moștenirea biologică Este procesul prin care descendenții unei celule sau ai unui organism primesc înzestrarea genetică a părinților lor. Studiul genelor și modul în care acestea sunt transmise de la o generație la alta este domeniul de studiu al geneticii eredității..
Ereditatea poate fi definită ca asemănarea dintre părinți și descendenții lor, dar acest termen cuprinde și diferențele inerente variației genetice care apare în timpul reproducerii.
Moștenirea biologică este unul dintre cele mai semnificative atribute ale celulelor vii și, prin urmare, ale organismelor multicelulare, întrucât înseamnă capacitatea de a transmite proprietăți și caracteristici determinate de generațiile succesive, colaborând cu mecanisme de adaptare și selecție naturală..
Mulți autori sunt de părere că omul s-a familiarizat cu conceptele de bază ale moștenirii biologice de mii de ani, când au început procesele de domesticire a plantelor și animalelor și, selectând caracteristicile pe care le-a considerat cele mai importante, a făcut cruci pentru a obține descendenți care va păstra aceste caracteristici.
Cu toate acestea, înțelegerea noastră actuală a fundamentelor fizice și moleculare ale eredității este relativ recentă, deoarece acestea nu au fost elucidate până la începutul secolului al XX-lea, când comunitatea științifică a venit cu teoria cromozomială a eredității..
În ciuda celor de mai sus, principiile eredității trăsăturilor sau personajelor au fost analizate cu o anumită profunzime cu câțiva ani înainte de Gregorio Mendel, care este considerat în prezent „tatăl moștenirii”..
Este important de menționat că atât înainte, cât și după formularea acestei teorii cromozomiale a moștenirii, multe alte descoperiri au avut o importanță transcendentală pentru înțelegerea noastră modernă a geneticii viețuitoarelor. Acestea ar putea include izolarea și caracterizarea acizilor nucleici, descoperirea și studiul cromozomilor, printre altele..
Indice articol
Fundamentele de bază ale moștenirii au fost propuse inițial de călugărul austriac Gregory Mendel (1822-1884) în anul 1856.
Mendel a înțeles din experimentele sale cu cruci de plante de mazăre că atât similitudinile, cât și diferențele dintre părinți și descendenții lor ar putea fi explicate printr-o transmisie mecanică a unităților ereditare discrete, adică a genelor..
Acest lucru a pus bazele înțelegerii geneticii moderne, deoarece se știa că motivul eredității trăsăturilor se datora transferului fizic al genelor pe cromozomi prin reproducere (sexuală sau asexuată)..
Potrivit rezultatelor obținute, Mendel a formulat „legile moștenirii” care sunt în vigoare astăzi pentru unele personaje:
- Legea segregării: susține că genele au forme „alternative” cunoscute sub numele de alele și care influențează direct fenotipul (caracteristici vizibile).
- Legea moștenirii independente: implică faptul că moștenirea unei trăsături este independentă de cea a alteia, deși acest lucru nu este în întregime adevărat pentru multe caracteristici.
Thomas Morgan în 1908, studiind genetica mustei fructelor, Drosophila melanogaster, a arătat că moștenirea fenotipurilor a avut loc așa cum a fost descris anterior de Mendel. În plus, el a fost cel care a elucidat că unitățile eredității (genele) sunt transmise prin cromozomi.
Astfel, și datorită participării multor alți cercetători, astăzi știm că moștenirea biologică are loc datorită transmiterii unităților ereditare conținute în cromozomi, fie în cromozomii autozomali, sexuali sau plastidici (în eucariote).
Expresia sau aspectul unui fenotip dat depinde de caracteristicile genotipului (dominanță și recesivitate).
Pentru a înțelege cum funcționează mecanismele moștenirii biologice, este necesar să înțelegem câteva concepte fundamentale.
Deși nu toate trăsăturile moștenite se datorează secvenței de nucleotide care alcătuiesc ADN-ul fiecărui organism, atunci când ne referim la moștenirea biologică, vorbim în general despre transmiterea informațiilor conținute în gene.
O genă este definită, atunci, ca unitate fizică fundamentală a eredității și este o secvență ADN definită, care conține toate informațiile necesare pentru exprimarea unei trăsături sau caracteristici într-o ființă vie..
Genele pot avea mai multe forme, produs de mici variații ale secvenței care le caracterizează; forme alternative ale aceleiași gene sunt cunoscute sub numele de alele.
Alelele sunt de obicei definite în funcție de caracteristicile fenotipice pe care le conferă și, într-o populație, este comun să se găsească alele multiple pentru aceeași genă.
Un mamifer, de exemplu, moștenește două alele ale fiecărei gene de la părinți, una de la mama sa și una de la tatăl său. Acea alelă a genotipului care este întotdeauna exprimată în fenotip este numită alela dominantă, în timp ce cea care rămâne „tăcută” (din care nu se observă caracteristici fenotipice) este cunoscută sub numele de alelă recesivă..
În unele cazuri se poate întâmpla ca ambele alele să fie exprimate, generând apariția unui fenotip intermediar, motiv pentru care acestea sunt numite împreună alele codominante..
Când un individ moștenește două alele identice de la părinți, fie că sunt ambii dominanți sau recesivi, acest lucru este cunoscut, genetic vorbind, ca fiind homozigot pentru aceste alele. Când, pe de altă parte, un individ moștenește de la părinți două alele diferite, una dominantă și cealaltă recesivă, aceasta se numește heterozigotă pentru aceste alele..
Genele organismelor procariote și eucariote se găsesc pe structuri cunoscute sub numele de cromozomi. La procariote, celule care nu au un nucleu, în mod normal există un singur cromozom; este alcătuit din ADN asociat cu unele proteine, este de formă circulară și foarte înfășurat.
Eucariotele, celule care au un nucleu, au unul sau mai mulți cromozomi, în funcție de specie, și acestea sunt alcătuite dintr-un material numit cromatină. Cromatina fiecărui cromozom constă dintr-o moleculă de ADN strâns asociată cu patru tipuri de proteine numite histone, care facilitează compactarea lor în nucleu..
În eucariote există mai mult de un tip de cromozom. Există nucleare, mitocondriale și cloroplastide (limitate la organismele fotosintetice). Cromozomii nucleari sunt autosomali și sexuali (cei care specifică sexul).
Ploidy în întregul număr de „seturi” de cromozomi pe care le are o celulă. Ființele umane, de exemplu, ca toate mamiferele și multe animale, au două seturi de cromozomi, unul de la tată și celălalt de la mamă, prin urmare, se spune că celulele lor sunt diploide..
Acei indivizi și / sau celule care au un singur set de cromozomi sunt cunoscuți sub numele de haploizi, în timp ce organismele care au mai mult de două seturi de cromozomi sunt, împreună, poliploizi (triploizi, tetraploizi, hexaploizi și așa mai departe).
La organismele cu reproducere sexuală acest lucru se datorează fuziunii a două celule specializate, produse de doi indivizi diferiți: un „mascul” și un „feminin”. Aceste celule sunt gametii; masculii produc spermă (animale) sau microspori (plante), iar femelele produc ouă sau celule de ou.
În mod normal, sarcina cromozomială a celulelor sexuale (gamete) este haploidă, adică aceste celule sunt produse prin diviziune celulară care implică o reducere a numărului de cromozomi..
Într-un organism viu, genotipul descrie setul de gene (cu alelele lor respective) care codifică anumite trăsături sau caracteristici specifice și care se disting de altele printr-o anumită funcție sau secvență. Deci, genotipul reprezintă constituția alelică a unui individ.
Deși se spune în general că genotipul este cel care dă naștere fenotipului, este important să rețineți că există mulți factori de mediu și epigenetici care pot condiționa apariția unui fenotip.
Fenotip înseamnă literalmente „forma prezentată”. Multe texte îl definesc ca ansamblul caracteristicilor vizibile ale unui organism care rezultă atât din expresia genelor sale (genotip), cât și din interacțiunea sa cu mediul care îl înconjoară..
Majoritatea fenotipurilor sunt produsul acțiunii concertate a mai multor gene și aceeași genă poate participa la stabilirea mai multor fenotipuri specifice.
Transmiterea genelor de la părinți la descendenții lor are loc în ciclul celular prin mitoză și meioză.
În procariote, în care reproducerea are loc în principal prin bipartiție sau fisiune binară, genele sunt transferate de la o celulă la descendenții săi prin copia exactă a cromozomului său, care este secretat în celula fiică înainte de a se produce divizarea..
Eucariotele multicelulare, care se caracterizează în general prin faptul că au două tipuri de celule (somatice și sexuale), au două mecanisme de transmitere sau moștenire genetică.
Celulele somatice, precum și organismele unicelulare mai simple, atunci când se divid, o fac prin mitoză, ceea ce înseamnă că își dublează conținutul cromozomial și secretă copiile către celulele fiice. Aceste copii sunt în general exacte, deci caracteristicile noilor celule sunt echivalente cu cele ale „progenitorilor”.
Celulele sexuale joacă un rol fundamental în reproducerea sexuală a organismelor multicelulare. Aceste celule, cunoscute și sub numele de gameți, sunt produse prin meioză, care implică diviziunea celulară cu o reducere concomitentă a sarcinii cromozomiale (sunt celule haploide).
Prin reproducerea sexuală, doi indivizi își trec genele de la o generație la alta prin contopirea celulelor lor gametice haploide și formarea unui nou individ diploid care împărtășește caracteristicile ambilor părinți..
Exemplele clasice de moștenire biologică care sunt folosite în predarea textelor pentru a explica acest proces se bazează pe diferite organisme „model”..
Musca fructelor (D. melanogaster) de exemplu, unul dintre modelele de studiu pentru animale utilizate de Thomas Morgan, are de obicei ochii roșii. Cu toate acestea, în timpul experimentelor sale, Morgan a găsit un mascul cu ochi albi și l-a încrucișat cu o femelă cu ochi roșii..
Având în vedere faptul că fenotipul „ochilor roșii” este dominant în această specie, rezultatul primei generații a acestei cruci a constat din indivizi cu ochi roșii. Încrucișările ulterioare între indivizii din prima generație (F1) au dus la o generație F2 în care au apărut ambele fenotipuri..
Având în vedere că ochii albi au apărut în F2 doar într-o proporție apropiată de 50% dintre bărbați, Morgan a presupus că este o „moștenire legată de cromozomul sexual”..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.