Kalıtım, ebeveynlerin özelliklerini veya niteliklerini genler yoluyla yavrularına aktardığı süreçtir. Genler kalıtımın temel birimleridir ve DNA'dan oluşurlar. DNA, bir organizmanın inşası ve sürdürülmesiyle ilgili talimatları içerir. Bu talimatlar, kromozom adı verilen yapıların üzerinde yer alan, gen adı verilen bölümler halinde düzenlenmiştir.
Her organizmanın hücre çekirdeğinde bulunan belirli sayıda kromozomu vardır. Örneğin insanlarda 23 çift kromozom vardır ve toplamda 46 kromozom bulunur. 23 kromozomdan oluşan bir takım anneden, diğer takım ise babadan alınır. Kromozomların bu kombinasyonu, bireyin fiziksel özellikleri de dahil olmak üzere genetik yapısını ve bazı durumlarda belirli hastalıklara yatkınlığı belirler.
Genler bir dizi DNA bazlarından oluşur: adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G). Bu bazların sırası, bir organizmayı inşa etmek ve sürdürmek için mevcut olan bilgiyi belirler; tıpkı alfabedeki harflerin belirli bir sırayla kelimeler ve cümleler oluşturması gibi.
19. yüzyılda Avusturyalı bir keşiş olan Gregor Mendel, bezelye bitkileriyle kalıtım anlayışımızın temelini oluşturan deneyler yaptı. Mendel'in deneyleri iki temel yasaya yol açtı:
Bu yasalar, iki allelli tek genler tarafından düzenlenen özelliklerin kalıtım kalıplarını açıklamaya yardımcı olur. Her gen için bir alel baskın olabilir, bu da onun özelliklerinin diğer resesif alelin özelliklerini geçersiz kıldığı anlamına gelir.
Punnett kareleri genetik çaprazlamaların sonucunu tahmin etmek için kullanılan bir araçtır. Bilim adamları ve genetikçiler, genetik çaprazlamadan kaynaklanabilecek olası alel kombinasyonlarını haritalandırarak, yavruların belirli özellikleri miras alma olasılığını tahmin edebilirler.
Örneğin, çiçek rengi açısından heterozigot olan bir bezelye bitkimiz varsa (Rr, burada R, kırmızı çiçekler için aleldir ve r, beyaz çiçekler için aleldir) ve onu başka bir heterozigot bitki (Rr) ile çaprazlarsak, Punnett meydanı şöyle görünecektir:
| R | R | |
| R | $$ | RR |
| R | RR | rr |
Bu durumda, yavruların kırmızı çiçeklere (RR veya Rr) sahip olma şansı %75 (4'te 3) ve beyaz çiçeklere (rr) sahip olma şansı da %25'tir (4'te 1).
Mendel yasaları kalıtımı anlamak için bir temel sağlarken, tüm özellikler Mendel kalıtım kalıplarını takip etmez. Mendel dışı kalıtımın bazı örnekleri şunlardır:
Genler bir organizmanın özelliklerinin belirlenmesinde kritik bir rol oynarken, çevre de bu özelliklerin nasıl ifade edildiğini etkileyebilir. Örneğin ortanca çiçeklerinin rengi, ekildiği toprağın pH seviyesine bağlı olarak değişebilmektedir. Benzer şekilde beslenme ve egzersiz de vücut ağırlığı ve kas kütlesi gibi özellikleri etkileyebilir.
Kalıtım genlerden, kromozomlardan ve çevreden etkilenen karmaşık bir süreçtir. Kalıtım çalışmaları sayesinde bilim insanları, özelliklerin bir nesilden diğerine nasıl aktarıldığına dair daha derin bir anlayış elde ederek genetik, tıp ve biyoteknolojideki ilerlemelere kapı açtılar.
