Содержание
- Мендель: начало понимания генетики
- Основы наследственных признаков
- Менделевское наследство: доминантные и рецессивные черты
- Не менделевское наследование
- Кодоминантность: примеры в природе
- Типы крови: пример
- Подробнее о неполном доминировании против кодоманства
Только в середине 19-го века кто-то проводил то, что оказалось бы неоспоримой и неопровержимой работой над механизмами, лежащими в основе генетики человека, как в краткосрочной перспективе (наследование, или передача признаков от родителей к потомству) и в долгосрочной перспективе (эволюция или сдвиги в частотах аллелей данных популяций на протяжении сотен, тысяч или даже миллионов поколений).
В середине 1800-х годов в Англии биолог по имени Чарльз Дарвин был занят подготовкой к публикации своих основных открытий в области естественный отбор а также спуск с модификацией- концепции, которые сейчас находятся на первом месте в списке терминологии каждого ученого, но в то время находились где-то между неизвестным и противоречивым.
Мендель: начало понимания генетики
В то же время молодой австрийский монах с богатым научным образованием, некоторым серьезным опытом садоводства и сверхъестественным уровнем терпения по имени Грегор Мендель объединил эти активы, чтобы создать ряд важных гипотез и теорий, которые продвигали науки о жизни путем огромный скачок практически за одну ночь, среди них закон сегрегации и закон независимого ассортимента.
Мендель известен прежде всего тем, что представил идею геныили молекулярные инструкции, содержащиеся в ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) относящиеся к данной физической особенности, и аллели, которые являются различными версиями одного и того же гена (как правило, каждый ген имеет два аллеля).
Благодаря своим теперь известным экспериментам с растениями гороха он создал концепции доминантных и рецессивных аллелей и понятия фенотип а также генотип.
Основы наследственных признаков
Прокариотыкоторые представляют собой одноклеточные организмы, такие как бактерии, размножаются бесполым путем создания точных копий самих себя с помощью процесса, называемого двойное деление, Результатом прокариотического размножения являются две дочерние клетки, которые генетически идентичны родительской клетке и друг другу. То есть потомки прокариот при отсутствии генетических мутаций являются просто копиями друг друга.
Эукариоты, напротив, являются организмами, которые размножаются половым путем в процессе деления клеток митоз а также мейози включают растения, животных и грибки. Каждый дочерний зов получает половину своего генетического материала от одного родителя и половину от другого, причем каждый родитель вносит случайно выбранный аллель из каждого из своих генов в генетическую смесь потомства через гаметы или половые клетки, продуцируемые в мейозе.
(У человека самец производит гаметы, называемые сперматозоиды и женщина создает яйцеклетки.)
Менделевское наследство: доминантные и рецессивные черты
Обычно один аллель доминирует над другим и полностью маскирует свое присутствие на уровне выраженных или видимых признаков.
Например, у растений гороха круглые семена доминирующий над морщинистыми семенами, потому что если в ДНК растений присутствует хотя бы одна копия аллеля, кодирующего круглую черту (представленную заглавной буквой, в данном случае R), аллель, кодирующий морщинистую черту, не действует, хотя ее можно пропустить на следующее поколение растений.
Генотип организма для данного гена представляет собой просто комбинацию аллелей, в которых он имеет этот ген, например, RR (результат обеих родительских гамет, содержащих «R») или rR (результат того, что одна гамета вносит «r», а другая - "Р").Фенотип организмов является физическим проявлением этого генотипа (например, округлый или морщинистый).
Если растение с генотипом Rr скрещивается само с собой (растения могут самоопыляться, что очень удобно, когда локомоция невозможна), то четырьмя возможными генотипами получающегося потомства являются RR, rR, Rr и rr. Поскольку для экспрессии рецессивного признака должны присутствовать две копии рецессивного аллеля, только у «rr» потомков есть морщинистые семена.
Когда генотип организма по признаку состоит из двух одинаковых аллелей (например, RR или rr), организм говорит гомозиготных за эту черту («гомо» означает «то же самое»). Когда присутствует один из каждого аллеля, организм гетерозиготный для этой черты («гетеро» означает «другой»).
Не менделевское наследование
Как у растений, так и у животных не все гены подчиняются вышеупомянутой доминантно-рецессивной схеме, что приводит к различным формам неменделевского наследования. Две формы основного генетического значения неполное доминирование а также кодоминантность.
В неполное доминированиеу гетерозиготных потомков проявляются фенотипы, промежуточные между гомозиготной доминантной и гомозиготной рецессивными формами.
Например, в цветке четырех часов красный (R) доминирует над белым (r), но потомки Rr или rR не являются красными цветами, как это было бы в менделевской схеме. Вместо этого они являются розовыми цветами, как если бы родительские цветы смешались, как краски на палитре.
В кодоминантностькаждый аллель оказывает одинаковое влияние на полученный фенотип. Однако, вместо равномерного смешения черт, каждый черта полностью выражена, но в разных частях организма. Хотя это может показаться запутанным, примеров кодоминирования достаточно, чтобы проиллюстрировать это явление, как вы увидите на мгновение.
Кодоминантность: примеры в природе
Вы без сомнения заметили различных животных с полосами или пятнами на меху или коже, таких как зебры и леопарды. Это архетипический пример codominance.
Если бы растения гороха придерживались кодоминантной схемы, любое данное растение с генотипом Rr имело бы смесь гладкого гороха и морщинистого гороха, но без промежуточных, то есть, округлый, но морщинистый, горох.
Последний сценарий будет указывать на неполное доминирование, и все горох будет иметь одинаковую форму; чисто круглый и чисто морщинистый горох не будет заметен нигде на растении.
Типы крови человека служат отличным примером кодоминирования. Как вы знаете, группы крови человека могут быть классифицированы как A, B, AB или O.
Это результат того, что каждый родитель вносит свой вклад либо в белок А на поверхности эритроцитов, либо в белок В, либо в отсутствие белка, который обозначается как «О». Таким образом, возможными генотипами в человеческой популяции являются AA, BB, AB (это также можно записать как «BA», поскольку функциональный результат одинаков и какой родитель вносит свой вклад, какой аллель не имеет значения), AO, BO или OO. (Важно признать, что, хотя белки А и В являются кодоминантными, О не является аллелем, но на самом деле его нет, поэтому он не помечен одинаково.)
Типы крови: пример
Здесь вы можете сами поработать с различными комбинациями генотип-фенотип. Это забавное упражнение, когда вы знаете свою группу крови и хотите узнать о возможных генотипах ваших родителей или тех, которые у вас есть.
Например, если у вас есть группа крови O, оба ваших родителя должны были пожертвовать «пустой» вашему геному (сумму всех ваших генов). Это не означает, однако, что у любого из ваших родителей обязательно есть O в качестве группы крови, потому что один или оба могут иметь генотип AO, OO или BO.
Таким образом, единственная уверенность в том, что ни один из ваших родителей не может иметь кровь типа АВ.
Подробнее о неполном доминировании против кодоманства
Несмотря на то, что неполное доминирование и кодоминирование являются явно схожими формами наследования, важно иметь в виду разницу между смешиванием признаков в первом и продуцированием дополнительного фенотипа во втором.
Кроме того, некоторые не полностью доминирующие признаки имеют вклад от нескольких генов, таких как рост человека и цвет кожи. Это несколько интуитивно понятно, потому что эти черты не являются простой смесью родительских черт и вместо этого существуют в континууме.
Это известно как полигенна («много генов») наследование, схема, которая не имеет отношения к кодинированию.