The biologické dědictví Je to proces, kterým potomci buňky nebo organismu dostávají genetické vybavení svých rodičů. Studium genů a způsobu jejich přenosu z jedné generace na druhou je oborem genetiky dědičnosti..
Dědičnost lze definovat jako podobnost mezi rodiči a jejich potomky, ale tento termín také zahrnuje rozdíly spojené s genetickou variací, ke které dochází během reprodukce.
Biologická dědičnost je jedním z nejvýznamnějších atributů živých buněk, a tedy i mnohobuněčných organismů, protože znamená schopnost přenášet vlastnosti a vlastnosti určené následnými generacemi ve spolupráci s adaptivními mechanismy a přirozeným výběrem..
Mnoho autorů zastává názor, že člověk se seznámil se základními pojmy biologického dědičnosti po tisíce let, kdy začaly procesy domestikace rostlin a živočichů, a výběrem charakteristik, které považoval za nejdůležitější, udělal křížky, aby získal potomky které si tyto vlastnosti udrží.
Naše současné chápání fyzikálních a molekulárních základů dědičnosti je však relativně nové, protože tyto nebyly objasněny až do počátku 20. století, kdy vědecká komunita přišla s chromozomální teorií dědičnosti..
Navzdory výše uvedenému byly principy dědičnosti znaků nebo postav analyzovány do určité hloubky před několika lety Gregorio Mendel, který je v současné době považován za „otce dědictví“..
Je důležité zmínit, že před i po formulaci této chromozomální teorie dědictví mělo mnoho dalších objevů transcendentální význam pro naše moderní chápání genetiky živých věcí. Mohou zahrnovat mimo jiné izolaci a charakterizaci nukleových kyselin, objev a studium chromozomů..
Rejstřík článků
Základní základy dědictví původně navrhl rakouský mnich Gregory Mendel (1822-1884) v roce 1856.
Mendel ze svých experimentů s kříženci rostlin hrachu pochopil, že podobnosti i rozdíly mezi rodiči a jejich potomky lze vysvětlit mechanickým přenosem diskrétních dědičných jednotek, tj. Genů.
To položilo základy pro pochopení moderní genetiky, protože bylo známo, že důvodem dědičnosti znaků byl fyzický přenos genů na chromozomech prostřednictvím reprodukce (sexuální nebo nepohlavní)..
Podle výsledků, které získal, formuloval Mendel „zákony dědičnosti“, které dnes platí pro některé postavy:
- Zákon segregace: tvrdí, že geny mají „alternativní“ formy známé jako alely a které přímo ovlivňují fenotyp (viditelné vlastnosti).
- Zákon nezávislého dědictví: znamená, že dědičnost jednoho znaku je nezávislá na dědičnosti druhého, i když to u mnoha charakteristik není zcela pravdivé.
Thomas Morgan v roce 1908, studoval genetiku ovocné mušky, Drosophila melanogaster, ukázaly, že k dědičnosti fenotypů došlo, jak již dříve popsal Mendel. Kromě toho to byl on, kdo objasnil, že jednotky dědičnosti (geny) se přenášejí chromozomy.
Díky účasti mnoha dalších vědců tedy dnes víme, že k biologické dědičnosti dochází díky přenosu dědičných jednotek obsažených v chromozomech, a to buď v autozomálních, sexuálních nebo plastidových chromozomech (u eukaryot).
Exprese nebo vzhled daného fenotypu závisí na charakteristikách genotypu (dominance a recesivita).
Abychom pochopili, jak fungují mechanismy biologické dědičnosti, je nutné pochopit některé základní pojmy.
Ačkoli ne všechny zděděné znaky jsou způsobeny sekvencí nukleotidů, které tvoří DNA každého organismu, když mluvíme o biologické dědičnosti, mluvíme obecně o přenosu informací obsažených v genech.
Gen je tedy definován jako základní fyzická jednotka dědičnosti a jedná se o definovanou sekvenci DNA, která obsahuje všechny informace nezbytné pro expresi nějakého znaku nebo vlastnosti v živé bytosti..
Geny mohou mít více než jednu formu, produkt malých variací v pořadí, které je charakterizuje; alternativní formy stejného genu jsou známé jako alely.
Alely jsou obvykle definovány podle fenotypových charakteristik, které udělují, a v populaci je běžné najít více alel pro stejný gen.
Například savec zdědí dvě alely každého genu od svých rodičů, jednu od své matky a jednu od svého otce. Ta alela genotypu, která je vždy vyjádřena ve fenotypu, se nazývá dominantní alela, zatímco ta, která zůstává „tichá“ (z níž nejsou pozorovány žádné fenotypové vlastnosti), je známá jako recesivní alela..
V některých případech může dojít k tomu, že jsou obě alely exprimovány, což vytváří vzhled přechodného fenotypu, a proto se jim společně říká alely kodominantní..
Když jedinec zdědí dvě stejné alely od svých rodičů, ať už jsou dominantní nebo recesivní, je to geneticky řečeno známé jako homozygotní pro tyto alely. Když na druhé straně jedinec zdědí po rodičích dvě různé alely, jednu dominantní a druhou recesivní, nazývá se to pro tyto alely heterozygotní..
Geny prokaryotických a eukaryotických organismů se nacházejí na strukturách známých jako chromozomy. V prokaryotech, buňkách, které nemají jádro, je obvykle pouze jeden chromozom; je tvořen DNA asociovanou s některými proteiny, má kruhový tvar a vysoce stočený.
Eukaryota, buňky, které mají jádro, mají jeden nebo více chromozomů, v závislosti na druhu, a jsou tvořeny materiálem zvaným chromatin. Chromatin každého chromozomu se skládá z molekuly DNA úzce spojené se čtyřmi typy proteinů zvaných histony, které usnadňují jejich zhutnění v jádře..
U eukaryot existuje více než jeden typ chromozomu. Existují jaderné, mitochondriální a chloroplastidy (omezené na fotosyntetické organismy). Jaderné chromozomy jsou autozomální a sexuální (ty, které určují pohlaví).
Ploidy v celém počtu „sad“ chromozomů, které buňka má. Lidské bytosti, například jako všichni savci a mnoho zvířat, mají dvě sady chromozomů, jednu od otce a druhou od matky, proto se o jejich buňkách říká, že jsou diploidní..
Ti jedinci a / nebo buňky, které mají pouze jednu sadu chromozomů, jsou známé jako haploidy, zatímco organismy, které mají více než dvě sady chromozomů, jsou společně polyploidy (triploidy, tetraploidy, hexaploidy atd.).
U organismů se sexuální reprodukcí k tomu dochází díky fúzi dvou specializovaných buněk produkovaných dvěma různými jedinci: „mužem“ a „ženou“. Tyto buňky jsou gamety; muži produkují spermie (zvířata) nebo mikrospory (rostliny) a ženy produkují vajíčka nebo vaječné buňky.
Normálně je chromozomální zátěž pohlavních buněk (gamet) haploidní, to znamená, že tyto buňky jsou produkovány buněčným dělením, které zahrnuje snížení počtu chromozomů.
V živém organismu popisuje genotyp soubor genů (s příslušnými alelami), které kódují některé specifické rysy nebo vlastnosti a které se od ostatních odlišují určitou funkcí nebo sekvencí. Genotyp tedy představuje alelickou konstituci jedince.
Ačkoli se obecně říká, že genotyp je původcem fenotypu, je třeba mít na paměti, že existuje mnoho environmentálních a epigenetických faktorů, které mohou ovlivnit vzhled fenotypu.
Fenotyp doslovně znamená „zobrazená forma“. Mnoho textů jej definuje jako soubor viditelných charakteristik organismu, které vyplývají jak z exprese jeho genů (genotypu), tak z jeho interakce s prostředím, které jej obklopuje..
Většina fenotypů je produktem společného působení více než jednoho genu a stejný gen se může podílet na vytvoření více než jednoho konkrétního fenotypu.
K přenosu genů z rodičů na jejich potomky dochází v buněčném cyklu prostřednictvím mitózy a meiózy.
U prokaryot, kde k reprodukci dochází hlavně biparticí nebo binárním štěpením, se geny přenášejí z jedné buňky na její potomky přesnou kopií jejího chromozomu, který se vylučuje do dceřiné buňky dříve, než dojde k rozdělení..
Mnohobuněčné eukaryoty, které se obecně vyznačují tím, že mají dva typy buněk (somatické a sexuální), mají dva mechanismy přenosu nebo dědičnosti genů.
Somatické buňky, stejně jako jednodušší jednobuněčné organismy, se při dělení dělí mitózou, což znamená, že duplikují svůj chromozomální obsah a vylučují kopie směrem k dceřiným buňkám. Tyto kopie jsou obecně přesné, takže vlastnosti nových buněk jsou ekvivalentní charakteristikám „předků“.
Sexuální buňky hrají zásadní roli v sexuální reprodukci mnohobuněčných organismů. Tyto buňky, také známé jako gamety, jsou produkovány meiózou, která zahrnuje buněčné dělení se současným snížením chromozomální zátěže (jsou to haploidní buňky).
Prostřednictvím sexuální reprodukce reprodukují dva jedinci své geny z jedné generace na druhou spojením svých haploidních gametických buněk a vytvořením nového diploidního jedince, který sdílí vlastnosti obou rodičů..
Klasické příklady biologické dědičnosti, které se používají v učebních textech k vysvětlení tohoto procesu, jsou založeny na různých „modelových“ organismech..
Ovocná muška (D. melanogaster) například jeden ze studijních modelů pro zvířata používaný Thomasem Morganem má obvykle červené oči. Během svých experimentů však Morgan našel bělovlasého muže a zkřížil ho s červenookou ženou..
Vzhledem k tomu, že u tohoto druhu dominuje fenotyp „červených očí“, výsledek první generace tohoto kříže sestával z jedinců s červenými očima. Následné křížení mezi jedinci první generace (F1) mělo za následek generaci F2, ve které se objevily oba fenotypy..
Vzhledem k tomu, že se bílé oči objevily na F2 pouze v poměru blízkém 50% mužů, Morgan předpokládal, že se jedná o „dědičnost spojenou se sexuálním chromozomem“.
Zatím žádné komentáře