Το γεγονός ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, από την αμοιβάδα μέχρι το ανθρώπινο είδος, έχουν κυτταρική δομή είναι γνωστό. Ωστόσο, δεν σκέφτονται όλοι πώς εμφανίζονται νέα πλάσματα, σύμφωνα με ποιους νόμους της φύσης κληρονομούνται ορισμένα ζώδια. Λοιπόν, ίσως ήρθε η ώρα να φρεσκάρουμε τη μνήμη των βασικών στοιχείων της γενετικής, ξεχασμένα από το μάθημα της σχολικής βιολογίας, που είναι το πιο σημαντικό για την εξέλιξη της επιστήμης;
Έννοια των γονιδίων
Τα ζωντανά κύτταρα βασίζονται σε γενετικό υλικό - νουκλεϊκά οξέα, που αποτελούνται από επαναλαμβανόμενα νουκλεοτίδια, τα οποία, με τη σειρά τους, αντιπροσωπεύονται από το άθροισμα μιας αζωτούχου βάσης, μιας φωσφορικής ομάδας και ενός σακχάρου πέντε άνθρακα, ριβόζης ή δεοξυριβόζης. Τέτοιες αλληλουχίες είναι μοναδικές, επομένως δεν υπάρχουν δύο εντελώς πανομοιότυπα ζωντανά όντα στον κόσμο. Ωστόσο, το σύνολο των γονιδίων απέχει πολύ από το να είναι τυχαίο και προέρχεται από το μητρικό κύτταρο (σε οργανισμούς με ασεξουαλικό τύπο αναπαραγωγής) ή και τα δύο γονικά κύτταρα (με σεξουαλικό τύπο). Στην περίπτωση των ανθρώπων και πολλών ζώων, η τελική ομαδοποίηση του γενετικού υλικού συμβαίνει τη στιγμή του σχηματισμού ζυγώτη λόγω της σύντηξης θηλυκών και αρσενικών γεννητικών κυττάρων. Στο μέλλον, αυτό το σετπρογραμματίζει την ανάπτυξη όλων των ιστών, οργάνων, εξωτερικών χαρακτηριστικών και εν μέρει ακόμη και το επίπεδο της μελλοντικής υγείας.
Βασικοί όροι
Ίσως οι πιο σημαντικές έννοιες της γενετικής ως επιστήμης είναι η κληρονομικότητα και η μεταβλητότητα. Χάρη στο πρώτο φαινόμενο, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί συνεχίζουν το είδος τους και διατηρούν παγκόσμιους πληθυσμούς και το δεύτερο βοηθά στην εξέλιξη προσθέτοντας νέα χαρακτηριστικά και αντικαθιστώντας αυτά που έχουν χάσει τη σημασία τους. Ο Γκρέγκορ Μέντελ, Αυστριακός βοτανολόγος και βιολόγος που έζησε και εργάστηκε προς όφελος της επιστήμης το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα, τα ανακάλυψε όλα αυτά και έθεσε τα θεμέλια της γενετικής. Ανακάλυψε τους νόμους της θεωρίας του για την κληρονομικότητα μέσα από ποιοτική ανάλυση και πειράματα σε φυτά. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούσε πιο συχνά αρακά, αφού ήταν εύκολο να απομονωθεί το αλληλόμορφο σε αυτόν. Αυτή η έννοια σημαίνει ένα εναλλακτικό χαρακτηριστικό, δηλαδή μια μοναδική αλληλουχία νουκλεοτιδίων που δίνει μία από τις δύο επιλογές για την εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού. Για παράδειγμα, κόκκινα ή λευκά λουλούδια, μακριά ή κοντή ουρά, και ούτω καθεξής. Ωστόσο, μεταξύ αυτών αξίζει να διακρίνουμε και άλλους σημαντικούς όρους.
Ο πρώτος νόμος του Mendel
Κυρίαρχο (κυρίαρχο, κυρίαρχο) και υπολειπόμενο αλληλόμορφο (κατασταλμένο, αδύναμο) είναι δύο ζώδια που επηρεάζουν το ένα το άλλο και εκδηλώνονται σύμφωνα με ορισμένους κανόνες, ή μάλλον, σύμφωνα με τους νόμους του Μέντελ. Έτσι, το πρώτο από αυτά δηλώνει ότι όλα τα υβρίδια που λαμβάνονται στην πρώτη γενιά θα φέρουν μόνο ένα χαρακτηριστικό που λαμβάνεται από τους μητρικούς οργανισμούς και θα επικρατεί μεταξύ τους. Για παράδειγμα, εάν το κυρίαρχο αλληλόμορφο είναι το κόκκινο χρώμα των λουλουδιών και το υπολειπόμενο αλληλόμορφο είναι λευκό, τότε όταν δύο φυτά διασταυρώνονται μεμε αυτά τα χαρακτηριστικά παίρνουμε υβρίδια με μόνο κόκκινα λουλούδια.
Αυτός ο νόμος ισχύει αν τα μητρικά φυτά είναι καθαρές γραμμές, δηλαδή ομόζυγα. Ωστόσο, αξίζει να επισημανθεί ότι υπάρχει μια μικρή τροπολογία στον πρώτο νόμο - συνεπικράτηση χαρακτηριστικών, ή ελλιπής κυριαρχία. Αυτός ο κανόνας λέει ότι δεν έχουν όλα τα ζώδια μια αυστηρά κυρίαρχη επιρροή στους άλλους, αλλά μπορούν να εμφανιστούν ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, οι γονείς με κόκκινα και λευκά λουλούδια έχουν μια γενιά με ροζ πέταλα. Αυτό οφείλεται στο ότι αν και το κυρίαρχο αλληλόμορφο είναι κόκκινο, δεν έχει πλήρη επίδραση στο υπολειπόμενο, λευκό. Και επομένως, ένας τρίτος τύπος χρώματος εμφανίζεται λόγω της ανάμειξης των σημείων.
Ο δεύτερος νόμος του Mendel
Το γεγονός είναι ότι κάθε γονίδιο συμβολίζεται με δύο πανομοιότυπα γράμματα του λατινικού αλφαβήτου, για παράδειγμα "Aa". Στην περίπτωση αυτή, το κεφαλαίο σύμβολο σημαίνει κυρίαρχο χαρακτηριστικό και το μικρό σημαίνει υπολειπόμενο. Έτσι, τα ομόζυγα αλληλόμορφα ονομάζονται "aa" ή "AA", καθώς φέρουν το ίδιο χαρακτηριστικό, και τα ετερόζυγα αλληλόμορφα - "Aa", δηλαδή, φέρουν τα βασικά στοιχεία και των δύο γονικών χαρακτηριστικών.
Στην πραγματικότητα, ο επόμενος νόμος του Μέντελ βασίστηκε σε αυτό - για τη διάσπαση των ζωδίων. Για αυτό το πείραμα, διασταύρωσε δύο φυτά με ετερόζυγα αλληλόμορφα που ελήφθησαν στην πρώτη γενιά του πρώτου πειράματος. Έτσι, έλαβε την εκδήλωση και των δύο ζωδίων. Για παράδειγμα, το κυρίαρχο αλληλόμορφο είναι τα μωβ άνθη και το υπολειπόμενο αλληλόμορφο είναι λευκό, οι γονότυποι τους είναι "AA" και"αα". Όταν τα διασταύρωσε στο πρώτο πείραμα, έλαβε φυτά με τους γονότυπους «Αα» και «Αα», δηλαδή ετερόζυγα. Και κατά την παραλαβή της δεύτερης γενιάς, δηλαδή "Aa" + "Aa", παίρνουμε "AA", "Aa", "Aa" και "aa". Δηλαδή, εμφανίζονται και τα μωβ και τα λευκά άνθη, επιπλέον, σε αναλογία 3: 1.
Τρίτος Νόμος
Και ο τελευταίος νόμος του Μέντελ - για την ανεξάρτητη κληρονομικότητα δύο κυρίαρχων χαρακτηριστικών. Είναι πιο εύκολο να το εξετάσετε στο παράδειγμα της διασταύρωσης διαφορετικών ποικιλιών μπιζελιών μεταξύ τους - με λείους κίτρινους και ζαρωμένους πράσινους σπόρους, όπου το κυρίαρχο αλληλόμορφο είναι η απαλότητα και το κίτρινο χρώμα.
Σαν αποτέλεσμα, θα λάβουμε διαφορετικούς συνδυασμούς αυτών των χαρακτηριστικών, δηλαδή παρόμοιους με τους μητρικούς, και εκτός από αυτούς - κίτρινους ζαρωμένους και πράσινους λείους σπόρους. Σε αυτή την περίπτωση, η υφή των μπιζελιών δεν θα εξαρτηθεί από το χρώμα τους. Έτσι, αυτά τα δύο χαρακτηριστικά θα κληρονομηθούν χωρίς να επηρεάζουν το ένα το άλλο.
