遺伝とは、親が遺伝子を通じて特性や特徴を子孫に伝えるプロセスです。遺伝子は遺伝の基本単位で、DNA で構成されています。DNA には、生物を構築および維持するための指示が含まれています。これらの指示は、染色体と呼ばれる構造上に位置する遺伝子と呼ばれるセグメントに編成されています。
それぞれの生物には、細胞の核の中に一定数の染色体があります。たとえば、人間は 23 対の染色体を持ち、合計 46 個になります。23 組の染色体のうち 1 組は母親から受け継がれ、もう 1 組は父親から受け継がれます。この染色体の組み合わせによって、身体的特徴や、場合によっては特定の病気に対する素因など、個人の遺伝的構成が決まります。
遺伝子は、アデニン (A)、チミン (T)、シトシン (C)、グアニン (G) という DNA 塩基の配列で構成されています。これらの塩基の配列によって、生物の構築と維持に利用できる情報が決まります。これは、アルファベットの文字が特定の順序で出現して単語や文章を形成するのと似ています。
19 世紀のオーストリアの修道士、グレゴール・メンデルは、エンドウ豆の植物を使った実験を行い、遺伝についての理解の基礎を築きました。メンデルの実験によって、2 つの重要な法則が生まれました。
これらの法則は、2 つの対立遺伝子を持つ単一の遺伝子によって制御される形質の遺伝パターンを説明するのに役立ちます。各遺伝子の 1 つの対立遺伝子が優性である場合、その形質は他の劣性対立遺伝子の形質を上書きすることを意味します。
パネット図は、遺伝子交配の結果を予測するために使用されるツールです。遺伝子交配によって生じる可能性のある対立遺伝子の組み合わせをマッピングすることで、科学者や遺伝学者は子孫が特定の形質を受け継ぐ確率を予測できます。
たとえば、花の色がヘテロ接合のエンドウ豆の植物 (Rr、R は赤い花の対立遺伝子、r は白い花の対立遺伝子) があり、それを別のヘテロ接合の植物 (Rr) と交配すると、パネットの四角形は次のようになります。
| R | r | |
| R | RR | えー |
| r | えー | rr |
この場合、子孫が赤い花 (RR または Rr) を咲かせる可能性は 75% (4 分の 3)、白い花 (rr) を咲かせる可能性は 25% (4 分の 1) です。
メンデルの法則は遺伝を理解するための基礎となりますが、すべての形質がメンデルの遺伝パターンに従うわけではありません。メンデルの法則に従わない遺伝の例としては、次のようなものがあります。
遺伝子は生物の特性を決定する上で重要な役割を果たしますが、環境もこれらの特性の発現に影響を与えることがあります。たとえば、アジサイの花の色は、植えられている土壌の pH レベルに応じて変化します。同様に、栄養と運動は体重や筋肉量などの特性に影響を与えます。
遺伝は、遺伝子、染色体、環境の影響を受ける複雑なプロセスです。遺伝の研究を通じて、科学者は形質が世代から世代へとどのように受け継がれるかについてより深い理解を獲得し、遺伝学、医学、バイオテクノロジーの進歩への扉を開きました。
