Eredità: definizione, fattore, tipi ed esempi

Contenuto

• Definizione di ereditarietà in biologia
• Tratti umani ed ereditarietà
• Storia dell'ereditarietà
• Eredità e genetica
• Tipi di ereditarietà
• Esempi di ereditarietà
• Ereditarietà non mendeliana
• Altri modelli di ereditarietà
• Alleli letali
• Eredità e ambiente
• Contributi di Mendels

Quando un genitore con gli occhi blu e un genitore con gli occhi marroni trasmettono i loro geni per il colore degli occhi alla loro prole, questo è un esempio di ereditarietà.

I bambini ereditano dai genitori i geni costituiti dall'acido desossiribonucleico (DNA) e possono avere gli occhi blu o marroni. Tuttavia, la genetica è complessa e più di un gene è responsabile del colore degli occhi.

Allo stesso modo, molti geni determinano altri tratti come il colore o l'altezza dei capelli.

Definizione di ereditarietà in biologia

L'eredità è lo studio di come i genitori trasmettono i loro tratti alla discendenza genetica. Molte teorie sull'eredità sono esistite e i concetti generali dell'ereditarietà sono apparsi prima che le persone comprendessero completamente le cellule.

Tuttavia, l'eredità e la genetica dei giorni nostri sono campi più recenti.

Sebbene la fondazione per lo studio dei geni sia apparsa nel 1850 e nel corso del XIX secolo, è stata in gran parte ignorata fino all'inizio del XX secolo.

Tratti umani ed ereditarietà

I tratti umani sono caratteristiche specifiche che identificano gli individui. I genitori li trasmettono attraverso i loro geni. Alcuni tratti umani facili da identificare sono l'altezza, il colore degli occhi, il colore dei capelli, il tipo di capelli, l'attaccamento del lobo dell'orecchio e il rotolamento della lingua. Quando si confronta tratti comuni e non comuni, di solito stai osservando i tratti dominanti rispetto a quelli recessivi.

Ad esempio, un tratto dominante, come i capelli castani, è più comune nella popolazione, mentre un tratto recessivo, come i capelli rossi, è meno comune. Tuttavia, non tutti i tratti dominanti sono comuni.

Se hai intenzione di studiare la genetica, devi capire la relazione tra DNA e ereditabile tratti.

Le cellule della maggior parte degli organismi viventi hanno il DNA, che è la sostanza che compone i tuoi geni. Quando le cellule si riproducono, possono trasmettere la molecola di DNA o le informazioni genetiche alla generazione successiva. Ad esempio, le tue cellule hanno il materiale genetico che determina se hai i capelli biondi o neri.

Il tuo genotipo è i geni all'interno delle cellule, mentre il fenotipo è i tratti fisici che sono visibili e influenzati sia dai geni che dall'ambiente.

Esistono variazioni tra i geni, quindi le sequenze di DNA differiscono. Variazione genetica rende le persone uniche, ed è un concetto importante nella selezione naturale perché le caratteristiche favorevoli hanno maggiori probabilità di sopravvivere e trasmettere.

Sebbene gemelli identici abbiano lo stesso DNA, la loro espressione genica può variare. Se un gemello riceve più nutrimento dell'altro, può essere più alto nonostante abbia gli stessi geni.

Storia dell'ereditarietà

Inizialmente, le persone capivano l'eredità da una prospettiva riproduttiva. Hanno capito concetti di base, come polline e pistilli delle piante simili all'uovo e allo sperma degli umani.

Nonostante l'allevamento di incroci ibridi nelle piante e in altre specie, la genetica è rimasta un mistero. Per molti anni hanno creduto che il sangue trasmettesse ereditarietà. Perfino Charles Darwin pensava che il sangue fosse responsabile dell'eredità.

Nel 1700, Carolus Linnaeus e Josef Gottlieb Kölreuter scrissero sull'incrocio di diverse specie di piante e scoprirono che gli ibridi avevano caratteristiche intermedie.

Il lavoro di Gregor Mendel nel 1860 contribuì a migliorare la comprensione di croci ibride e eredità. Ha confutato le teorie consolidate, ma il suo lavoro non è stato completamente compreso al momento della pubblicazione.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries e Carl Erich Correns hanno riscoperto il lavoro di Mendels all'inizio del XX secolo. Ognuno di questi scienziati ha studiato gli ibridi vegetali e ha raggiunto conclusioni simili.

Eredità e genetica

La genetica è lo studio dell'eredità biologica e Gregor Mendel è considerato suo padre. Stabilì i concetti chiave dell'ereditarietà studiando le piante di pisello. Gli elementi ereditabili sono geni e i tratti sono caratteristiche specifiche, come il colore dei fiori.

Spesso chiamato eredità mendeliana, le sue scoperte stabilirono la relazione tra geni e tratti.

Mendel si è concentrato su sette caratteristiche nelle piante di pisello: altezza, colore del fiore, colore del pisello, forma del pisello, forma del baccello, colore del baccello e posizione del fiore. I piselli erano buoni soggetti di prova perché avevano cicli riproduttivi rapidi ed erano facili da coltivare. Dopo aver stabilito linee di piselli da riproduzione pura, è stato in grado di incrociarli per creare ibridi.

Ha concluso che tratti come la forma del baccello erano elementi ereditari o geni.

Tipi di ereditarietà

Gli alleli sono le diverse forme di un gene. Variazioni genetiche come le mutazioni sono responsabili della creazione di alleli. Le differenze nelle coppie di basi del DNA possono anche cambiare funzione o fenotipo. Le conclusioni di Mendels sugli alleli sono diventate la base per due principali leggi sull'eredità: la legge della segregazione e il legge dell'assortimento indipendente.

La legge della segregazione afferma che le coppie di alleli si separano quando si formano i gameti. La legge dell'assortimento indipendente stabilisce in modo indipendente gli alleli di diversi geni.

Gli alleli esistono in forme dominanti o recessive. Alleli dominanti sono espressi o visibili. Ad esempio, gli occhi marroni sono dominanti. D'altro canto, alleli recessivi non sono sempre espressi o visibili. Ad esempio, gli occhi blu sono recessivi. Affinché una persona abbia gli occhi blu, deve ereditare due alleli per questo.

È importante notare che i tratti dominanti non sono sempre comuni in una popolazione. Un esempio di ciò sono alcune malattie genetiche, come la malattia di Huntington, che è causata da un allele dominante ma non comune nella popolazione.

Poiché esistono diversi tipi di alleli, alcuni organismi hanno due alleli per un singolo tratto. omozigote significa che ci sono due alleli identici per un gene e eterozigote significa che ci sono due diversi alleli per un gene. Quando Mendel studiò le sue piante di piselli, scoprì che la F₂ generazione (nipoti) hanno sempre avuto un rapporto 3: 1 nei loro fenotipi.

Ciò significa che il tratto dominante si presentava tre volte più spesso di quello recessivo.

Esempi di ereditarietà

Quadrati di Punnett può aiutarti a capire le croci omozigoti vs. eterozigoti e le croci eterozigoti vs. eterozigoti. Tuttavia, non tutte le croci possono essere calcolate utilizzando i quadrati Punnett a causa della loro complessità.

Prende il nome da Reginald C. Punnett, i diagrammi possono aiutarti a predire fenotipi e genotipi per la prole. I quadrati mostrano la probabilità di alcune croci.

I risultati complessivi di Mendel hanno mostrato che i geni trasmettono ereditarietà. Ogni genitore trasferisce metà dei suoi geni alla prole. I genitori possono anche dare diversi gruppi di geni a diversi discendenti. Ad esempio, gemelli identici hanno lo stesso DNA, ma i fratelli no.

Ereditarietà non mendeliana

Il lavoro di Mendel è stato accurato ma semplicistico, quindi la genetica moderna ha trovato più risposte. Innanzitutto, i tratti non provengono sempre da un singolo gene. Controllo di più geni tratti poligenici, come il colore dei capelli, il colore degli occhi e il colore della pelle. Ciò significa che più di un gene è responsabile per te che hai i capelli castani o neri.

Un gene può anche influenzare molteplici caratteristiche. Questo è pleiotropiae i geni possono controllare tratti non correlati. In alcuni casi, la pleiotropia è collegata a malattie e disturbi genetici. Ad esempio, l'anemia falciforme è una malattia genetica ereditaria che colpisce i globuli rossi rendendoli a forma di mezzaluna.

Oltre a colpire i globuli rossi, il disturbo influenza il flusso sanguigno e altri organi. Ciò significa che ha un impatto su più tratti.

Mendel pensava che ogni gene avesse solo due alleli. Tuttavia, ci possono essere molti diversi alleli di un gene. Alleli multipli possono controllare un gene. Un esempio di questo è il colore del mantello nei conigli. Un altro esempio è il sistema di gruppo sanguigno ABO nell'uomo. Le persone hanno tre alleli per il sangue: A, B e O. A e B sono dominanti su O, quindi sono codominanti.

Altri modelli di ereditarietà

Il dominio completo è lo schema descritto da Mendel. Vide un allele dominare mentre l'altro era recessivo. L'allele dominante era visibile perché era espresso. La forma del seme nelle piante di pisello è un esempio di dominio completo; gli alleli dei semi rotondi dominano su quelli rugosi.

Tuttavia, la genetica è più complessa e il dominio completo non sempre accade.

Nel dominio incompleto, un allele non è completamente dominante. Gli snapdragon sono un classico esempio di dominio incompleto. Ciò significa che il fenotipo della prole sembra essere tra il fenotipo dei due genitori. Quando uno snapdragon bianco e uno snapdragon rosso si riproducono, possono avere snapdragons rosa. Quando attraversi questi snapdragon rosa, i risultati sono rosso, bianco e rosa.

Nel codominance, entrambi gli alleli sono espressi in modo uguale. Ad esempio, alcuni fiori possono essere un mix di colori diversi. Un fiore rosso e un fiore bianco possono produrre prole con un mix di petali rossi e bianchi. I due fenotipi dei genitori sono entrambi espressi, quindi la prole ha un terzo fenotipo che li combina.

Alleli letali

Alcune croci possono essere letali. UN allele letale può uccidere un organismo. Nel 1900, Lucien Cuenót scoprì che quando incrociò topi gialli con topi marroni, la prole era marrone e gialla.

Tuttavia, quando incrociò due topi gialli, la prole ebbe un rapporto di 2: 1 anziché il rapporto di 3: 1 che Mendel trovò. C'erano due topi gialli per un topo marrone.

Cuenót ha scoperto che il giallo era il colore dominante, quindi questi topi erano eterozigoti. Tuttavia, circa un quarto dei topi allevati dall'attraversamento degli eterozigoti è morto durante la fase embrionale. Questo è il motivo per cui il rapporto era 2: 1 anziché 3: 1.

Le mutazioni possono causare geni letali. Sebbene alcuni organismi possano morire nelle fasi embrionali, altri potrebbero essere in grado di vivere per anni con questi geni. Gli esseri umani possono anche avere alleli letali e diversi disturbi genetici sono collegati a loro.

Eredità e ambiente

Il modo in cui un organismo vivente risulta dipende sia dalla sua eredità che dall'ambiente. Ad esempio, la fenilchetonuria (PKU) è uno dei disturbi genetici che le persone possono ereditare. La PKU può causare disabilità intellettive e altri problemi perché il corpo non è in grado di elaborare l'amminoacido fenilalanina.

Se guardi solo alla genetica, ti aspetteresti che una persona con PKU abbia sempre una disabilità intellettuale. Tuttavia, grazie alla diagnosi precoce nei neonati, è possibile per le persone convivere con la PKU con una dieta a basso contenuto proteico e non sviluppare mai gravi problemi di salute.

Quando si guardano sia i fattori ambientali che la genetica, è possibile vedere come una persona vive possa influenzare l'espressione genica.

Le ortensie sono un altro esempio di impatto ambientale sui geni. Due piante di ortensie con gli stessi geni possono avere colori diversi a causa del pH del terreno. I terreni acidi creano ortensie blu, mentre i terreni alcalini ne rendono rosa. I nutrienti e i minerali del suolo influenzano anche il colore di queste piante. Ad esempio, le ortensie blu devono avere alluminio nel terreno per diventare questo colore.

Contributi di Mendels

Sebbene gli studi di Gregor Mendels abbiano creato le basi per ulteriori ricerche, la genetica moderna ha ampliato le sue scoperte e scoperto nuovi schemi ereditari, come il dominio incompleto e la codominanza.

Comprendere come i geni sono responsabili dei tratti fisici che puoi vedere è un aspetto cruciale della biologia. Dai disturbi genetici all'allevamento delle piante, l'eredità può spiegare molte domande che le persone pongono sul mondo che li circonda.