Sisältö
- Mendel: Genetiikan ymmärtämisen alku
- Perinnöllisten piirteiden perusteet
- Mendelian perintö: Hallitsevat ja recessiiviset piirteet
- Ei-Mendelian perintö
- Yhtenäisyys: Esimerkkejä luonnosta
- Verityypit: Esimerkki
- Lisätietoja epätäydellisestä hallitsevuudesta vs. Codominance
Vasta 1800-luvun puolivälissä kukaan suoritti sitä, mikä osoittautuisi ratkaisevaksi ja kiistämättömäksi työksi ihmisen genetiikan taustalla olevissa mekanismeissa, sekä lyhyellä aikavälillä (perintö, tai ominaisuuksien siirtyminen vanhemmilta jälkeläisiin) ja pitkällä aikavälillä (evoluutio tai muutokset tietyn populaation alleelitaajuuksissa yli satojen, tuhansien tai jopa miljoonien sukupolvien ajan).
1800-luvun puolivälissä Englannissa, biologi nimeltä Charles Darwin valmisteli kiireellisesti julkaisemaan tärkeimmät havaintonsa alueilla luonnonvalinta ja laskeutuminen muutoksella, käsitteet, jotka ovat nyt kaikkien elämäntutkijoiden terminologialistan kärjessä, mutta olivat tuolloin tuntemattomien ja kiistanalaisten välillä.
Mendel: Genetiikan ymmärtämisen alku
Samaan aikaan nuori itävaltalainen munkki, jolla on tieteellistä muodollista koulutustausta, joitain vakavia puutarhanhoitokokemuksia ja yliluonnollinen kärsivällisyystaso, nimeltään Gregor Mendel, yhdisti nämä omaisuuserät tuottaakseen useita tärkeitä hypoteeseja ja teorioita, jotka edistivät biotieteitä valtava harppaus käytännössä yhdessä yössä, muun muassa erottelulaki ja itsenäisen lajitelman laki.
Mendel tunnetaan parhaiten idean esittelijästä geenittai molekyyliohjeet, jotka sisältyvät DNA- (deoksiribonukleiinihappo) liittyvät tiettyyn fyysiseen ominaisuuteen ja alleelit, jotka ovat saman geenin eri versioita (tyypillisesti jokaisella geenillä on kaksi alleelia).
Nyt kuuluisilla hernekasveja koskevilla kokeiluillaan hän tuotti hallitsevien ja recessiivisten alleelien käsitteet ja käsitteet fenotyyppi ja genotyyppi.
Perinnöllisten piirteiden perusteet
prokaryooteissa, jotka ovat yksisoluisia organismeja, kuten bakteereja, lisääntyvät aseksuaalisesti tekemällä tarkkoja kopioita itsestään käyttämällä nimeltään menetelmää binaarifissio. Prokaryoottisen lisääntymisen tuloksena on kaksi tytärsolua, jotka ovat geneettisesti identtisiä emäsolun ja toistensa kanssa. Toisin sanoen prokaryoottien jälkeläiset ovat geneettisten mutaatioiden puuttuessa yksinkertaisesti kopioita toisistaan.
Eukaryootit sitä vastoin ovat organismeja, jotka lisääntyvät seksuaalisesti mitoosin ja meioosi, ja sisältävät kasvit, eläimet ja sienet. Jokainen tytärpuhelu saa puolet geneettisestä materiaalistaan yhdeltä vanhemmilta ja puolet toiselta, ja jokainen vanhempi myötävaikuttaa satunnaisesti valitun alleelin jokaisesta geenistään jälkeläisten geneettiseen sekoitukseen mejoosissa tuotettujen sukusolujen tai sukupuolisolujen kautta.
(Ihmisissä uros tuottaa sukusoluja, joita kutsutaan siittiösolut ja naaras luo munasolut.)
Mendelian perintö: Hallitsevat ja recessiiviset piirteet
Yleensä yksi alleeli on hallitseva toiseen nähden ja peittää sen läsnäolon täysin ilmaistujen tai näkyvien ominaisuuksien tasolla.
Esimerkiksi hernekasveissa pyöreät siemenet ovat hallitseva ryppyisten siementen yli, koska jos edes yksi kopio pyöreää ominaisuutta koodaavasta alleelista (jota edustaa iso kirjain, tässä tapauksessa R), on läsnä kasvien DNA: ssa, ryppyisen ominaisuuden koodaavalla alleelilla ei ole vaikutusta, vaikka se voidaan siirtää seuraavan sukupolven kasveihin.
Organismin genotyyppi tietylle geenille on yksinkertaisesti alleelien yhdistelmä, jolla on kyseinen geeni, esim. RR (molempien emäsolujen, jotka sisältävät "R") tai rR (yhden sukusolun tulos "r" ja toinen "R").Organismien fenotyyppi on kyseisen genotyypin fyysinen ilmenemismuoto (esim. Pyöreä tai ryppyinen).
Jos kasvi, jolla on genotyyppi Rr, risteytetään itsensä kanssa (kasvit voivat pölyyttää itse, kätevä kyky saada aikaan, kun liikkuminen ei ole vaihtoehto), tuloksena olevien jälkeläisten neljä mahdollista genotyyppiä ovat RR, rR, Rr ja rr. Koska resessiivisen alleelin on oltava läsnä kahdella kopiolla, jotta recessiivinen ominaisuus voidaan ilmaista, vain "rr" -jälkeisillä on ryppyisiä siemeniä.
Kun ominaisuuden genotyyppi eliöissä koostuu kahdesta samasta alleelista (esim. RR tai rr), organismin sanotaan homotsygoottinen tuolle piirteelle ("homo-" tarkoittaa "samaa"). Kun yksi jokaisesta alleelista on läsnä, organismi on heterotsygoottinen tuolle piirteelle ("hetero-" tarkoittaa "muuta").
Ei-Mendelian perintö
Sekä kasveissa että eläimissä kaikki geenit eivät noudata edellä mainittua dominantti-recessiivista järjestelmää, mikä johtaa erilaisiin muihin kuin Mendelian perintöihin. Kaksi tärkeimmän geneettisen merkityksen muotoa ovat epätäydellinen määräävä asema ja codominance.
Sisään epätäydellinen määräävä asema, heterotsygoottisilla jälkeläisillä on fenotyypit välituotteena homotsygoottisen hallitsevan ja homotsygoottisen taantuman muodon välillä.
Esimerkiksi neljässä kellokukassa punainen (R) on hallitseva valkoisen (r) kohdalla, mutta Rr- tai rR-jälkeläiset eivät ole punaisia kukkia, koska ne olisivat Mendelian-järjestelmässä. Sen sijaan ne ovat vaaleanpunaisia kukkia, aivan kuin vanhempien kukkavärit olisi sekoitettu kuin maalit palettiin.
Sisään codominance, jokaisella alleelilla on yhtä suuri vaikutus tuloksena olevaan fenotyyppiin. Ominaisuuksien yhtenäisen sekoittamisen sijasta kukin ominaisuus ilmenee täysin, mutta organismin eri osissa. Vaikka tämä saattaa vaikuttaa hämmentävältä, esimerkit yhteishallinnosta ovat riittäviä ilmiön havainnollistamiseksi, kuten näet hetkessä.
Yhtenäisyys: Esimerkkejä luonnosta
Et ole epäilemättä huomannut erilaisia eläimiä, joiden turkissa tai iholla on raitoja tai pilkkuja, kuten seepraa ja leopardia. Tämä on arkkityyppinen esimerkki yhteistoiminnasta.
Jos hernekasvit kiinnittyisivät kodinomallijärjestelmään, jokaisessa kasvissa, jonka genotyyppi Rr, olisi sekoitus sileitä herneitä ja ryppyisiä herneitä, mutta ei välituotteita, ts. pyöreitä, mutta ryppyisiä herneitä.
Jälkimmäinen skenaario osoittaisi epätäydellistä määräävää asemaa ja kaikilla herneillä olisi sama muoto; puhtaasti pyöreitä ja puhtaasti ryppyisiä herneitä ei olisi näkyvissä missään kasvissa.
Ihmisen verityypit ovat hyvä esimerkki yhteistoiminnasta. Kuten ehkä tiedät, ihmisen verityypit voidaan luokitella A, B, AB tai O.
Nämä tulokset johtuvat siitä, että jokainen vanhempi osallistuu joko "A" -punasolujen pintaproteiiniin, "B" -proteiiniin tai ei proteiiniin, jota nimitetään "O." Siksi mahdolliset genotyypit ihmispopulaatiossa ovat AA, BB, AB (tämä voitaisiin myös kirjoittaa "BA", koska toiminnallinen tulos on sama ja mikä vanhempi osallistuu, mikä alleeli on merkityksetöntä), AO, BO tai OO. (On tärkeää ymmärtää, että vaikka A- ja B-proteiinit ovat kodominantteja, O ei ole alleeli, vaan oikeastaan yhden puuttuu, joten sitä ei ole merkitty samalla tavalla.)
Verityypit: Esimerkki
Voit treenata täällä itsellesi erilaisia genotyyppi-fenotyyppikombinaatioita. Hauska harjoitus, kun tiedät verityylisi ja olet utelias joko vanhempiesi mahdollisiin genotyyppeihin tai mahdollisiin lapsiin.
Esimerkiksi, jos sinulla on veriryhmä O, molempien vanhempiesi on oltava lahjoittaneet "tyhjän" genomillesi (kaikkien geeniesi summa). Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että kummallakin vanhemmistasi olisi välttämättä O-veriryhmä, koska jommalla kummalla tai molemmilla voisi olla genotyyppi AO, OO tai BO.
Siksi ainoa varmuus tässä on, että kummallakaan vanhemmistasi ei ollut AB-tyypin verta.
Lisätietoja epätäydellisestä hallitsevuudesta vs. Codominance
Vaikka epätäydellinen määräävä asema ja yhteistoiminta ovat selvästi samanlaisia perintömuotoja, on tärkeää pitää mielessä ero ominaisuuksien sekoittumisen välillä entisessä ja uuden fenotyypin tuottamisen välillä jälkimmäisessä.
Lisäksi joillakin epätäydellisesti hallitsevilla piirteillä on vaikutuksia useista geeneistä, kuten ihmisen korkeus ja ihonväri. Tämä on jonkin verran intuitiivista, koska nämä piirteet eivät ole yksinkertainen sekoitus vanhempien piirteitä ja esiintyvät jatkuvuuden sijaan.
Tämä tunnetaan nimellä polygeeniset ("monet geenit") perintö, järjestelmä, jolla ei ole mitään yhteyttä yhteistoimintaan.