Teoria dziedziczenia biologicznego i koncepcje, jak jest przesyłana, przykłady

Dziedziczenie biologiczne Jest to proces, w którym potomstwo komórki lub organizmu otrzymuje genetyczny posag swoich rodziców. Badanie genów i sposób, w jaki są one przesyłane z jednego pokolenia na drugie, jest dziedziną badań genetyki dziedzictwa.

Dziedziczenie można zdefiniować jako podobieństwo między rodzicami i ich potomkami, ale termin ten obejmuje również różnice związane z zmiennością genetyczną, która występuje podczas rozmnażania.

Swan i jego młody (obraz Hansa Benna na www.Pixabay.com)

Dziedziczenie biologiczne jest jednym z najważniejszych atrybutów żywych komórek, a zatem organizmów wielokomórkowych, ponieważ oznacza zdolność do przekazywania właściwości i cech określonych przez kolejne pokolenia, współpracując z mechanizmami adaptacyjnymi i naturalnymi.

Wielu autorów pochodzi od opinii, że człowiek się zapoznał, to podstawowe koncepcje dziedziczenia biologicznego od tysięcy lat, kiedy rozpoczęły się procesy udomowienia roślin i zwierząt, a wybór cech, które uważał za najważniejsze, wykonał krzyże dla uzyskania zjazdów, które tego zachowają te cechy.

Jednak nasze obecne zrozumienie fizycznych i molekularnych podstaw dziedziczenia jest stosunkowo niedawne, ponieważ nie zostały one wyjaśnione do początku XX wieku, kiedy społeczność naukowa znalazła chromosomalną teorię dziedziczenia.

Pomimo powyższego zasady dziedziczenia cech lub postaci zostały przeanalizowane z pewną głębokością kilka lat wcześniej przez Gregorio Mendel, który jest obecnie uważany za „ojca dziedzictwa”.

Ważne jest, aby wspomnieć, że zarówno przed, jak i po sformułowaniu tej chromosomalnej teorii dziedziczenia, wiele innych odkryć miało transcendentalne znaczenie dla naszego współczesnego zrozumienia genetyki żywych istot. Wśród nich można wspomnieć między innymi izolację i charakterystykę kwasów nukleinowych, odkrycie i badanie chromosomów.

[TOC]

Teoria dziedziczenia biologicznego

Grzegorz Mendel

Podstawowe podstawy dziedziczenia zostały początkowo zaproponowane przez austriackiego mnicha Gregorio Mendel (1822–1884) w 1856 r.

Mendel zrozumiał, na podstawie eksperymentów, które przeprowadził na krzyżach roślin groszku, że zarówno podobieństwa, jak i różnice między rodzicami i ich potomkami można wyjaśnić mechanicznym przekazaniem dyskretnych jednostek dziedzicznych, to znaczy genów.

Groch Mendla i ich cechy (źródło: nefronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)] przez Wikimedia Commons)

To położyło podstawy zrozumienia współczesnej genetyki, ponieważ dowiedziało się, że przyczyną dziedziczności bohaterów była fizyczna transfer genów w chromosomach poprzez reprodukcję (seksualne lub bezpłciowe).

Zgodnie z uzyskanymi wynikami Mendel sformułował „prawa dziedziczenia”, które obecnie obowiązują dla niektórych znaków:

Może ci służyć: co to jest recesja? (Z przykładami)

- Prawo segregacji: utrzymuje, że geny mają „alternatywne” formy znane jako Allele i to bezpośrednio wpływa na fenotyp (widoczne cechy).

- Prawo niezależnego dziedziczenia: oznacza to, że dziedziczenie jednej cechy jest niezależne od innej, chociaż nie jest to całkowicie prawdziwe dla wielu cech.

Thomas Morgan w 1908 roku, badając genetykę muchy owoców, Muszka owocowa, Wykazał, że dziedzictwo fenotypów wystąpiło, jak opisano wcześniej Mendel. Ponadto to on wyjaśnił, że jednostki dziedziczenia (geny) były przenoszone przez chromosomy.

Zatem, a dzięki uczestnictwu wielu innych badaczy, wiemy dziś, że dziedziczenie biologiczne jest podawane dzięki przeniesieniu dziedzicznych jednostek zawartych w chromosomach, albo w chromosomach autosomalnych, seksualnych lub plastydowych (w eukariotach).

Ekspresja lub pojawienie się określonego fenotypu zależy od charakterystyki genotypu (dominacja i recesja).

Podstawowe koncepcje

Aby zrozumieć, jak działają mechanizmy dziedziczenia biologicznego, konieczne jest zrozumienie niektórych podstawowych pojęć.

Chociaż nie wszystkie odziedziczone cechy są spowodowane sekwencją nukleotydową, która tworzą DNA każdego organizmu, kiedy odnosimy się do dziedziczenia biologicznego, ogólnie mówimy o przekazywaniu informacji zawartych w genach.

Gen

Gen jest zatem zdefiniowany jako podstawowa fizyczna jednostka dziedziczenia i jest zdecydowaną sekwencją DNA, która zawiera wszystkie niezbędne informacje do wyrażania jakiejś cechy lub charakterystyki w żywej istocie.

Allele

Geny mogą mieć więcej niż jeden sposób, produkt małych zmian w sekwencji, która je charakteryzuje; Alternatywne formy tego samego genu są znane jako allele.

Zwykle allele są definiowane zgodnie z cechami fenotypowymi, które nadają i, w populacji, często można znaleźć wiele alleli dla tego samego genu.

DNA, geny i chromosomy (Źródło: Thomas Splettssser [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)] przez Wikimedia Commons)

Na przykład ssak dziedziczy od rodziców dwa allele każdego genu, jeden pochodzi od jego matki, a drugi od ojca. Że allel genotypu, który jest zawsze wyrażany w fenotypie, nazywa się dominującym allelem, podczas gdy ten, który pozostaje „cichy” (z którego obserwuje się cechy fenotypowe) jest znany jako allel recesywny.

W niektórych przypadkach można wyrazić oba allele, generując pojawienie się fenotypu pośredniego, więc są one nazywane allele.

Homozygoza i heterozygoza

Kiedy dana osoba dziedziczy dwa allele swoich rodziców, czy to dwa dominujące czy recesywne, jest znane genetycznie, jako homozygotyczne dla takich alleli. Kiedy z drugiej strony osoba dziedziczy dwa różne allele, jeden dominujący i drugi recesywny, nazywa się ją heterozygotycznymi dla takich alleli.

Może ci służyć: prosta

Chromosomy

Geny organizmów prokariotycznych i eukariotycznych znajdują się w strukturach zwanych chromosomami. W prokariotach komórki, które nie mają rdzenia, zwykle jest tylko jeden chromosom; Składa się z DNA związanego z niektórymi białkami, ma okrągły kształt i jest wyjątkowo zapisany.

Eukarionty, komórki o rdzeniu, mają jeden lub więcej chromosomów, w zależności od gatunku, i składają się z materiału zwanego chromatyną. Chromatyna każdego chromosomu składa się z cząsteczki DNA ściśle związanej z czterema rodzajami białek zwanych histonami, które ułatwiają jej zagęszczenie w jądrze.

W eukariotach istnieje więcej niż jeden rodzaj chromosomu. Istnieją jądrowe, mitochondrialne i chloroplastyczne (ograniczone do organizmów fotosyntetycznych). Chromosomy jądrowe są autosomalne i seksualne (te, które określają seks).

Ploidia

Ploidia w pełnej liczbie „gier” chromosomów, które ma komórka. Na przykład istoty ludzkie, podobnie jak wszystkie ssaki i duża liczba zwierząt, mają dwie gry chromosomów, jedną od ojca i jedną od matki, mówi się o ich komórkach, które są diploidalne.

Haploidy i poliploidy

Te osoby i/lub komórki, które mają jedną grę chromosomów, są znane jako haploidy, tymczasem organizmy, które mają więcej niż dwie gry chromosomalne, to razem poliploidy (triploidy, tetraploidy, heksaploidy i tak dalej).

Gamety

W organizmach z rozmnażaniem płciowym dzieje się tak dzięki połączeniu dwóch wyspecjalizowanych komórek, wytwarzanych przez dwie różne osoby: „samca” i „żeńska”. Komórki te są gametami; Samce produkują nasienie (zwierzęta) lub mikrospory (rośliny), a kobiety wytwarzają jajniki lub jajowate.

Zwykle obciążenie chromosomalne komórek płciowych (gamety) jest haploidalne, to znaczy komórki te są wytwarzane przez podział komórek, który implikuje zmniejszenie liczby chromosomów.

Genotyp

W żywym organizmie genotyp opisuje zestaw genów (z odpowiednimi allelami), które kodują one dla niektórych specyficznych funkcji lub charakterystyki i które odróżniają się od innych przez określoną funkcję lub sekwencję. Następnie genotyp reprezentuje alleliczną konstytucję jednostki.

Chociaż ogólnie mówi się, że genotyp jest tym, co skutkuje fenotypem, ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że istnieje wiele czynników środowiskowych i epigenetycznych, które mogą warunkować pojawieniem się fenotypu.

Fenotyp

Fenotyp dosłownie oznacza „pokazaną formę”. Wiele tekstów definiuje to jako zbiór widocznych cech organizmu, który wynika zarówno z ekspresji jego genów (genotyp), jak i jego interakcji z otaczającym środowiskiem.

Większość fenotypów jest produktem skoordynowanego działania więcej niż jednego genu, a ten sam gen może uczestniczyć w ustanowieniu więcej niż jednego konkretnego fenotypu.

Może ci służyć: Dihíbrido Cross

W jaki sposób jest dziedzictwo genetyczne?

Przenoszenie genów progenitorów w kierunku ich potomków występuje w cyklu komórkowym poprzez mitozę i mejozę.

W prokariotach, w których reprodukcja odbywa się głównie przez dwustronną binarną lub rozszczepienie, geny są przenoszone z komórki do ich potomków za pomocą dokładnej kopii jego chromosomu, który jest segregowany w kierunku komórki córki przed wystąpieniem podziału.

Pluricomórkowe eukariotów, które ogólnie charakteryzują się posiadaniem dwóch rodzajów komórek (somatycznych i seksualnych), mają dwa mechanizmy transmisji lub genów.

Komórki somatyczne, a także prostsze organizmy jednokomórkowe, po podzieleniu robią to przez mitozę, co oznacza, że ​​podwójnie ich zawartość chromosomalna i wydzielają kopie w kierunku komórek potomnych. Kopie te są zwykle dokładne, więc cechy nowych komórek są równoważne z cechami „rodziców”.

Komórki seksualne odgrywają fundamentalną rolę w reprodukcji płciowej organizmów wielokomórkowych. Komórki te, znane również jako gamety, są wytwarzane przez mejozę, co implikuje podział komórki z jednoczesnym zmniejszeniem obciążenia chromosomalnego (są to komórki haploidalne).

Poprzez rozmnażanie płciowe dwie osoby przechodzą swoje geny z pokolenia na drugie, łącząc haploidalne komórki gametyczne i tworząc nową diploidalną osobę, która ma charakterystykę obojga rodziców.

Przykłady dziedziczenia

Klasyczne przykłady dziedziczenia biologicznego, które są stosowane w tekstach dydaktycznych w celu wyjaśnienia tego procesu oparte na różnych organizmach „modelu”.

Lata owoców (D. Melanogaster) Na przykład jeden z modeli badanych dla zwierząt używanych przez Thomasa Morgana, zwykle ma czerwone oczy. Jednak podczas swoich eksperymentów Morgan znalazł mężczyznę z białymi oczami i przekroczył go z czerwoną kobietą.

Muszka owocowa. Muszka owocowa. Zrobione i zredagowane z: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

W związku z faktem, że fenotyp „czerwone oczy” jest dominujący w tym gatunku, wynik pierwszego pokolenia wspomnianego przejścia jest utworzony przez osoby z czerwonymi. Kolejne krzyże wśród osób z pierwszej generacji (F1) spowodowały generowanie F2, w którym pojawiły się oba fenotypy.

Ponieważ białe oczy pojawiły się tylko w F2 w proporcji zbliżonej do 50% mężczyzn, Morgan oznaczał, że było to „dziedzictwo związane z chromosomem seksualnym”.

Bibliografia

1. Gardner, J. I., Simmons, J. I., & SNUSTAD, D. P. (1991). Główny genetyczny. Wydanie 8 '". John Wiley i synowie.
2. Henderson, m. (2009). 50 pomysłów genetyki, które naprawdę musisz wiedzieć. Książki Quercus.
3. Salomon, e. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologia (9. EDN). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.
4. Suzuki, zm. T., & Griffiths, a. J. (1976). Wprowadzenie do analizy genetycznej. WH Freeman and Company.
5. Watson, J. D. (2004). Biologia molekularna genu. Pearson Education India