Sadržaj
- Mendel: Početak razumijevanja genetike
- Osnove nasljednih osobina
- Mendelijevo nasljeđivanje: dominantne i recesivne osobine
- Nemendelsko nasljeđivanje
- Kodominacija: primjeri u prirodi
- Vrste krvi: primjer
- Više o nepotpunoj dominaciji nad Codominanceom
Tek sredinom 19. stoljeća netko je provodio ono što bi se, u kratkom roku, pokazalo uvjerljivim i nepobitnim radom na mehanizmima na kojima počiva ljudska genetika (nasljeđivanje, ili prenošenje osobina od roditelja do potomstva) i dugoročno (evolucija, ili pomaci u frekvencijama alela date populacije tijekom stotina, tisuća ili čak milijuna generacija).
Sredinom 1800-ih Engleska biolog Charles Darwin bio je zauzet pripremama za objavljivanje svojih glavnih otkrića na područjima Hrvatske prirodni odabir i silazak s izmjenom, koncepti koji su sada na vrhu svakog terminološkog popisa znanstvenika o životu, ali su u to vrijeme bili negdje između nepoznatog i kontroverznog.
Mendel: Početak razumijevanja genetike
U isto vrijeme, mladi austrijski redovnik sa formalno obrazovnim iskustvom bogatog naukom, ozbiljnim iskustvom u vrtlarstvu i nadnaravnom razinom strpljenja po imenu Gregor Mendel objedinio je ta dobra kako bi stvorio niz važnih hipoteza i teorija koje su napredovale nauke o životu golem skok gotovo preko noći, među njima zakon segregacije i zakon neovisnog asortimana.
Mendel je najpoznatiji po uvođenju ideje geniili molekularne upute sadržane u DNA (deoksiribonukleinska kiselina) koji se odnose na određenu fizičku osobinu, i aleli, koji su različite verzije istog gena (obično svaki gen ima dva alela).
Kroz svoje sada poznate eksperimente s biljkama graška, proizveo je koncepte dominantnih i recesivnih alela i predodžbe o fenotip i genotip.
Osnove nasljednih osobina
prokariota, koji su jednocelični organizmi poput bakterija, razmnožavaju se aseksualno, praveći točne kopije sebe koristeći postupak nazvan binarna fisija, Rezultat prokariotske reprodukcije su dvije kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici i jedna drugoj. Odnosno, potomstvo prokariota, u nedostatku genetskih mutacija, jednostavno su međusobno kopije.
Eukarioti su, nasuprot tome, organizmi koji se reproduciraju seksualno u procesu diobe stanica mitoza i mejoza, i uključuju biljke, životinje i gljivice. Svaki kćer klic dobiva polovinu svog genetskog materijala od jednog roditelja i pola od drugog, pri čemu svaki roditelj doprinosi nasumično odabranim alelima iz svakog svog gena u genetskoj mješavini potomaka putem gameta ili spolnih ćelija, proizvedenih u mejozi.
(U ljudi mužjak proizvodi gamete zvane spermatozoidi a ženka stvara jajne stanice.)
Mendelijevo nasljeđivanje: dominantne i recesivne osobine
Obično je jedan alel dominantan nad drugim i u potpunosti maskira njegovu prisutnost na razini izraženih ili vidljivih osobina.
Na primjer, u biljkama graška su okrugle sjemenke dominantan preko zgužvanih sjemenki jer ako je čak i jedan primjerak kodiranja alela za okruglo obilježje (predstavljeno velikim slovom, u ovom slučaju R) prisutan u DNK biljaka, alelno kodiranje naborane osobine nema učinka, iako se može prenijeti na sljedeću generaciju biljaka.
Genotip organizma za određeni gen je jednostavno kombinacija alela koji ima taj gen, npr., RR (rezultat obje roditeljske gamete koji sadrže "R") ili rR (rezultat jedne gamete koja doprinosi "r", a druga an "R").Fenotip organizama je fizička manifestacija tog genotipa (npr. Okrugli ili naborani).
Ako je biljka s genotipom Rr križana sa sobom (biljke se mogu samoprati, što je prikladno kad lokomocija nije opcija), četiri moguća genotipa potomstva su RR, rR, Rr i rr. Kako bi za izražavanje recesivne osobine morale biti prisutne dvije kopije recesivnog alela, samo su "rr" potomci izgubili sjeme.
Kada se genotip organizama za osobinu sastoji od dva ista alela (npr. RR ili rr), organizam se navodi da homozigota za tu osobinu ("homo-" što znači "isto"). Kada je prisutan jedan od svakog alela, organizam jest heterozigoti za tu osobinu ("hetero-" što znači "drugo").
Nemendelsko nasljeđivanje
I u biljkama i u životinjama svi geni se ne pridržavaju gore spomenute dominantno-recesivne sheme, što rezultira različitim oblicima ne-mendelovskog nasljeđivanja. Dva su oblika od velikog genetskog značaja nepotpuna dominacija i codominance.
U nepotpuna dominacija, heterorozni potomci prikazuju fenotipe koji su međuprostorni između homozigotnih dominantnih i homozigotnih recesivnih oblika.
Primjerice, u cvijetu s četiri oklopa crveni (R) je dominantan nad bijelim (r), ali potomci Rr ili rR nisu crveni cvjetovi, kao što bi to bilo u Mendeljevoj shemi. Umjesto toga, to su ružičasti cvjetovi, baš kao da su roditeljske cvjetne boje spojene poput boja na paleti.
U codominance, svaki alel ima jednak utjecaj na rezultirajući fenotip. No umjesto ujednačenog miješanja osobina, svaki osobina je u potpunosti izražena, ali u različitim dijelovima organizma. Iako ovo može izgledati zbunjujuće, primjeri kodominacije dovoljni su za ilustriranje pojave, kao što ćete vidjeti na trenutak.
Kodominacija: primjeri u prirodi
Bez sumnje ste primijetili razne životinje koje na krznu ili koži imaju pruge ili mrlje, poput zebre i leoparda. Ovo je arhetipski primjer kodominantnosti.
Ako bi se biljke graška pridržavale kodominantne sheme, svaka biljka s genotipom Rr imala bi mješavinu glatkog i zgužvanog graška, ali ne postoji međuprostor, tj. grašak okruglog oblika, ali bez bora.
Potonji bi scenarij pokazao nepotpunu dominaciju, a svi bi grašak imao isti oblik; čisto okrugli i čisto naborani grašak ne bi bio vidljiv nigdje na biljci.
Ljudske krvne grupe služe kao sjajan primjer kodominacije. Kao što možda znate, krvne grupe čovjeka mogu se klasificirati kao A, B, AB ili O.
To je rezultat svakog roditelja koji je doprinio ili površinski protein "A" crvenih krvnih stanica, protein "B" ili bez proteina, što je označeno sa "O." Stoga su mogući genotipovi u ljudskoj populaciji AA, BB, AB (ovo bi se moglo napisati i "BA", jer je funkcionalni rezultat isti i koji roditelj doprinosi koji je alel nebitan), AO, BO ili OO. (Važno je prepoznati da iako su proteini A i B kododominantni, O nije alel, nego stvarno odsutnost jednog, tako da nije označen na isti način.)
Vrste krvi: primjer
Ovdje možete sami razraditi različite kombinacije genotipa i fenotipa, zabavna vježba kada znate svoju krvnu skupinu i zanimate li roditelje o mogućim genotipima ili onima koje imaju djeca.
Na primjer, ako imate krvnu skupinu O, oba roditelja sigurno su darovali "prazno" vašem genomu (zbroj svih vaših gena). To, međutim, ne znači da bilo koji od vaših roditelja nužno ima O kao krvnu skupinu, jer jedan ili oba mogu imati genotip AO, OO ili BO.
Stoga je jedina sigurnost ovdje da nitko od vaših roditelja nije mogao dobiti krv s AB.
Više o nepotpunoj dominaciji nad Codominanceom
Iako su nepotpuna dominacija i kodominantnost očito slični oblici nasljeđivanja, važno je imati na umu razliku između miješanja osobina u prvom i stvaranja dodatnog fenotipa u drugom.
Uz to, neke nepotpuno dominantne osobine doprinose višestrukim genima, poput ljudske visine i boje kože. To je pomalo intuitivno, jer te osobine nisu jednostavni spoj roditeljskih osobina i postoje umjesto toga kontinuumom.
To je poznato kao poligenska ("mnogo gena") nasljeđivanje, shema koja nema veze s kodomance.