BIOLOGISKT ARV: TEORI OCH BEGREPP, HUR DET ÖVERFÖRS, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Det biologiska arvet är den process genom vilken en cell eller organism avfäder får sin förälders genetiska begravning. Studien av gener och hur de överförs från en generation till en annan är studiefältet för ärftlighetens genetik.

Ärftlighet kan definieras som likheten mellan föräldrar och deras ättlingar, men denna term omfattar också skillnaderna i den genetiska variationen som uppstår under reproduktionen.

En svan och hennes unga (Bild av Hans Benn på www.pixabay.com)

Biologisk arv är ett av de mest betydande egenskaperna hos levande celler och därför av flercelliga organismer, eftersom det innebär förmågan att överföra egenskaper och egenskaper bestämda av successiva generationer, samarbeta med anpassningsmekanismer och naturligt urval.

Många författare anser att människan har blivit bekant med de grundläggande begreppen biologisk arv i tusentals år, då processerna för tamning av växter och djur började och valde de egenskaper som han ansåg vara viktigast gjorde kors till Få avkomma som kommer att behålla dessa egenskaper.

Men vår nuvarande förståelse av de fysiska och molekylära grunden till ärftlighet är relativt nyligen, eftersom dessa inte klargjordes förrän i början av 1900-talet, då det vetenskapliga samhället kom fram till kromosomal teori om ärftlighet.

Trots ovanstående analyserades principerna för ärvlighet hos drag eller karaktärer på ett djup några år tidigare av Gregorio Mendel, som för närvarande betraktas som "arvens far."

Det är viktigt att nämna att både andra före och efter formuleringen av denna kromosomala teori om arv var många andra upptäckter av transcendental betydelse för vår moderna förståelse av levande tingens genetik. Dessa kan inkludera isolering och karakterisering av nukleinsyror, upptäckten och studien av kromosomer, bland andra.

Teori om biologisk arv

Gregor Mendel

De grundläggande grunden till arv föresloges ursprungligen av den österrikiska munken Gregory Mendel (1822-1884) år 1856.

Mendel förstod från sina experiment med ärtväxtskors att både likheter och skillnader mellan föräldrar och deras ättlingar kunde förklaras med en mekanisk överföring av diskreta ärftliga enheter, det vill säga gener.

Mendels ärtor och deras drag (Källa: Nefronus via Wikimedia Commons)

Detta låg till grund för förståelsen av modern genetik, eftersom det var känt att orsaken till arv hos egenskaper berodde på fysisk överföring av gener på kromosomer genom reproduktion (sexuell eller asexuell).

Enligt de resultat han fick, formulerade Mendel "arvslagar" som är i kraft idag för vissa tecken:

- Segregeringslag: den hävdar att gener har "alternativa" former kända som alleler och att de direkt påverkar fenotypen (synliga egenskaper).

- Lag om oberoende arv: innebär att arvet av ett drag är oberoende av det för ett annat, även om detta inte är helt sant för många egenskaper.

Thomas Morgan 1908, studerade fruktflugans genetik, Drosophila melanogaster, visade att arvet av fenotyper inträffade som tidigare beskrivits av Mendel. Dessutom var det han som klargjorde att arvsenheterna (generna) överfördes genom kromosomer.

Således, och tack vare många andra forskares deltagande, vet vi idag att biologisk ärft inträffar tack vare överföringen av ärftliga enheter som finns i kromosomer, antingen i autosomala, sexuella eller plastidiska kromosomer (i eukaryoter).

Uttrycket eller utseendet på en given fenotyp beror på egenskaperna hos genotypen (dominans och recessivitet).

Grundläggande koncept

För att förstå hur mekanismerna för biologisk arv fungerar är det nödvändigt att förstå några grundläggande begrepp.

Även om inte alla ärvda egenskaper beror på sekvensen av nukleotider som utgör DNA från varje organisme, när vi hänvisar till biologisk arv, talar vi generellt om överföringen av informationen i generna.

Gen

En gen definieras då som den grundläggande fysiska arvsenheten och det är en definierad DNA-sekvens, som innehåller all information som är nödvändig för uttryck av något drag eller kännetecken i ett levande varelse.

alleler

Gener kan ha mer än en form, en produkt av små variationer i sekvensen som kännetecknar dem; alternativa former av samma gen kallas alleler.

Alleler definieras vanligtvis enligt de fenotypiska egenskaperna de tillhandahåller och i en population är det vanligt att hitta flera alleler för samma gen.

DNA, gener och kromosomer (Källa: Thomas Splettstoesser via Wikimedia Commons)

Ett däggdjur ärver till exempel två alleler av varje gen från sina föräldrar, en från sin mor och en från sin far. Den allel av genotypen som alltid uttrycks i fenotypen kallas den dominerande allelen, medan den som förblir "tyst" (av vilken ingen fenotypiska egenskaper observeras) kallas den recessiva allelen.

I vissa fall kan det hända att båda allelerna uttrycks, vilket ger upphov till en mellanliggande fenotyp, varför dessa kallas kodominanta alleler tillsammans.

Homozygositet och heterozygositet

När en individ ärver två identiska alleler från sina föräldrar, oavsett om de båda är dominerande eller recessiva, är detta genetiskt sett känt som homozygot för dessa alleler. När å andra sidan en individ ärver från sina föräldrar två olika alleler, en dominerande och den andra recessiv, kallas detta heterozygot för dessa alleler.

kromosomer

Prokaryota och eukaryota organismernas gener finns på strukturer kända som kromosomer. I prokaryoter, celler som inte har en kärna, finns det normalt bara en kromosom; Det består av DNA associerat med vissa proteiner, är cirkulärt i form och mycket spiralformat.

Eukaryoter, celler som har en kärna, har en eller flera kromosomer, beroende på art, och dessa består av ett material som kallas kromatin. Kromatinet i varje kromosom består av en DNA-molekyl som är nära associerad med fyra typer av proteiner som kallas histoner, vilket underlättar dess kompaktering i kärnan.

I eukaryoter finns det mer än en typ av kromosom. Det finns kärnkrafts-, mitokondriella och kloroplastider (begränsat till fotosyntetiska organismer). Kärnkromosomer är autosomala och sexuella (de som specificerar kön).

ploidi

Ploidy är hela antalet kromosomuppsättningar som en cell har. Människor, till exempel, liksom alla däggdjur och många djur, har två uppsättningar kromosomer, en från fadern och den andra från modern, därför sägs deras celler vara diploida.

Haploider och polyploider

De individer och / eller celler som bara har en uppsättning kromosomer är kända som haploider, medan organismer som har mer än två uppsättningar kromosomer är kollektivt polyploider (triploider, tetraploider, hexaploider och så vidare).

könsceller

I organismer med sexuell reproduktion sker detta tack vare sammansmältningen av två specialiserade celler, producerade av två olika individer: en "hane" och en "hona". Dessa celler är gametema; män producerar spermier (djur) eller mikrosporer (växter) och kvinnor producerar ägglossningar eller äggceller.

Normalt är den kromosomala belastningen av könsceller (gameter) haploida, det vill säga dessa celler produceras genom celldelning som innebär en minskning av antalet kromosomer.

Genotyp

I en levande organisme beskriver genotypen uppsättningen gener (med deras respektive alleler) som kodar för någon specifik egenskap eller kännetecken och som skiljer sig från andra med en viss funktion eller sekvens. Så genotypen representerar individens alleliska konstitution.

Även om det generellt sägs att genotypen är det som ger upphov till fenotypen, är det viktigt att komma ihåg att det finns många miljö- och epigenetiska faktorer som kan konditionera utseendet på en fenotyp.

Fenotyp

Fenotyp betyder bokstavligen "den form som visas." Många texter definierar den som uppsättningen av synliga egenskaper hos en organisme som härrör både från uttrycket av dess gener (genotyp) och från dess interaktion med miljön som omger den.

De flesta fenotyper är produkten av mer än en gen samordnad verkan och samma gen kan delta i upprättandet av mer än en specifik fenotyp.

Hur överförs genetisk arv?

Överföring av gener från föräldrar till deras ättlingar sker i cellcykeln genom mitos och meios.

I prokaryoter, där reproduktion huvudsakligen sker genom bipartition eller binär klyvning, överförs gener från en cell till dess ättlingar via den exakta kopian av dess kromosom, som utsöndras i dottercellen innan uppdelning inträffar.

Multicellulära eukaryoter, som i allmänhet kännetecknas av att de har två typer av celler (somatiska och sexuella), har två överföringsmekanismer eller genarv.

Somomatiska celler, såväl som enklare enhjuliga organismer, när de delar upp gör de det genom mitos, vilket innebär att de duplicerar sitt kromosomala innehåll och utsöndrar kopiorna mot sina dotterceller. Dessa kopior är i allmänhet exakta, så egenskaperna hos de nya cellerna är likvärdiga med de som "förfäderna".

Könsceller spelar en grundläggande roll i sexuell reproduktion av flercelliga organismer. Dessa celler, även kända som gameter, produceras av meios, vilket involverar celldelning med en samtidig minskning av kromosombelastning (de är haploida celler).

Genom sexuell reproduktion överför två individer gener från en generation till nästa genom att smälta sina haploida gametceller och bilda en ny diploid individ som delar båda föräldrarnas egenskaper.

Exempel på arv

De klassiska exemplen på biologisk arv som används i undervisningstexter för att förklara denna process är baserade på olika "modell" -organismer.

Fruktflugan (D. melanogaster), till exempel, en av studiemodellerna för djur som används av Thomas Morgan, har ofta röda ögon. Under sina experiment fann Morgan dock en vitögad hane och korsade den med en rödögd tik.

Fruktfluga. Drosophila melanogaster. Taget och redigerat från: Sanjay Acharya

Med tanke på att "röda ögon" -fenotypen är dominerande i denna art, bestod resultatet av den första generationen av detta kors av personer med röda ögon. Efterföljande korsningar mellan individerna i den första generationen (F1) resulterade i en F2-generation där båda fenotyperna dök upp.

Eftersom vita ögon bara dök upp i F2 hos nära 50% av män, antog Morgan att det var en "könskromosombunden arv."

referenser

1. Gardner, JE, Simmons, JE, & Snustad, DP (1991). Rektor för genetisk. 8 '"Utgåva. John Wiley och söner.
2. Henderson, M. (2009). 50 genetiska idéer du verkligen behöver veta. Quercus Books.
3. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9: e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
4. Suzuki, DT, & Griffiths, AJ (1976). En introduktion till genetisk analys. WH Freeman and Company.
5. Watson, JD (2004). Molekylärbiologi av genen. Pearson Education India