ХЕРИТАБИЛНОСТ: ГЕНЕТСКЕ БАЗЕ, МЕТОДЕ ПРОУЧАВАЊА, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Херитабилност је производ који има мерљив фенотипске карактеристику популације који се дељени или наследна путем генотипа. Генерално, ову особину или карактер преносе са својих родитеља на потомке.

Фенотипска експресија (која одговара видљивим особинама појединца) наследног карактера подложна је окружењу у којем се потомство развија, тако да неће нужно бити изражено на исти начин као у родитеља.

Схема наслеђивања крвне групе између родитеља АБ и О (Извор: АБ и О_РегуларИнхеританце.ПНГ: корисник: Др.саптарсхидеривативни рад: Ксд5 преко Викимедиа Цоммонс)

У популацији експерименталних организама релативно је лако одредити које су наследне особине, будући да се израз родитељске особине у потомству може уочити одгајањем потомства у истом окружењу у којем се развијају родитељи.

У дивљим популацијама, с друге стране, тешко је разликовати који су фенотипски знакови који се преносе наслеђе и који су последица промена услова околине, односно које су епигенетске промене.

Ово је посебно тешко разликовати за већину фенотипских карактеристика у људској популацији, где се сугерише да су најбољи модели за проучавање идентични парови близанаца који су раздвојени при рођењу и који одрастају у истом окружењу.

Један од првих научника који је проучавао наследност био је Грегор Мендел. У својим експериментима Мендел је набавио линије биљака грашка са ликовима који су наслеђени и готово у потпуности изражени између родитеља и потомства.

Генетске основе за проучавање наслеђивања

Херитабилност је резултат преношења гена кроз гамете (од родитеља до потомства) сексуалном репродукцијом. Међутим, током синтезе и фузије гамете догађају се две рекомбинације које могу променити распоред и редослед ових гена.

Научници који раде на експерименталној идентификацији насљедних особина раде чистим линијама, изогеним за већину локуса (генетски исти), јер јединке из чистих линија имају исти генотип у хомозиготном облику.

Изогена линија гарантује да архитектура гена у језгру не утиче на фенотип који се посматра јер, упркос чињеници да појединци деле исти генотип, променом положаја гена у језгру, варијације у фенотип.

За истраживаче је добијање чистих и изогених линија својеврсна „гаранција“ да су фенотипске особине које деле родитељи и потомци производ генотипа и, према томе, потпуно наследни.

Менделијско наслеђивање особина боје крзна код говеда (Извор: Сциенциа58 путем Викимедиа Цоммонс)

Упркос чињеници да је фенотип увек производ генотипа, важно је узети у обзир да, иако појединци имају исти генотип, може се догодити да нису сви гени изражени у том фенотипу.

Гарантовање експресије гена је веома сложено истраживање, будући да се њихова експресија може разликовати за сваки генотип, а понекад су ти гени регулисани и другим факторима као што су епигенетски фактори, они из околине или други гени.

Методе проучавања

Грана генетике позната као "класична генетика" фокусирана је на проучавање наслеђивања особина. У класичној генетици, родитељи се укрштају са потомцима читавих популација већ неколико генерација, све док не добију чисте и изогене линије.

Х2 статистика

Једном када се покаже наследност неке особине, степен наследности се може квантификовати статистичким индексом идентификованим као Х2.

Херитабилност (Х2) се израчунава као однос између варијација генотипских средстава (С2г) и укупне фенотипске варијанце популације (С2п). Фенотипска варијанса популације може се разградити у варијанцу генотипског средства (С2г) и резидуалну варијансу (С2е).

Статистика наслеђивања (Х2) говори нам о томе колики део фенотипске варијације у популацији настаје због генотипске варијације. Овај индекс не показује колики је удио појединачног фенотипа који се може приписати његовом насљеђивању и окружењу.

Мора се узети у обзир да је фенотип појединца последица интеракције његових гена и услова животне средине у којима се развија.

Савремене технике

Тренутно постоје алати као што је Следећа генерација секвенцирања (СНГ) помоћу којих је могуће секвенционирати читав геном јединки, тако да се наследне особине могу пратити ин виво у геном организама.

Поред тога, савремени алати за биоинформатику омогућавају да се нуклеарна архитектура прилично прецизно моделира тако да грубо лоцира гене у језгру.

Примери

- Херитабилност у биљкама

За пољопривредне врсте од комерцијалног интереса предложен је статистички метод за мерење степена наследности ликова. Због тога се већина примера у литератури односи на биљне врсте важне за прехрамбену индустрију.

Код свих врста усева проучава се наслеђивање карактера агрономског значаја као што су отпорност на патогене, принос плода, отпорност на вруће или хладне температуре, величина лишћа итд.

Класично генетско побољшање поврћа као што је парадајз, настоји да одабере биљке са генотипом који имају наследне карактере да би добили рајчице које су веће, црвене и отпорне на влажну средину.

Код врста траве као што је пшеница, циљ је између осталог одабрати наслеђене карактере за величину, садржај шкроба и тврдоћу семена. Са овим циљем, мешају се сорте са различитих места све док се не добију чисте линије сваког од њих.

Добијањем чистих линија, оне се могу комбиновати у хибридну сорту, генетским инжењерингом, да би се добили трансгени усјеви који окупљају најбоље ликове у једној сорти.

- Херитабилност код људи

У медицини се проучава како се неки поремећаји личности преносе између родитеља и потомака.

Хронична депресија, на пример, је фенотипска особина која је производ генотипа, али ако људи са тим генотипом живе у познатом, срећном, стабилном и предвидивом окружењу, генотип се никада неће видети у фенотипу.

Генетичка бихевиорална особина од посебног је интереса за одређивање наслеђивања квоцијента интелигенције (ИК). До данас је установљено да су високи нивои ИК-а једнако наслеђене особине као и нормалан ИК.

Међутим, висок ИК или хронична депресија изражени су у зависности од стимулације околине.

Типичан пример наследности је карактер стаса. Ако је родитељ висок, потомци су највјероватније високи. Међутим, било би очигледно погрешно веровати да, у висини појединца, 1,80 м настаје због гена, а још 0,3 м због животне средине.

У многим случајевима дуговечност се такође проучава као наследна особина. За студије дугог живота код људи врши се родословље породице, покушавајући да уврсти податке околине у којој је живео сваки појединац генеалошког стабла.

Већина студија дугог живота открила је да се ова особина понаша као наследна особина у већини случајева и чак се повећава у свакој генерацији ако је одгајана у правом окружењу.

Референце

1. Братко, Д., Бутковић, А. и Вукасовић Хлупић, Т. (2017). Херитабилност личности. Психолошкијске страхове, 26 (1), 1-24.
2. де лос Цампос, Г., Соренсен, Д., и Гианола, Д. (2015). Геномска наследност: шта је то? ПЛоС Генетицс, 11 (5), е1005048.
3. Девлин, Б., Даниелс, М. и Роедер, К. (1997). Наслеђивање ИК-а. Природа, 388 (6641), 468.
4. Гриффитхс, АЈ, Весслер, СР, Левонтин, РЦ, Гелбарт, ВМ, Сузуки, ДТ, и Миллер, ЈХ (2005). Увод у генетску анализу. Мацмиллан.
5. Моуссеау, ТА, и Рофф, ДА (1987). Природни избор и херитабилност фитнес компоненти. Наследност, 59 (2), 181.
6. Вукасовић, Т., и Братко, Д. (2015). Херитабилност личности: метаанализа генетичких студија понашања. Психолошки билтен, 141 (4), 769.
7. Враи, Н., Виссцхер, П. (2008). Процјена насљедности особина. Образовање из природе, 1 (1), 29.