Fakts, ka visiem dzīviem organismiem, sākot no amēbām un beidzot ar cilvēku sugām, ir šūnu struktūra, ir labi zināms. Tomēr ne visi domā par to, kā rodas jaunas radības, pēc kādiem dabas likumiem tiek mantotas noteiktas zīmes. Tātad, varbūt ir pienācis laiks atsvaidzināt atmiņu par ģenētikas pamatiem, kas aizmirsti no skolas bioloģijas kursa, kas ir vissvarīgākais zinātnes evolūcijai?
Gēnu nozīme
Dzīvo šūnu pamatā ir ģenētiskais materiāls - nukleīnskābes, kas sastāv no atkārtotiem nukleotīdiem, kurus, savukārt, attēlo slāpekļa bāzes, fosfātu grupas un piecu oglekļa cukuru, ribozes vai dezoksiribozes summa.. Šādas secības ir unikālas, tāpēc pasaulē nav divu pilnīgi identisku dzīvo būtņu. Tomēr gēnu kopums nebūt nav nejaušs, un tas nāk no mātes šūnas (organismos ar aseksuālu reprodukcijas veidu) vai abām vecāku šūnām (ar seksuālo tipu). Cilvēku un daudzu dzīvnieku gadījumā galīgā ģenētiskā materiāla grupēšana notiek zigotas veidošanās laikā, pateicoties sieviešu un vīriešu dzimumšūnu saplūšanai. Nākotnē šis komplektsieprogrammē visu audu, orgānu, ārējo pazīmju attīstību un daļēji pat turpmākās veselības līmeni.
Pamatnoteikumi
Iespējams, vissvarīgākie ģenētikas kā zinātnes jēdzieni ir iedzimtība un mainīgums. Pateicoties pirmajai parādībai, visi dzīvie organismi turpina savas sugas un saglabā pasaules populācijas, bet otrais palīdz attīstīties, pievienojot jaunas pazīmes un aizstājot tos, kas zaudējuši savu nozīmi. To visu atklāja un ģenētikas pamatus lika austriešu botāniķis un biologs Gregors Mendels, kurš 19. gadsimta otrajā pusē dzīvoja un strādāja zinātnes labā. Viņš atklāja savas iedzimtības teorijas likumus, izmantojot kvalitatīvu analīzi un eksperimentus ar augiem. Jo īpaši viņš visbiežāk izmantoja zirņus, jo tajā bija viegli izolēt alēli. Šis jēdziens nozīmē alternatīvu pazīmi, tas ir, unikālu nukleotīdu secību, kas dod vienu no divām iespējām pazīmes izpausmei. Piemēram, sarkani vai b alti ziedi, gara vai īsa aste un tā tālāk. Tomēr starp tiem ir vērts atšķirt citus svarīgus terminus.
Mendeļa pirmais likums
Dominantā (dominējošā, dominējošā) un recesīvā alēle (nomākta, vāja) ir divas pazīmes, kas ietekmē viena otru un izpaužas saskaņā ar noteiktiem noteikumiem, pareizāk sakot, saskaņā ar Mendeļa likumiem. Tātad, pirmais no tiem norāda, ka visiem pirmajā paaudzē iegūtajiem hibrīdiem būs tikai viena pazīme, kas iegūta no vecāku organismiem un dominē starp tiem. Piemēram, ja dominējošā alēle ir ziedu sarkanā krāsa, bet recesīvā alēle ir b alta, tad, krustojot divus augus arar šīm īpašībām mēs iegūstam hibrīdus ar tikai sarkaniem ziediem.
Šis likums ir spēkā, ja mātesaugi ir tīras līnijas, tas ir, homozigoti. Tomēr ir vērts norādīt, ka pirmajā likumā ir neliels grozījums - pazīmju kopdominance jeb nepilnīga dominēšana. Šis noteikums saka, ka ne visām zīmēm ir stingri dominējoša ietekme uz citiem, bet tās var parādīties vienlaikus. Piemēram, vecākiem ar sarkaniem un b altiem ziediem ir paaudze ar rozā ziedlapiņām. Tas ir tāpēc, ka, lai gan dominējošā alēle ir sarkana, tai nav pilnīgas ietekmes uz recesīvo b alto. Un tāpēc zīmju sajaukšanas dēļ parādās trešais krāsu veids.
Mendeļa otrais likums
Fakts ir tāds, ka katrs gēns ir apzīmēts ar diviem identiskiem latīņu alfabēta burtiem, piemēram, "Aa". Šajā gadījumā lielā zīme nozīmē dominējošu pazīmi, bet mazā - recesīvu. Tādējādi homozigotās alēles tiek apzīmētas ar "aa" vai "AA", jo tām ir viena un tā pati pazīme, un heterozigotās alēles - "Aa", tas ir, tām ir abu vecāku pazīmju pamati.
Patiesībā uz to tika uzbūvēts nākamais Mendeļa likums – par zīmju sadalīšanu. Šim eksperimentam viņš krustoja divus augus ar heterozigotām alēlēm, kas iegūtas pirmā eksperimenta pirmajā paaudzē. Tādējādi viņš saņēma abu zīmju izpausmi. Piemēram, dominējošā alēle ir violeti ziedi, bet recesīvā alēle ir b alta, to genotipi ir "AA" un"aa". Pirmajā eksperimentā šķērsojot tos, viņš saņēma augus ar genotipiem "Aa" un "Aa", tas ir, heterozigoti. Un, saņemot otro paaudzi, tas ir, "Aa" + "Aa", mēs iegūstam "AA", "Aa", "Aa" un "aa". Tas ir, parādās gan purpursarkani, gan b alti ziedi, turklāt proporcijā 3:1.
Trešais likums
Un pēdējais Mendeļa likums - par divu dominējošo pazīmju neatkarīgu pārmantošanu. Visvieglāk to aplūkot, piemēram, krustojot dažādas zirņu šķirnes savā starpā - ar gludām dzeltenām un grumbuļainām sēklām, kur dominējošā alēle ir gludums un dzeltenā krāsa.
Rezultātā mēs iegūsim dažādas šo īpašību kombinācijas, tas ir, līdzīgas vecākiem, un papildus tām - dzeltenas rievotas un zaļas gludas sēklas. Šajā gadījumā zirņu tekstūra nebūs atkarīga no to krāsas. Tādējādi šīs divas pazīmes tiks mantotas, viena otru neietekmējot.
