Teória a koncepty biologického dedičstva, ako sa prenáša, príklady

Ten Biologické dedičstvo Je to proces, ktorým potomstvo bunky alebo organizmu dostáva genetické veno svojich rodičov. Štúdia génov a spôsob, akým sa prenášajú z jednej generácie do druhej, je oblasť štúdia genetiky dedičstva.

Dedičnosť možno definovať ako podobnosť medzi rodičmi a ich potomkami, ale tento výraz tiež zahŕňa rozdiely spojené s genetickou variáciou, ktorá sa vyskytuje počas reprodukcie.

Labuť a jej mladí (obraz Hansa Benna na www.Pixabay.com)

Biologické dedičstvo je jedným z najvýznamnejších atribútov živých buniek, a teda aj mnohobunkových organizmov, pretože to znamená schopnosť prenášať vlastnosti a charakteristiky určené následnými generáciami, spolupracovať s adaptívnymi a prírodnými výberovými mechanizmami.

Mnoho autorov je z názoru, že človek sa oboznámil, sú základnými koncepciami biologického dedičstva po tisíce rokov, keď sa začali procesy domestikácie rastlín a zvierat a výberom charakteristík, ktoré považoval za najdôležitejšie, urobil kríženia na získanie zostupov tieto vlastnosti si zachová.

Naše súčasné chápanie fyzických a molekulárnych základov dedičstva je však relatívne nedávne, pretože tieto neboli objasnené až do začiatku 20. storočia, keď vedecká komunita našla chromozomálnu teóriu dedičnosti.

Napriek vyššie uvedenému princípmi dedičnosti vlastností alebo postáv s určitou hĺbkou pred niekoľkými rokmi pred niekoľkými rokmi Gregorio Mendel, ktorý je v súčasnosti považovaný za „otca dedičstva“.

Je dôležité spomenúť, že pred a po formulácii tejto chromozomálnej teórie dedičstva bolo pre naše moderné chápanie genetiky živých bytostí transcendentálny význam pre naše moderné chápanie genetiky živých bytostí. Spomedzi nich je možné okrem iného spomenúť izolácia a charakterizácia nukleových kyselín, objav a štúdia chromozómov, okrem iného.

[TOC]

Teória biologického dedičstva

Gregor Mendel

Základné základy dedičstva pôvodne navrhol rakúsky mních Gregorio Mendel (1822-1884) v roku 1856.

Mendel pochopil, na základe experimentov, ktoré uskutočňoval s krížmi rastlín hráškov, že podobnosti a rozdiely medzi rodičmi a ich potomkami by sa dali vysvetliť mechanickým prenosom diskrétnych dedičných jednotiek, to znamená gény.

Mendel's Peas a ich vlastnosti (zdroj: Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

To položilo základy porozumenia modernej genetiky, pretože sa dozvedelo, že dôvod dedičnosti postáv bol spôsobený fyzickým prenosom génov v chromozómoch prostredníctvom reprodukcie (sexuálne alebo asexuálne).

Podľa výsledkov, ktoré získal, Mendel sformuloval „zákony dedičstva“, ktoré sú v súčasnosti platné pre niektoré znaky:

Môže vám slúžiť: čo je recesivita? (S príkladmi)

- Zákon o segregácii: Tvrdí, že gény majú „alternatívne“ formy známe ako alela a to priamo ovplyvňuje fenotyp (viditeľné charakteristiky).

- Zákon nezávislého dedičstva: Znamená to, že dedičstvo jednej vlastnosti je nezávislé od iného, ​​hoci to nie je úplne pravda pre mnohé charakteristiky.

Thomas Morgan v roku 1908, študujúci genetiku ovocnej mušky, Drosophila Melanogaster, Ukázal, že dedičstvo fenotypov sa vyskytlo, ako už bolo opísané v Mendeli. Okrem toho to bol ten, kto objasnil, že jednotky dedičstva (gény) boli prenášané chromozómami.

Preto a vďaka účasti mnohých ďalších výskumných pracovníkov dnes vieme, že biologické dedičstvo sa poskytuje vďaka prenosu dedičných jednotiek obsiahnutých v chromozómoch, či už v autozomálnych, sexuálnych alebo plastidových chromozómoch (v eukaryotoch).

Expresia alebo vzhľad špecifického fenotypu závisí od charakteristík genotypu (dominancia a recesivita).

Základné pojmy

Aby sme pochopili, ako fungujú mechanizmy biologického dedičstva, je potrebné porozumieť niektorým základným konceptom.

Aj keď nie všetky zdedené vlastnosti sú spôsobené nukleotidovou sekvenciou, ktorá tvorí DNA každého organizmu, keď sa odvoláme na biologické dedičstvo, všeobecne hovoríme o prenose informácií obsiahnutých v génoch.

Gener

Gén je potom definovaný ako základná fyzická jednotka dedičstva a je definitívnou sekvenciou DNA, ktorá obsahuje všetky potrebné informácie na vyjadrenie nejakej vlastnosti alebo charakteristiky v živej bytosti.

Alela

Gény môžu mať viac ako jeden spôsob, čo je produkt malých variácií v sekvencii, ktorá ich charakterizuje; Alternatívne formy toho istého génu sú známe ako alely.

Zvyčajne sú alely definované podľa fenotypových charakteristík, ktoré udeľujú a v populácii je bežné nájsť viac alel pre ten istý gén.

DNA, gény a chromozómy (Zdroj: Thomas Splettssser [CC By-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Napríklad cicavec zdedí od svojich rodičov dve alely každého génu, jeden pochádza od svojej matky a druhý od svojho otca. Táto alela genotypu, ktorá sa vždy exprimuje vo fenotype, sa nazýva dominantná alela, zatiaľ čo tá, ktorá zostáva „tichá“ (z ktorých sa pozorujú fenotypové charakteristiky), sa nazýva recesívna alela.

V niektorých prípadoch je možné exprimovať obe alely, ktoré vytvárajú vzhľad medziproduktu fenotypu, takže sa nazývajú spoločne codominantné alely spolu.

Homozygóza a heterozygóza

Keď jednotlivec zdedí dve alely svojich rodičov, či už obaja dominantní alebo recesívne, je známe, geneticky povedané, ako homozygotné pre takéto alely. Keď na druhej strane jednotlivec zdedí dve rôzne alely, jeden dominantný a druhý recesívny, nazýva sa to heterozygotné pre takéto alely.

Môže vám slúžiť: Simpleiomorphy

Chromozómy

Gény prokaryotických a eukaryotických organizmov sa nachádzajú v štruktúrach známych ako chromozómy. V prokaryotoch bunky, ktoré nemajú jadro, zvyčajne existuje iba jeden chromozóm; Skladá sa z DNA spojenej s niektorými proteínmi, má kruhový tvar a je mimoriadne zaradený.

Eukaryoty, bunky, ktoré majú jadro, majú jeden alebo viac chromozómov, v závislosti od druhu, a ktoré sa skladajú z materiálu nazývaného chromatín. Chromatín každého chromozómu pozostáva z molekuly DNA úzko spojenej so štyrmi typmi proteínov nazývaných históny, ktoré uľahčujú jeho zhutnenie v jadre.

V eukaryotoch existuje viac ako jeden typ chromozómu. Existujú jadrové, mitochondriálne a chloroplastidické (obmedzené na fotosyntetické organizmy). Jadrové chromozómy sú autozomálne a sexuálne (tie, ktoré špecifikujú sex).

Ploidia

Ploidy v celom počte „hier“ chromozómov, ktoré má bunka. Napríklad ľudské bytosti, rovnako ako všetky cicavce a veľké množstvo zvierat, majú dve hry chromozómov, jednu od otca a jednu od matky, preto sa hovorí o ich bunkách, ktoré sú diploidné.

Haploidy a polyploidy

Tí jedinci a/alebo bunky, ktoré majú jednu hru chromozómov, sú známe ako haploidy, medzitým organizmy, ktoré majú viac ako dve chromozomálne hry, sú spolu polyploidy (triploidy, tetraploidy, hexaploidy atď.).

Gamét

V organizmoch so sexuálnou reprodukciou sa to vyskytuje vďaka fúzii dvoch špecializovaných buniek, ktoré produkujú dvaja rôzni jedinci: „muž“ a „žena“. Tieto bunky sú gaméty; Samce produkujú spermie (zvieratá) alebo mikrospory (rastliny) a samice produkujú vajíčka alebo vajíčka.

Normálne je chromozomálne zaťaženie pohlavných buniek (gaméty) haploid, to znamená, že tieto bunky sú produkované prostredníctvom bunkového delenia, ktoré znamená zníženie počtu chromozómov.

Genotyp

V živom organizme genotyp opisuje súbor génov (s ich príslušnými alelami), ktoré kódujú pre určitú špecifickú vlastnosť alebo charakteristiku a ktoré sa od iných odlišujú konkrétnou funkciou alebo sekvenciou. Potom genotyp predstavuje alelickú ústavu jednotlivca.

Aj keď sa vo všeobecnosti hovorí, že genotyp je to, čo vedie k fenotypu, je dôležité vziať do úvahy, že existuje veľa environmentálnych a epigenetických faktorov, ktoré môžu podmieniť vzhľad fenotypu.

Fenotyp

Fenotyp doslova znamená „uvedenú formu“. Mnoho textov ho definuje ako súbor viditeľných charakteristík organizmu, ktorý je výsledkom expresie jeho génov (genotyp), ako aj z jeho interakcie s okolitým prostredím.

Väčšina fenotypov je produktom spoločného pôsobenia viac ako jedného génu a rovnaký gén sa môže zúčastniť na založení viac ako jedného špecifického fenotypu.

Môže vám slúžiť: Dihíbrido Cross

Ako je genetické dedičstvo?

Prenos génov progenitorov smerom k ich potomkom sa vyskytuje v bunkovom cykle prostredníctvom mitózy a meiózy.

V prokaryotoch, kde sa reprodukcia vyskytuje hlavne binárnou bipartizáciou alebo štiepením, sa gény prenášajú z bunky na svojich potomkov pomocou presnej kópie jeho chromozómu, ktorá je oddelená smerom k dcérskej bunke skôr, ako dôjde k rozdeleniu.

Pluricelulárne eukaryoty, ktoré sa všeobecne vyznačujú tým, že majú dva typy buniek (somatické a sexuálne), majú dva mechanizmy prenosu alebo génového dedičstva.

Somatické bunky, ako aj jednoduchšie jednobunkové organizmy, keď sú rozdelené mitózou, čo znamená, že zdvojnásobia svoj chromozomálny obsah a vylučujú kópie smerom k svojim dcérskym bunkám. Tieto kópie sú zvyčajne presné, takže charakteristiky nových buniek sú rovnocenné s charakteristikami „rodičov“.

Sexuálne bunky zohrávajú základnú úlohu pre sexuálnu reprodukciu mnohobunkových organizmov. Tieto bunky, známe tiež ako gaméty, sa produkujú meiózou, čo naznačuje bunkové delenie so sprievodnou redukciou chromozomálnej záťaže (sú to haploidné bunky).

Prostredníctvom sexuálnej reprodukcie dvaja jednotlivci odovzdávajú svoje gény z jednej generácie na druhú pri zlúčení svojich haploidných gametických buniek a tvorbe nového diploidného jednotlivca, ktorý zdieľa charakteristiky oboch rodičov.

Príklady dedičstva

Klasické príklady biologického dedičstva, ktoré sa používajú v didaktických textoch na vysvetlenie tohto procesu, sú založené na rôznych „modelových“ organizmoch.

Ovocná muška (D. Melangaster) Napríklad jeden z študijných modelov pre zvieratá používané Thomasom Morganom, zvyčajne má červené oči. Počas svojich experimentov však Morgan našiel muža s bielymi očami a prekročil ho červenou samicou.

Ovocná muška. Drosophila Melanogaster. Prevzaté a upravené z: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Vzhľadom na skutočnosť, že fenotyp „červené oči“ je v tomto druhu dominantný, výsledok prvej generácie uvedeného kríženia predstavoval červeno -eyed jednotlivci. Následné kríže medzi jednotlivcami prvej generácie (F1) viedli k generácii F2, v ktorej sa objavili oba fenotypy.

Pretože biele oči sa objavili iba v F2 v pomere blízko 50% mužov, Morgan znamenal, že to bolo „dedičstvo spojené so sexuálnym chromozómom“.

Odkazy

1. Gardner, J. A., Simmons, J. A., & Snustad, D. P. (1991). Hlavný genetický. 8 '"vydanie. John Wiley a synovia.
2. Henderson, m. (2009). 50 genetických nápadov, ktoré skutočne potrebujete vedieť. Knihy Quercus.
3. Šalamún, e. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biológia (9. vydanie). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.
4. Suzuki, D. Tón., & Griffiths, a. J. (1976). Úvod do genetickej analýzy. Wh Freeman and Company.
5. Watson, J. D. (2004). Molekulárna biológia génu. Pearson Education India