Back to the topics list

erfelijkheid

Erfelijkheid: de overdracht van genetische informatie

Erfelijkheid is het proces waarbij ouders via genen kenmerken of eigenschappen doorgeven aan hun nakomelingen. Genen zijn de basiseenheden van erfelijkheid en bestaan ​​uit DNA. DNA bevat de instructies voor het bouwen en onderhouden van een organisme. Deze instructies zijn georganiseerd in segmenten die genen worden genoemd en die zich bevinden op structuren die chromosomen worden genoemd.

Genen en chromosomen begrijpen

Elk organisme heeft een bepaald aantal chromosomen, die zich in de kern van de cel bevinden. Mensen hebben bijvoorbeeld 23 paar chromosomen, wat het totaal op 46 brengt. Eén set van 23 chromosomen wordt geërfd van de moeder en de andere set is van de vader. Deze combinatie van chromosomen bepaalt de genetische samenstelling van een individu, inclusief fysieke kenmerken, en in sommige gevallen de aanleg voor bepaalde ziekten.

Genen bestaan ​​uit een reeks DNA-basen: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G). De volgorde van deze basen bepaalt de informatie die beschikbaar is voor het opbouwen en onderhouden van een organisme, vergelijkbaar met de manier waarop letters van het alfabet in een bepaalde volgorde verschijnen om woorden en zinnen te vormen.

Mendeliaanse principes van erfelijkheid

Gregor Mendel, een 19e-eeuwse Oostenrijkse monnik, voerde experimenten uit met erwtenplanten die de basis legden voor ons begrip van erfelijkheid. De experimenten van Mendel leidden tot twee belangrijke wetten:

• Wet van segregatie: Deze wet stelt dat voor elk gegeven kenmerk het paar allelen (versies van een gen) segregeren (afzonderlijk zijn) tijdens de vorming van gameten (sperma en eicellen). Dit betekent dat elke gameet voor elke eigenschap slechts één allel ontvangt. Wanneer een sperma en een eicel zich verenigen tijdens de bevruchting, ontvangt het nageslacht van elke ouder één allel voor een eigenschap, waardoor het paar allelen wordt hersteld.
• Wet van onafhankelijke sortering: Deze wet stelt dat allelen voor verschillende eigenschappen onafhankelijk van elkaar naar geslachtscellen (&gameten) worden gedistribueerd. Deze wet legt uit waarom de overerving van één eigenschap geen invloed heeft op de overerving van een andere eigenschap.

Deze wetten helpen bij het verklaren van de overervingspatronen van eigenschappen die worden gereguleerd door afzonderlijke genen met twee allelen. Eén allel voor elk gen kan dominant zijn, wat betekent dat de eigenschappen ervan die van het andere, recessieve allel overschrijven.

Punnett-vierkanten en het voorspellen van genetische uitkomsten

Punnett-vierkanten zijn een hulpmiddel dat wordt gebruikt om de uitkomst van genetische kruisingen te voorspellen. Door de mogelijke combinaties van allelen die zouden kunnen voortkomen uit een genetische kruising in kaart te brengen, kunnen wetenschappers en genetici de waarschijnlijkheid voorspellen dat nakomelingen bepaalde eigenschappen erven.

Als we bijvoorbeeld een erwtenplant hebben die heterozygoot is voor de bloemkleur (Rr, waarbij R het allel is voor rode bloemen, en r het allel is voor witte bloemen), en we kruisen deze met een andere heterozygote plant (Rr), dan Het Punnett-vierkant zou er als volgt uitzien:

In dit geval is er een kans van 75% (3 op 4) dat de nakomelingen rode bloemen zullen hebben (RR of Rr), en een kans van 25% (1 op 4) dat ze witte bloemen zullen hebben (rr).

Niet-Mendeliaanse erfelijkheidspatronen

Hoewel de wetten van Mendel een basis bieden voor het begrijpen van erfelijkheid, volgen niet alle eigenschappen Mendeliaanse overervingspatronen. Enkele voorbeelden van niet-Mendeliaanse overerving zijn:

• Codominantie: Bij codominantie worden beide allelen voor een gen gelijkelijk tot expressie gebracht. Een voorbeeld is de bloedgroep AB bij mensen, waarbij allelen A en B beide tot expressie komen.
• Onvolledige dominantie: Bij onvolledige dominantie bevindt het fenotype van de heterozygoot zich tussen de fenotypen van de twee homozygoten. Bij leeuwebekjes levert een kruising tussen een plant met rode bloemen (RR) en een plant met witte bloemen (rr) bijvoorbeeld nakomelingen op met roze bloemen (Rr).
• Polygene overerving: Polygene overerving vindt plaats wanneer een eigenschap wordt gecontroleerd door twee of meer genen. Voorbeelden hiervan zijn menselijke eigenschappen zoals lengte, huidskleur en oogkleur.

De rol van het milieu bij erfelijkheid

Hoewel genen een cruciale rol spelen bij het bepalen van de eigenschappen van een organisme, kan de omgeving ook beïnvloeden hoe deze eigenschappen tot uiting komen. De kleur van hortensiabloemen kan bijvoorbeeld veranderen afhankelijk van de pH-waarde van de grond waarin ze zijn geplant. Op dezelfde manier kunnen voeding en lichaamsbeweging eigenschappen zoals lichaamsgewicht en spiermassa beïnvloeden.

Conclusie

Erfelijkheid is een complex proces dat wordt beïnvloed door genen, chromosomen en de omgeving. Door de studie van erfelijkheid hebben wetenschappers een dieper inzicht gekregen in de manier waarop eigenschappen van de ene generatie op de volgende worden doorgegeven, waardoor de deur wordt geopend voor vooruitgang in de genetica, de geneeskunde en de biotechnologie.