Teorija biološke dedovanja in koncepti, kako se prenaša, primeri

The Biološko dedovanje To je postopek, s katerim potomci celice ali organizma prejmejo genetsko doto svojih staršev. Študija genov in kako se ti prenašajo iz ene generacije v drugo, je področje preučevanja dedovanja genetike.

Dedovanje je mogoče opredeliti kot podobnost med starši in njihovimi potomci, vendar ta izraz zajema tudi razlike, ki so povezane z genetsko variacijo, ki se pojavijo med razmnoževanjem.

Labod in njegova mlada (podoba Hans Benn na www.Pixabay.CO)

Biološko dedovanje je eden najpomembnejših lastnosti živih celic in torej večceličnih organizmov, saj pomeni sposobnost prenosa lastnosti in značilnosti, ki jih določajo zaporedne generacije, ki sodelujejo s prilagodljivimi in naravnimi mehanizmi selekcije.

Številni avtorji so iz mnenja, da se je človek poznal, so osnovni koncepti biološke dedovanja že tisoč let, ko so se začeli procesi udomačevanja rastlin in živali in izbrali značilnosti, ki jih je menil bo ohranil te značilnosti.

Vendar je naše trenutno razumevanje fizičnih in molekulskih temeljev dedovanja razmeroma nedavno, saj jih ni bilo razjasnjeno do začetka 20. stoletja, ko je znanstvena skupnost našla kromosomsko teorijo o dedovanju.

Kljub zgoraj navedenemu so načela dedovanja lastnosti ali likov z nekaj globine analizirali Gregorio Mendel, ki trenutno velja za "oče dedovanja".

Pomembno je omeniti, da so bila pred in po formulaciji te kromosomske teorije dedovanja številna druga odkritja transcendentalnega pomena za naše sodobno razumevanje genetike živih bitij. Med njimi bi lahko med drugim omenili izolacijo in karakterizacijo nukleinskih kislin, odkrivanje in preučevanje kromosomov.

[TOC]

Teorija biološke dedovanja

Gregor Mendel

Osnovne temelje dedovanja je sprva predlagal avstrijski menih Gregorio Mendel (1822-1884) leta 1856.

Mendel je na podlagi eksperimentov, ki jih je izvedel s križi rastlin graha.

Mendelov grah in njihove značilnosti (vir: Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

To je postavilo temelje za razumevanje sodobne genetike, saj je bilo izvedeno, da je bil razlog za dednost likov posledica fizičnega prenosa genov v kromosomih z razmnoževanjem (spolni ali aseksualni).

Glede na rezultate, ki jih je pridobil, je Mendel oblikoval "zakone dedovanja", ki trenutno veljajo za nekatere znake:

Vam lahko služi: kaj je recesivnost? (S primeri)

- Zakon o segregaciji: trdi, da imajo geni "alternativne" oblike, znane kot alele in to neposredno vpliva na fenotip (vidne značilnosti).

- Zakon neodvisne dedovanja: pomeni, da je dedovanje ene značilnosti neodvisno od drugega, čeprav to ne velja za številne značilnosti.

Thomas Morgan leta 1908, ki je preučeval genetiko sadne muhe, Drosophila melanogaster, Pokazal je, da je prišlo do dedovanja fenotipov, kot je prej opisal Mendel. Poleg tega je on razjasnil, da so se enote dedovanja (geni) prenašale s kromosomi.

Tako in zahvaljujoč sodelovanju mnogih drugih raziskovalcev danes vemo, da je biološko dedovanje dano zahvaljujoč prenosu dednih enot, ki jih vsebujejo kromosomi, bodisi v avtosomnih, spolnih ali plastidičnih kromosomih (v evkarioti).

Izraz ali videz specifičnega fenotipa je odvisen od značilnosti genotipa (prevlada in recesivnost).

Osnovni koncepti

Da bi razumeli, kako delujejo mehanizmi biološkega dedovanja, je treba razumeti nekatere temeljne koncepte.

Čeprav niso vse podedovane značilnosti posledica nukleotidnega zaporedja, ki sestavlja DNK vsakega organizma, ko se nanašamo na biološko dedovanje, na splošno govorimo o prenosu informacij, ki jih vsebuje gene.

Gen

Nato je gen opredeljen kot temeljna fizična enota dedovanja in je dokončno zaporedje DNK, ki vsebuje vse potrebne informacije za izražanje neke značilnosti ali značilnosti v živem bitju.

Alele

Geni imajo lahko več kot en način, produkt majhnih različic v zaporedju, ki jih označuje; Alternativne oblike istega gena so znane kot aleli.

Običajno so aleli opredeljeni v skladu s fenotipskimi značilnostmi, ki se dajejo in v populaciji je običajno najti več alelov za isti gen.

DNK, geni in kromosomi (vir: Thomas Schettssssser [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Sesalec, na primer, od staršev podeduje dva alela vsakega gena, eden prihaja od njegove matere, drugega pa od očeta. Da se alel genotipa, ki je vedno izražen v fenotipu, imenuje prevladujoči alel, medtem ko je tisti, ki ostane "tihi" (katerega opazimo fenotipske značilnosti) znan kot recesivni alel.

V nekaterih primerih se lahko izrazita oba alela, kar ustvarja videz vmesnega fenotipa, zato jih skupaj imenujemo kokodominantni aleli skupaj.

Homozigoza in heterozigoza

Ko posameznik podeduje dva alela svojih staršev, naj bosta dva prevladujoča ali recesivna, je znano, gensko gledano kot homozigotno za takšne alele. Ko posameznik po drugi strani podeduje dva različna alela, enega prevladujočega in drugega recesivnega, se za takšne alele imenuje heterorozno.

Vam lahko služi: Simpleiomorphy

Kromosomi

Geni prokariotskih in evkariontskih organizmov najdemo v strukturah, znanih kot kromosomi. V prokariotih celicah, ki nimajo jedra, običajno obstaja samo en kromosom; To je sestavljeno iz DNK, povezane z nekaterimi beljakovinami, ima krožno obliko in je izjemno vpisan.

Evkarioti, celice, ki imajo jedro, imajo enega ali več kromosomov, odvisno od vrste, in jih je sestavljen iz materiala, imenovanega kromatin. Kromatin vsakega kromosoma je sestavljen iz molekule DNA, ki je tesno povezana s štirimi vrstami beljakovin, imenovanih histoni, ki olajšajo njegovo stiskanje znotraj jedra.

V evkariotih je več kot ena vrsta kromosoma. Obstajajo jedrski, mitohondrijski in kloroplastididi (omejeni na fotosintetske organizme). Jedrski kromosomi so avtosomski in spolni (tisti, ki določajo spol).

Ploid

Ploidna v celotnem številu "iger" kromosomov, ki jih ima celica. Človeška bitja, na primer, tako kot vsi sesalci in veliko število živali, imajo dve igri kromosomov, eno od očeta in eno od matere, zato se o njihovih celicah reče diploid.

Haploidi in poliploidi

Tisti posamezniki in/ali celice, ki imajo eno samo kromosomi, so znani kot haploidi, medtem ko so organizmi, ki imajo več kot dve kromosomski igri, skupaj poliploidi (triploidi, tetraploidi, heksaploidi in tako naprej).

Gamete

V organizmih s spolno reprodukcijo se to zgodi zahvaljujoč zlitju dveh specializiranih celic, ki ju proizvajata dva različna posameznika: "moški" in "samica". Te celice so gamete; Moški proizvajajo spermo (živali) ali mikrospore (rastline) in samice proizvajajo ovule ali ovocélules.

Običajno je kromosomska obremenitev seksualnih celic (gamete) haploidna, to je, da se te celice proizvajajo prek celične delitve, kar pomeni zmanjšanje števila kromosomov.

Genotip

V živem organizmu genotip opisuje nabor genov (z ustreznimi aleli), ki jih kodirajo za določeno značilnost ali značilnosti, ki jih od drugih razlikuje po določeni funkciji ali zaporedju. Nato genotip predstavlja alelno ustavo posameznika.

Čeprav je na splošno rečeno, da je genotip tisto, kar ima za posledico fenotip, je pomembno upoštevati, da obstaja veliko okoljskih in epigenetskih dejavnikov, ki lahko pogojujejo videz fenotipa.

Fenotip

Fenotip dobesedno pomeni "prikazana oblika". Številna besedila ga definirajo kot niz vidnih značilnosti organizma, ki so posledica izražanja njegovih genov (genotipa) in njene interakcije z okoliškim okoljem.

Večina fenotipov je produkt usklajenega delovanja več kot enega gena in isti gen lahko sodeluje pri vzpostavljanju več kot enega specifičnega fenotipa.

Vam lahko služi: dihíbrido križ

Kako je genetska dedovanje?

Prenos genov potomcev proti njihovim potomcem se zgodi v celičnem ciklu z mitozo in mejozo.

V prokariotih, kjer se razmnoževanje zgodi predvsem z binarno biparticijo ali cepljenjem, se geni prenašajo iz celice v svoje potomce s pomočjo natančne kopije kromosoma, ki je ločena proti hčerinski celici, preden se zgodi delitev.

Ploricelični evkarioti, za katere je na splošno značilno, da imajo dve vrsti celic (somatska in spolna), imajo dva mehanizma za prenos ali gensko dedovanje.

Somatske celice, pa tudi enostavnejši enocelični organizmi, če jih razdelimo z mitozo, kar pomeni, da podvojijo svojo kromosomsko vsebnost in izločajo kopije proti hčerinskim celicam. Te kopije so običajno natančne, zato so značilnosti novih celic enakovredne lastnosti "staršev".

Spolne celice igrajo temeljno vlogo za spolno reprodukcijo večceličnih organizmov. Te celice, znane tudi kot gamete, proizvaja mejoza, kar pomeni celično delitev s sočasnim zmanjševanjem kromosomske obremenitve (so haploidne celice).

S pomočjo spolne reprodukcije dva posameznika prenašata svoje gene iz ene generacije v drugo, ko združita svoje haploidne gametične celice in tvorita novega diploidnega posameznika, ki deli značilnosti obeh staršev.

Primeri dedovanja

Klasični primeri biološkega dedovanja, ki se uporabljajo v didaktičnih besedilih za razlago tega procesa, temeljijo na različnih "modelnih" organizmih.

Sadna muha (D. Melanogaster) Na primer, eden od študijskih modelov za živali, ki jih uporablja Thomas Morgan, ima ponavadi rdeče oči. Vendar je Morgan med svojimi poskusi našel moškega z belimi očmi in ga prekrižal z rdečo žensko.

Vinska mušica. Drosophila melanogaster. Vzeto in urejeno od: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Glede na dejstvo, da je fenotip "rdeče oči" prevladujoče pri tej vrsti, so rezultat prve generacije omenjenega prehoda sestavljali rdeči posamezniki. Naslednji križi med posamezniki prve generacije (F1) so povzročili generacijo F2, v kateri sta se pojavila oba fenotipa.

Ker so se bele oči v F2 pojavile le v deležu, ki je blizu 50% moških, je Morgan pomenil, da gre za "dedovanje, povezano s spolnim kromosomom".

Reference

1. Gardner, J. In., Simmons, j. In., & Snustad, D. Str. (1991). Glavno genetskega. 8 '"izdaja. John Wiley in sinovi.
2. Henderson, m. (2009). 50 idej za genetiko, ki jih resnično morate vedeti. Quercus knjige.
3. Salomon, e. Str., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologija (9. izd.). Brooks/Cole, Cengage Learning: ZDA.
4. Suzuki, d. T., & Griffiths, a. J. (1976). Uvod v genetsko analizo. WH Freeman in družba.
5. Watson, J. D. (2004). Molekularna biologija gena. Pearson Education India