Съдържание
- Мендел: Началото на разбирането на генетиката
- Основите на наследствените черти
- Менделианското наследяване: доминиращи и рецесивни черти
- Не-Менделско наследяване
- Кодоминация: Примери в природата
- Кръвни типове: пример
- Повече за непълното господство срещу кодоминацията
Едва в средата на 19 век някой е провеждал това, което би се оказало убедителна и неопровержима работа в механизмите, залегнали в човешката генетика, както в краткосрочен план (наследство, или предаване на черти от родители към потомство) и в дългосрочен план (еволюция или изместване на алелните честоти на дадено население над стотици, хиляди или дори милиони поколения).
В средата на 1800 г. в Англия биолог на име Чарлз Дарвин беше зает с подготовката да публикува основните си открития в областите на естествен подбор и слизане с модификация, понятия, които сега са на върха на всеки терминологичен списък на учените за живота, но по това време са били навсякъде между неизвестно и противоречиво.
Мендел: Началото на разбирането на генетиката
В същото време млад австрийски монах с богата на науката формална образователна подготовка, сериозен опит в градинарството и свръхестествено ниво на търпение на име Грегор Мендел комбинира тези активи, за да създаде редица важни хипотези и теории, които развиват науките за живота чрез огромен скок практически за една нощ, сред които законът за сегрегация и законът за независимия асортимент.
Мендел е най-известен с въвеждането на идеята за гениили молекулни инструкции, съдържащи се в ДНК (Дезоксирибонуклеинова киселина), отнасящи се до дадена физическа черта, и алели, които са различни версии на един и същ ген (обикновено всеки ген има два алела).
Чрез своите сега известни експерименти с грахови растения, той произвежда концепциите за доминиращи и рецесивни алели и понятията за фенотип и генотип.
Основите на наследствените черти
Прокариоти, които са едноклетъчни организми като бактерии, възпроизвеждат асексуално, като правят точни копия от себе си, използвайки процес, наречен бинарно делене, Резултатът от прокариотното възпроизвеждане са две дъщерни клетки, които са генетично идентични на родителската клетка и една на друга. Тоест, потомството на прокариоти, при липса на генетични мутации, са просто копия един на друг.
За разлика от това еукариотите са организми, които се възпроизвеждат сексуално в процеса на делене на клетките на митоза и смекчен изрази включват растения, животни и гъби. Всяко дъщерно обаждане получава половината от генетичния си материал от единия родител и половината от другия, като всеки родител допринася произволно избран алел от всеки от своите гени към генетичния микс на потомството чрез гамети или полови клетки, произведени в мейоза.
(При хората мъжкият произвежда гамети, наречени сперматозоиди и женската създава яйчни клетки.)
Менделианското наследяване: доминиращи и рецесивни черти
Обикновено един алел е доминиращ над другия и напълно маскира присъствието си на нивото на изразени или видими черти.
Например в граховите растения са кръгли семена доминантен над набръчкани семена, защото ако дори едно копие на кода на алела за кръглата черта (представена с главна буква, в този случай R) присъства в ДНК на растенията, алелът, кодиращ набръчканата черта, няма ефект, въпреки че може да бъде предаден към следващото поколение растения.
Генотип на организми за даден ген е просто комбинацията от алели, които имат този ген, например, RR (резултат от двете родителски гамети, съдържащи "R") или rR (резултатът на една гамета, допринасяща за "r", а другата "R").Фенотипът на организмите е физическото проявление на този генотип (например кръгъл или набръчкан).
Ако растение с генотип Rr се пресече със себе си (растенията могат да се самоопрашват, удобна способност да има, когато локомоцията не е опция), четирите възможни генотипа на полученото потомство са RR, rR, Rr и rr. Тъй като две копия на рецесивен алел трябва да присъстват, за да може да се изрази рецесивният белег, само "rr" потомството има набръчкани семена.
Когато генотип на организми за характеристика се състои от два от едни и същи алели (например RR или rr), организмът се казва от хомозиготни за тази черта („хомо-“ означава „същото“). Когато присъства един от всеки алел, организмът е хетерозиготни за тази черта („хетеро-“ означава „друго“).
Не-Менделско наследяване
Както при растенията, така и при животните, не всички гени се подчиняват на гореспоменатата доминантно-рецесивна схема, което води до различни форми на немеделско наследяване. Двете форми с голямо генетично значение са непълно господство и codominance.
в непълно господство, хетерозиготно потомство показват фенотипи, междинни между хомозиготната доминантна и хомозиготна рецесивна форми.
Например, в четирицветното цвете, червеното (R) е доминиращо над бялото (r), но потомството на Rr или rR не са червени цветя, както би било в Менделска схема. Вместо това те са розови цветя, сякаш цветовете на родителските цветя са били смесени като бои върху палитра.
в codominance, всеки алел упражнява еднакво влияние върху получения фенотип. Вместо да се смесва чертите обаче, всеки черта се изразява напълно, но в различни части на организма. Въпреки че това може да изглежда объркващо, примерите за кодоминация са достатъчни, за да илюстрират явлението, както ще видите моментално.
Кодоминация: Примери в природата
Несъмнено сте забелязали различни животни, които имат ивици или петна по козината или кожата си, като зебри и леопарди. Това е архетипен пример за кодоминация.
Ако граховите растения се придържат към кодоминантна схема, всяко дадено растение с генотип Rr би имало смес от гладък грах и набръчкан грах, но не междинни, т.е., грах с кръгла форма, но без бръчки.
Последният сценарий би показал непълно господство и всички грах биха имали еднаква форма; чисто кръгъл и чисто набръчкан грах нямаше да се забележи никъде по растението.
Човешките кръвни групи служат като чудесен пример за кодоминация. Както може би знаете, човешките кръвни групи могат да бъдат класифицирани като A, B, AB или O.
Те се получават от всеки родител, който допринася или за "А" повърхностен протеин от червени кръвни клетки, "В" протеин или без протеин, който е означен с "О." По този начин възможните генотипове в човешката популация са AA, BB, AB (това би могло да се напише и „BA“, тъй като функционалният резултат е същият и кой родител допринася кой алел е без значение), AO, BO или OO. (Важно е да се признае, че докато A и B протеините са кодоминантни, О не е алел, а наистина отсъствието на такъв, така че не е етикетиран по същия начин.)
Кръвни типове: пример
Тук можете сами да разработите различните комбинации от генотип-фенотип, забавно упражнение, когато знаете кръвната си група и сте любопитни дали вашите родители са възможни генотипове, или тези на всички деца, които може да имате.
Например, ако имате кръвна група O, и двамата ви родители трябва да са дарили "празен" за вашия геном (сумата от всичките ви гени). Това обаче не означава, че някой от вашите родители задължително има О като кръвна група, тъй като един или и двамата биха могли да имат генотип AO, OO или BO.
Следователно единствената сигурност тук е, че нито един от родителите ви не може да има кръв от тип AB.
Повече за непълното господство срещу кодоминацията
Въпреки че непълното господство и кодоминирането са очевидно подобни форми на наследяване, важно е да се има предвид разликата между смесването на черти в първото и производството на допълнителен фенотип в втория.
В допълнение, някои непълно доминиращи черти имат принос от множество гени, като човешки ръст и цвят на кожата. Това е донякъде интуитивно, защото тези черти не са обикновена смесица от родителски черти и вместо това съществуват по протежение на континуум.
Това е известно като полигенни („много гени“) наследяване, схема, която няма връзка с кодоминантността.