві рослини гортензії з однаковими генами можуть мати різний колір через рН ґрунту. Кислі грунти створюють сині гортензії, а лужні - рожеві. Поживні речовини та мінерали в грунті також впливають на колір цих рослин. Наприклад, сині гортензії повинні мати алюміній у ґрунті, щоб набути такого кольору.

Хоча дослідження Грегора Менделя створили основу для подальших досліджень, сучасна генетика має розширив свої знахідки та відкрив нові схеми успадкування, такі як неповне домінування та кодомінація.

Розуміння того, як гени відповідають за фізичні риси, які ви можете бачити, є вирішальним аспектом біології. Від генетичних порушень до розведення рослин спадковість може пояснити багато питань, які люди задають про навколишній світ.