Dziedziczenie cech to bardzo ważny temat w biologii.
Geny i Chromosomy: Podstawy
Wyobraź sobie, że jesteś detektywem. Twoim zadaniem jest odkryć, jak cechy przechodzą z rodziców na dzieci.
Podpowiedź? Geny! Geny to instrukcje, które mówią twojemu ciału, jak ma wyglądać i działać.
Geny znajdują się na chromosomach. Chromosomy to jakby segregatory z informacjami. Każda komórka w twoim ciele ma 23 pary chromosomów.
Po jednym chromosomie z każdej pary dostajesz od mamy, a drugi od taty.
DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) to materiał genetyczny, z którego zbudowane są geny i chromosomy. Myśl o tym jak o bardzo długiej instrukcji.
Locus to konkretne miejsce, gdzie dany gen znajduje się na chromosomie.
Ale co to znaczy "dziedziczenie"?
Dziedziczenie to po prostu przekazywanie cech z rodziców na potomstwo.
Na przykład, kolor twoich oczu, wzrost, a nawet pewne predyspozycje.
Prawo Mendla
Gregor Mendel, mnich, jest nazywany ojcem genetyki.
Przeprowadził on eksperymenty na groszku i odkrył podstawowe zasady dziedziczenia.
Prawo segregacji: Podczas tworzenia komórek rozrodczych (gamet), pary alleli (wersje genów) rozdzielają się. Potomek otrzymuje jeden allel od każdego rodzica.
Prawo niezależnej segregacji: Allele różnych genów segregują niezależnie od siebie podczas tworzenia gamet. Oznacza to, że kolor oczu nie wpływa na kolor włosów.
Allele to różne wersje tego samego genu. Na przykład, gen koloru oczu może mieć allel na oczy niebieskie i allel na oczy brązowe.
Jeśli masz dwa identyczne allele dla danej cechy, jesteś homozygotą.
Jeśli masz dwa różne allele, jesteś heterozygotą.
Fenotyp to twoje cechy fizyczne (np. kolor oczu, wzrost).
Genotyp to twoje geny (kombinacja alleli).
Wyobraź sobie, że masz gen na kolor kwiatu. Jeden allel to czerwony (R), a drugi to biały (r).
Jeśli genotyp to RR, fenotyp to czerwony kwiat.
Jeśli genotyp to rr, fenotyp to biały kwiat.
Jeśli genotyp to Rr, a czerwony jest dominujący, fenotyp to czerwony kwiat. Biały allel (r) jest wtedy recesywny.
Dziedziczenie sprzężone z płcią
Niektóre geny znajdują się na chromosomach płci – X i Y.
Kobiety mają dwa chromosomy X (XX), a mężczyźni mają jeden chromosom X i jeden chromosom Y (XY).
Geny znajdujące się na chromosomie X nazywane są genami sprzężonymi z płcią.
Choroby takie jak hemofilia i daltonizm są przykładami chorób sprzężonych z płcią.
Zwykle dotyczą one częściej mężczyzn, ponieważ mają tylko jeden chromosom X. Jeśli odziedziczą wadliwy allel na chromosomie X, nie mają drugiego chromosomu X, który by go zrekompensował.
Kobiety, które mają jeden wadliwy allel na chromosomie X, są zwykle nosicielkami. Same nie chorują, ale mogą przekazać wadliwy allel swoim dzieciom.
Rekombinacja Genetyczna
Podczas mejozy (proces powstawania komórek rozrodczych) dochodzi do rekombinacji genetycznej, inaczej crossing-over.
To proces, w którym chromosomy homologiczne (chromosomy z tej samej pary) wymieniają się fragmentami.
Powoduje to powstanie nowych kombinacji genów, co zwiększa różnorodność genetyczną.
Im bliżej siebie znajdują się dwa geny na chromosomie, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że zostaną rozdzielone podczas crossing-over.
Mapy genetyczne wykorzystują częstotliwość crossing-over do określania względnej odległości między genami na chromosomie.
Mutacje Chromosomowe
Czasami zdarzają się błędy w liczbie lub strukturze chromosomów.
To są mutacje chromosomowe.
Aneuploidia to sytuacja, w której komórka ma nieprawidłową liczbę chromosomów.
Na przykład, trisomia 21 (zespół Downa) występuje, gdy dana osoba ma trzy kopie chromosomu 21 zamiast dwóch.
Inne mutacje chromosomowe obejmują delecje (utrata fragmentu chromosomu), duplikacje (powielenie fragmentu chromosomu), inwersje (odwrócenie fragmentu chromosomu) i translokacje (przeniesienie fragmentu chromosomu na inny chromosom).
Mutacje chromosomowe mogą powodować różne problemy zdrowotne.
Dziedziczenie mitochondrialne
Oprócz DNA znajdującego się w jądrze komórkowym, mamy również DNA w mitochondriach.
Mitochondria to organella komórkowe, które odpowiadają za produkcję energii.
DNA mitochondrialne jest dziedziczone tylko po matce.
Oznacza to, że choroby mitochondrialne są przekazywane tylko przez matkę.
Podsumowanie
Chromosomy i geny są podstawą dziedziczenia.
Prawa Mendla wyjaśniają, jak cechy są przekazywane z rodziców na potomstwo.
Rekombinacja genetyczna zwiększa różnorodność genetyczną.
Mutacje chromosomowe mogą powodować problemy zdrowotne.
DNA mitochondrialne jest dziedziczone tylko po matce.
Zrozumienie tych koncepcji jest kluczowe do zrozumienia genetyki i biologii.
