Back to the topics list

наследственность

Наследственность: передача генетической информации

Наследственность — это процесс, посредством которого родители передают характеристики или черты своему потомству через гены. Гены являются основными единицами наследственности и состоят из ДНК. ДНК содержит инструкции по построению и поддержанию организма. Эти инструкции организованы в сегменты, называемые генами, которые расположены в структурах, называемых хромосомами.

Понимание генов и хромосом

Каждый организм имеет определенное количество хромосом, которые находятся в ядре клетки. У человека, например, 23 пары хромосом, всего их 46. Один набор из 23 хромосом унаследован от матери, а другой — от отца. Эта комбинация хромосом определяет генетический состав человека, включая физические характеристики, а в некоторых случаях и предрасположенность к определенным заболеваниям.

Гены состоят из последовательности оснований ДНК: аденина (А), тимина (Т), цитозина (С) и гуанина (G). Последовательность этих основ определяет информацию, доступную для построения и поддержания организма, подобно тому, как буквы алфавита появляются в определенном порядке, образуя слова и предложения.

Менделевские принципы наследственности

Грегор Мендель, австрийский монах XIX века, проводил эксперименты с горохом, которые заложили основу для нашего понимания наследственности. Эксперименты Менделя привели к двум ключевым законам:

• Закон сегрегации: этот закон гласит, что для любого данного признака пара аллелей (версий гена) разделяется (отдельно) во время формирования гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). Это означает, что каждая гамета получает только одну аллель по каждому признаку. Когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются во время оплодотворения, потомство получает по одной аллели признака от каждого родителя, восстанавливая таким образом пару аллелей.
• Закон независимого подбора: Этот закон гласит, что аллели разных признаков распределяются по половым клеткам (и гаметам) независимо друг от друга. Этот закон объясняет, почему наследование одного признака не влияет на наследование другого признака.

Эти законы помогают объяснить закономерности наследования признаков, которые регулируются отдельными генами с двумя аллелями. Одна аллель каждого гена может быть доминантной, то есть ее признаки переопределяют черты другой, рецессивной аллели.

Квадраты Пеннета и прогнозирование генетических результатов

Квадраты Пеннета — это инструмент, используемый для прогнозирования результатов генетических скрещиваний. Составляя карту возможных комбинаций аллелей, которые могут возникнуть в результате генетического скрещивания, ученые и генетики могут предсказать вероятность того, что потомство унаследует определенные черты.

Например, если у нас есть растение гороха, гетерозиготное по окраске цветков (Rr, где R — аллель красных цветков, а r — аллель белых цветков), и мы скрещиваем его с другим гетерозиготным растением (Rr), Площадь Пеннета будет выглядеть так:

В этом случае существует вероятность 75 % (3 из 4) того, что у потомства будут красные цветки (RR или Rr), и вероятность 25 % (1 из 4), что у них появятся белые цветки (rr).

Неменделевские закономерности наследования

Хотя законы Менделя обеспечивают основу для понимания наследственности, не все черты соответствуют менделевским закономерностям наследования. Некоторые примеры неменделевского наследования включают:

• Кодоминирование: при кодоминировании обе аллели гена выражены одинаково. Примером является группа крови AB у людей, где выражены оба аллеля A и B.
• Неполное доминирование. При неполном доминировании фенотип гетерозиготы занимает промежуточное положение между фенотипами двух гомозигот. Например, у львиного зева скрещивание растения с красными цветками (RR) и растения с белыми цветками (rr) дает потомство с розовыми цветками (Rr).
• Полигенное наследование: Полигенное наследование происходит, когда признак контролируется двумя или более генами. Примеры включают человеческие черты, такие как рост, цвет кожи и цвет глаз.

Роль окружающей среды в наследственности

Хотя гены играют решающую роль в определении черт организма, окружающая среда также может влиять на то, как эти черты выражаются. Например, цвет цветков гортензии может меняться в зависимости от уровня pH почвы, в которую они посажены. Точно так же питание и физические упражнения могут влиять на такие характеристики, как вес тела и мышечная масса.

Заключение

Наследственность – это сложный процесс, на который влияют гены, хромосомы и окружающая среда. Благодаря изучению наследственности ученые получили более глубокое понимание того, как черты передаются от одного поколения к другому, открывая двери для достижений в генетике, медицине и биотехнологии.