Faktas, kad visi gyvi organizmai, nuo amebų iki žmonių, turi ląstelių struktūrą, yra gerai žinomas. Tačiau ne visi susimąsto, kaip atsiranda nauji padarai, pagal kokius gamtos dėsnius paveldimi tam tikri ženklai. Taigi, gal pats laikas atnaujinti atmintį apie genetikos pagrindus, pamirštus iš mokyklos biologijos kurso, kuris yra svarbiausias mokslo raidai?
Genų reikšmė
Gyvos ląstelės yra pagrįstos genetine medžiaga – nukleorūgštimis, susidedančiomis iš pasikartojančių nukleotidų, kuriuos savo ruožtu sudaro azoto bazės, fosfatų grupės ir penkių anglies cukraus, ribozės arba dezoksiribozės suma.. Tokios sekos yra unikalios, todėl pasaulyje nėra dviejų visiškai vienodų gyvų būtybių. Tačiau genų rinkinys toli gražu nėra atsitiktinis ir gaunamas iš motininės ląstelės (organizmų, turinčių nelytinį dauginimosi tipą) arba iš abiejų tėvų ląstelių (lytinio tipo). Žmonių ir daugelio gyvūnų atveju galutinė genetinės medžiagos grupuotė įvyksta zigotos formavimosi metu dėl moteriškų ir vyriškų lytinių ląstelių susiliejimo. Ateityje šis rinkinysužprogramuoja visų audinių, organų vystymąsi, išorinius požymius ir iš dalies netgi būsimos sveikatos lygį.
Pagrindinės sąlygos
Turbūt svarbiausios genetikos kaip mokslo sąvokos yra paveldimumas ir kintamumas. Dėl pirmojo reiškinio visi gyvi organizmai tęsia savo rūšis ir išlaiko pasaulio populiacijas, o antrasis padeda vystytis pridedant naujų savybių ir pakeičiant tuos, kurie prarado savo reikšmę. Visa tai atrado ir genetikos pagrindus padėjo austrų botanikas ir biologas Gregoras Mendelis, XIX amžiaus antroje pusėje gyvenęs ir dirbęs mokslo labui. Savo paveldimumo teorijos dėsnius jis atrado atlikdamas kokybinę analizę ir eksperimentuodamas su augalais. Visų pirma, jis dažniausiai naudojo žirnius, nes juose buvo lengva išskirti alelį. Ši sąvoka reiškia alternatyvų požymį, tai yra unikalią nukleotidų seką, kuri suteikia vieną iš dviejų ypatybės pasireiškimo variantų. Pavyzdžiui, raudonos arba b altos gėlės, ilga arba trumpa uodega ir pan. Tačiau tarp jų verta išskirti ir kitus svarbius terminus.
Pirmasis Mendelio įstatymas
Dominuojantis (dominuojantis, vyraujantis) ir recesyvinis alelis (slopintas, silpnas) yra du ženklai, kurie veikia vienas kitą ir pasireiškia pagal tam tikras taisykles, tiksliau, pagal Mendelio dėsnius. Taigi, pirmasis iš jų teigia, kad visi pirmosios kartos hibridai turės tik vieną požymį, gautą iš pirminių organizmų ir vyraujantį tarp jų. Pavyzdžiui, jei dominuojantis alelis yra raudonos gėlių spalvos, o recesyvinis alelis yra b altas, tada kryžminant du augalus susu šiomis savybėmis gauname hibridus su tik raudonomis gėlėmis.
Šis dėsnis galioja, jei pirminiai augalai yra grynos linijos, ty homozigotiniai. Tačiau verta atkreipti dėmesį į tai, kad pirmame įstatyme yra nedidelis pakeitimas – požymių kodominavimas arba nepilnas dominavimas. Ši taisyklė sako, kad ne visi ženklai turi griežtai dominuojančią įtaką kitiems, bet gali pasirodyti vienu metu. Pavyzdžiui, tėvai su raudonomis ir b altomis gėlėmis turi kartą su rausvais žiedlapiais. Taip yra todėl, kad nors dominuojantis alelis yra raudonas, jis neturi visos įtakos recesyviniam b altajam aleliui. Todėl dėl ženklų maišymo atsiranda trečio tipo spalvos.
Antrasis Mendelio dėsnis
Faktas tas, kad kiekvienas genas žymimas dviem identiškomis lotyniškos abėcėlės raidėmis, pavyzdžiui, „Aa“. Šiuo atveju didžiosios raidės ženklas reiškia dominuojantį požymį, o mažas – recesyvinį. Taigi homozigotiniai aleliai žymimi „aa“arba „AA“, nes jie turi tą patį požymį, o heterozigotiniai aleliai – „Aa“, tai yra, turi abiejų tėvų bruožų užuomazgas.
Tiesą sakant, kitas Mendelio įstatymas buvo sukurtas remiantis tuo – apie ženklų padalijimą. Šiam eksperimentui jis sukryžmino du augalus su heterozigotiniais aleliais, gautais pirmojo eksperimento pirmojoje kartoje. Taigi jis gavo abiejų ženklų pasireiškimą. Pavyzdžiui, dominuojantis alelis yra violetinės gėlės, o recesyvinis alelis yra b altas, jų genotipai yra "AA" ir"aa". Kryžminant juos pirmame eksperimente, jis gavo augalų, kurių genotipai „Aa“ir „Aa“, tai yra heterozigotiniai. Ir gavę antrą kartą, tai yra „Aa“+ „Aa“, gauname „AA“, „Aa“, „Aa“ir „aa“. Tai reiškia, kad atsiranda ir violetinės, ir b altos gėlės, be to, santykiu 3:1.
Trečias įstatymas
Ir paskutinis Mendelio dėsnis – apie nepriklausomą dviejų dominuojančių bruožų paveldėjimą. Lengviausia tai svarstyti skirtingų veislių žirnių kryžminimo tarpusavyje pavyzdžiu – su lygiomis geltonomis ir raukšlėtomis žaliomis sėklomis, kur dominuojantis alelis yra lygumas ir geltona spalva.
Dėl to gausime skirtingus šių savybių derinius, tai yra panašius į pirminius, o be jų - geltonas raukšlėtas ir žalias lygias sėklas. Šiuo atveju žirnių tekstūra nepriklausys nuo jų spalvos. Taigi šie du bruožai bus paveldimi neturėdami įtakos vienas kitam.
