БИОЛОШКО НАСЉЕЂИВАЊЕ: ТЕОРИЈА И ПОЈМОВИ, КАКО СЕ ПРЕНОСИ, ПРИМЈЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Биолошка наслеђивање је процес којим потомство ћелији или организму добија генетску задужбину својих родитеља. Проучавање гена и како се они преносе с једне генерације на другу је поље проучавања генетике наследства.

Насљедност се може дефинисати као сличност родитеља и њихових потомака, али овај термин такође обухвата разлике својствене генетској варијацији која се јавља током репродукције.

Лабуд и њена млада (Слика Ханс Бенн на ввв.пикабаи.цом)

Биолошко насљеђивање један је од најзначајнијих атрибута живих ћелија, а самим тим и вишећелијских организама, јер значи способност преношења својстава и карактеристика одређених узастопним генерацијама, сарађујући са адаптивним механизмима и природном селекцијом.

Многи аутори сматрају да се човек упознао са основним појмовима биолошког наслеђа већ хиљадама година, када су започели процеси припитомљавања биљака и животиња и, одабиром карактеристика које је сматрао најважнијим, правио укрштање Добити потомство које ће задржати ове карактеристике.

Међутим, наше тренутно разумевање физичких и молекуларних основа наследства релативно је недавно, јер оне нису расветљене све до почетка 20. века, када је научна заједница смислила хромозомску теорију наследства.

Упркос горе наведеном, принципе наслеђивања особина или ликова анализирао је у неку дубину неколико година раније Грегорио Мендел, који се тренутно сматра „оцем наследства“.

Важно је напоменути да су и пре и након формулисања ове хромозомске теорије наслеђивања многа друга открића била од трансценденталне важности за наше модерно разумевање генетике живих бића. Они могу укључивати изоловање и карактеризацију нуклеинских киселина, откривање и проучавање хромозома, између осталог.

Теорија биолошког насљеђивања

Грегор Мендел

Основне темеље насљеђивања иницијално је предложио аустријски монах Грегори Мендел (1822-1884) године 1856.

Мендел је из својих експеримената са крстовима биљака грашка схватио да се сличности и разлике између родитеља и њихових потомака могу објаснити механичким преносом дискретних наследних јединица, то јест гена.

Менделов грашак и њихове особине (Извор: Нефронус виа Викимедиа Цоммонс)

То је поставило темеље за разумевање савремене генетике, пошто се знало да је разлог наслеђивања особина последица физичког преношења гена на хромозоме репродукцијом (сексуалном или асексуалном).

Према резултатима које је добио Мендел је формулисао "законе наследства" који су на снази за неке ликове данас:

- Закон сегрегације: тврди да гени имају "алтернативне" форме познате као алели и да директно утичу на фенотип (видљиве карактеристике).

- Закон независног насљеђивања: подразумијева да је насљеђивање једне особине независно од неке друге, мада то није сасвим тачно за многе карактеристике.

Тхомас Морган је 1908., проучавајући генетику воћне мушице, Дросопхила меланогастер, показао да се наследство фенотипа догодило како је раније описао Мендел. Штавише, управо је он објаснио да се јединице наследности (гени) преносе кроз хромозоме.

Дакле, захваљујући учешћу многих других истраживача, данас знамо да се биолошко наслеђивање дешава захваљујући преносу наследних јединица које се налазе у хромозомима, било у аутосомалним, сексуалним или пластидним хромозомима (у еукариотама).

Израз или изглед датог фенотипа зависи од карактеристика генотипа (доминација и рецесивност).

Основни појмови

Да бисмо разумели како функционишу механизми биолошког наследства, потребно је разумети неке фундаменталне концепте.

Иако нису све наслеђене особине последица секвенце нуклеотида који чине ДНК сваког организма, када говоримо о биолошком наслеђу, генерално говоримо о преносу информација садржаних у генима.

Ген

Ген је дефинисан као основна физичка наследност и то је дефинисана ДНК секвенца, која садржи све информације неопходне за исказивање неке особине или карактеристике у живом бићу.

Аллелес

Гени могу имати више облика, продукт малих варијација у низу који их карактерише; алтернативни облици истог гена познати су као алели.

Алели се обично дефинишу у складу са фенотипским карактеристикама које дају, а код популације је уобичајено пронаћи више алела за исти ген.

ДНК, гени и хромозоми (Извор: Тхомас Сплеттстоессер виа Викимедиа Цоммонс)

Сисар, на пример, наслеђује два алела сваког гена од својих родитеља, један од мајке и један од свог оца. Тај алел генотипа који се увек изражава у фенотипу назива се доминантним алелом, док је онај који остаје "нијем" (од којег нису примећене фенотипске карактеристике) познат као рецесивни алел.

У неким се случајевима може догодити да су оба алела изражена, стварајући интермедијарни фенотип, због чега се ови заједно називају кодоминантни алели.

Хомозигост и хетерозигоситет

Када појединац наследи два идентична алела од својих родитеља, доминантни или рецесивни, то се генетски гледано чини хомозиготним за ове алеле. Када, с друге стране, неко наследи од својих родитеља два различита алела, један доминантан а други рецесиван, то се за ове алеле назива хетерозиготним.

Хромосоми

Гени прокариотских и еукариотских организама налазе се на структурама познатим као хромозоми. Код прокариота, ћелија која немају језгро, обично постоји само један хромозом; Састоји се од ДНК који је повезан са неким протеинима, кружног је облика и високо завојит.

Еукариоти, ћелије које имају језгро, имају један или више хромозома, зависно од врсте, а састоје се од материјала званог хроматин. Хроматин сваког хромозома састоји се од молекула ДНК уско повезаног са четири врсте протеина названих хистони, који олакшавају његово сабијање у језгру.

Код еукариота постоји више врста хромозома. Постоје нуклеарни, митохондријски и хлоропластиди (ограничени на фотосинтетске организме). Нуклеарни хромозоми су аутосомни и сексуални (они који одређују пол).

Плоиди

Плоиди је читав број "сетова" хромозома које ћелија има. На пример, људска бића, као и сви сисари и многе животиње, имају два сета хромозома, један од оца, а други од мајке, па се каже да су њихове ћелије диплоидне.

Хаплоиди и полиплоиди

Они појединци и / или ћелије који имају само један сет хромозома познати су као хаплоиди, док организми који имају више од два низа хромозома заједно су полиплоиди (триплоиди, тетраплоиди, хексаплоиди и тако даље).

Гаметес

У организмима са сексуалном размножавањем то се догађа захваљујући спајању двеју специјализованих ћелија, које производе две различите јединке: "мушкарац" и "женска особа". Ове ћелије су гамете; мужјаци производе сперму (животиње) или микроспоре (биљке), а женке производе овуле или јајне ћелије.

Нормално, хромосомско оптерећење полних ћелија (гамета) је хаплоидно, то јест, ове ћелије се производе дељењем ћелија што укључује смањење броја хромозома.

Генотип

У живом организму генотип описује скуп гена (са њиховим припадајућим алелима) који кодирају неку специфичну особину или карактеристику и који се од осталих разликују одређеном функцијом или секвенцом. Дакле, генотип представља алелну конституцију појединца.

Иако се опћенито каже да је генотип оно што даје фенотип, важно је имати на уму да постоје многи околишни и епигенетски фактори који могу условити појаву фенотипа.

Фенотип

Фенотип дословно значи "приказани облик." Многи текстови га дефинирају као скуп видљивих карактеристика организма које произлазе како из експресије његових гена (генотипа), тако и из његове интеракције са околином која га окружује.

Већина фенотипа резултат је усклађеног деловања више гена, а исти ген може учествовати у успостављању више од једног специфичног фенотипа.

Како се преноси генетско насљеђивање?

Пренос гена с родитеља на њихове потомке дешава се у ћелијском циклусу кроз митозу и мејозу.

Код прокариота, где се репродукција одвија претежно бипартиционом или бинарном фисијом, гени се преносе из једне ћелије на његове потомке тачном копијом њеног хромозома, који се излучује у ћелију кћери пре него што дође до дељења.

Вишећелијски еукариоти за које је углавном карактеристично да имају две врсте ћелија (соматске и сексуалне) имају два механизма преноса или наследства гена.

Соматске ћелије, као и једноставнији једноћелијски организми, када се деле, то раде митозом, што значи да дуплирају свој хромосомски садржај и излучују копије према ћелијама њихове кћери. Ове копије су углавном тачне, па су карактеристике нових ћелија еквивалентне карактеристикама "претинаца".

Сполне ћелије играју кључну улогу у сексуалној репродукцији вишећелијских организама. Ове ћелије, познате и као гамете, настају мејозом која укључује поделу ћелија са истодобним смањењем хромозомског оптерећења (то су хаплоидне ћелије).

Путем сексуалне репродукције две јединке преносе своје гене из генерације у генерацију фузионирањем својих хаплоидних гетских ћелија и формирањем нове диплоидне јединке која дели карактеристике оба родитеља.

Примери наследства

Класични примери биолошког наслеђа који се користе у настави текстова за објашњење овог процеса базирани су на различитим „моделним“ организмима.

На пример, воћна муха (Д. меланогастер), један од модела студија на животињама које користи Тхомас Морган, често има црвене очи. Међутим, током својих експеримената, Морган је пронашао белкињу и прешао је са женком црвених очију.

Воћна муха. Дросопхила меланогастер. Преузето и уредјено из: Сањаи Ацхариа

С обзиром да је фенотип „црвених очију“ доминантан у овој врсти, резултат прве генерације овог крста сачињавали су појединци са црвеним очима. Накнадни укрштања појединаца прве генерације (Ф1) резултирала су генерацијом Ф2 у којој су се појавила оба фенотипа.

Будући да су се беле очи само у Ф2 појавиле код близу 50% мушкараца, Морган је претпоставио да је то "наследство везано за сексуални хромозом".

Референце

1. Гарднер, ЈЕ, Симмонс, ЈЕ и Снустад, ДП (1991). Директор генетике. 8 '"издање. Јохн Вилеи анд Сонс.
2. Хендерсон, М. (2009). 50 генетских идеја које стварно требате да знате. Куерцус Боокс.
3. Соломон, ЕП, Берг, ЛР и Мартин, ДВ (2011). Биологија (9. изд.). Броокс / Цоле, Ценгаге Леарнинг: УСА.
4. Сузуки, ДТ, и Гриффитхс, АЈ (1976). Увод у генетску анализу. ВХ Фрееман анд Цомпани.
5. Ватсон, ЈД (2004). Молекуларна биологија гена. Пеарсон Едуцатион Индиа