Зміст
- Мендель: Початок розуміння генетики
- Основи спадкових рис
- Менделівська спадщина: домінуючі та рецесивні риси
- Не менделівське успадкування
- Кодомінантність: приклади в природі
- Типи крові: приклад
- Детальніше про неповне домінування проти кодомінантності
Лише в середині 19 століття хтось проводив те, що виявилося б переконливою та неспростовною роботою над механізмами, що лежать в основі генетики людини, як у короткостроковій перспективі (успадкування, або передача ознак від батьків до потомства) і в довгостроковій перспективі (еволюція або зміна частот алелів даної популяції протягом сотень, тисяч чи навіть мільйонів поколінь).
У середині 1800-х років в Англії біолог на ім'я Чарльз Дарвін був зайнятий підготовкою до публікації своїх основних висновків у районах Росії Природний відбір і спуск з модифікацією, поняття, які зараз перебувають на вершині кожного термінологічного списку вчених про життя, але в той час були десь між невідомим та суперечливим.
Мендель: Початок розуміння генетики
У той же час молодий австрійський монах з багатим науковим формальним освітою, серйозним досвідом садівництва та надприродним рівнем терпіння на ім'я Грегор Мендел поєднав ці активи, щоб створити низку важливих гіпотез та теорій, які розвивали науку про життя величезний стрибок практично за ніч, серед них закон сегрегації та закон незалежного асортименту.
Мендель найвідоміший за втілення ідеї гениабо молекулярні інструкції, що містяться в ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота), що стосуються певної фізичної ознаки, і алелі, які є різними версіями одного гена (зазвичай, кожен ген має два алелі).
Через свої відомі на сьогодні експерименти з гороховими рослинами він створив поняття домінантних та рецесивних алелей та понять про фенотип і генотип.
Основи спадкових рис
Прокаріоти, що є одноклітинні організми, такі як бактерії, розмножуються безстатевим шляхом, роблячи точні копії самих себе, використовуючи процес, званий поділом. Результатом прокаріотичного розмноження є дві дочірні клітини, генетично ідентичні батьківській клітині та одна одній. Тобто, потомство прокаріотів за відсутності генетичних мутацій є просто копіями один одного.
Навпаки, еукаріоти - це організми, які розмножуються статевим шляхом у процесі ділення клітин мітоз і мейоз, і включають рослини, тварини та гриби. Кожен дочірній дзвінок отримує половину свого генетичного матеріалу від одного з батьків і половину від іншого, при цьому кожен з батьків вносить випадково вибраний алель кожного з своїх генів у генетичну суміш нащадків за допомогою гамет або статевих клітин, що утворюються при мейозі.
(У людини самець виробляє гамети під назвою сперматозоїди і самка творить яєчні клітини.)
Менделівська спадщина: домінуючі та рецесивні риси
Зазвичай один алель є домінуючим над іншим і повністю маскує свою присутність на рівні виражених, або видимих рис.
Наприклад, у горохових рослин круглі насіння є домінуючий над зморщеним насінням, оскільки якщо навіть одна копія кодування алеля для круглої ознаки (представленої великою літерою, в даному випадку R) присутня в ДНК рослин, алель, що кодує зморщену ознаку, не має ефекту, хоча він може бути переданий на наступне покоління рослин.
Генотип організмів для даного гена - це просто комбінація алелів, у яких він має цей ген, наприклад, RR (результат обох батьківських гамет, що містять "R") або rR (результат однієї гамети, що сприяє "r", а інший "R").Фенотип організмів є фізичним проявом цього генотипу (наприклад, круглим або зморщеним).
Якщо рослина з генотипом Rr схрещується з собою (рослини можуть самозапилюватися, зручна здатність мати, коли локомотив не є можливим), чотири можливі генотипи отриманого потомства - RR, rR, Rr і rr. Оскільки для висловлення рецесивної ознаки повинні бути дві копії рецесивного алеля, лише «rr» потомство має зморшкуваті насіння.
Коли генотип організмів для ознаки складається з двох однакових алелей (наприклад, RR або rr), про організм говорять: гомозиготний за цією ознакою ("гомо-", що означає "те саме"). Коли присутній один з кожного алеля, організм є гетерозиготний для цієї ознаки ("гетеро-", що означає "інше").
Не менделівське успадкування
Як рослини, так і тварини не всі гени підкоряються вищезгаданій домінантно-рецесивній схемі, внаслідок чого виникають різні форми успадкування не Менделів. Дві форми головного генетичного значення є неповне домінування і кодомінантність.
В неповне домінування, гетерозиготне потомство проявляє фенотипи проміжними між гомозиготними домінантними та гомозиготними рецесивними формами.
Наприклад, у квітки з чотирма оклюми червоний (R) домінує над білим (r), але потомство Rr або rR не є червоними квітами, як це було б у менделівській схемі. Натомість це рожеві квіти, так само, як ніби батьківські квіткові кольори були змішані, як фарби на палітрі.
В кодомінантність, кожен алель чинить однаковий вплив на отриманий фенотип. Однак замість рівномірного змішування ознак, кожен ознака повністю виражена, але в різних частинах організму. Хоча це може здатися заплутаним, приклади кодомінації є достатніми для ілюстрації явища, як ви побачите на мить.
Кодомінантність: приклади в природі
Ви, без сумніву, помічали різних тварин, які мають на своєму хутрі чи шкірі смужки або плями, такі як зебри та леопарди. Це архетипний приклад кодомінації.
Якщо рослини гороху дотримувались кодомінантної схеми, будь-яке рослина з генотипом Rr містило б суміш гладкого гороху та зморшкуватого гороху, але немає проміжного, тобто круглої форми, але зморшкуватої, горох.
Останній сценарій свідчить про неповне домінування, і всі горошини мали б однакову форму; чисто круглий і чисто зморщений горох не було б видно ніде на рослині.
Групи крові людини служать прекрасним прикладом кодомінації. Як ви можете знати, групи крові людини можна класифікувати як A, B, AB або O.
Ці результати отримують від кожного з батьків, що вносить або "білок" червоних кров'яних тілець "А", протеїн "В", або без протеїну, який позначається "О." Таким чином, можливими генотипами в людській популяції є AA, BB, AB (це також може бути написано "BA", оскільки функціональний результат однаковий, і хто з батьків сприяє, який алель не має значення), AO, BO або OO. (Важливо визнати, що хоча білки A і B є кодомінантними, O не є алелем, а насправді відсутністю його, тому він не маркується однаково.)
Типи крові: приклад
Ви можете розробити тут різні комбінації генотипів-фенотипів, весела вправа, коли ви знаєте свою групу крові та цікавитесь можливими генотипами батьків чи дітьми будь-яких дітей у вас.
Наприклад, якщо у вас є група крові O, обоє ваших батьків, мабуть, здали «порожню» на ваш геном (сума всіх ваших генів). Це, однак, не означає, що будь-який з ваших батьків обов'язково має О як групу крові, оскільки будь-який або обидва можуть мати генотип AO, OO або BO.
Таким чином, єдина впевненість у тому, що жоден з ваших батьків не міг ввести кров AB.
Детальніше про неповне домінування проти кодомінантності
Хоча неповне домінування та кодомінантність є явно подібними формами успадкування, важливо пам’ятати про різницю між змішуванням ознак у першому та виробництвом додаткового фенотипу в другому.
Крім того, деякі неповно домінуючі риси мають внесок від декількох генів, таких як зріст людини та колір шкіри. Це дещо інтуїтивно, тому що ці риси не є простою сумішшю батьківських рис і існують натомість по континууму.
Це відомо як полігенний («багато генів») успадкування - схема, яка не має відношення до кодомінантності.