KALITIM: GENETIK TEMELLER, ÇALIŞMA YÖNTEMLERI, ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Kalıtım ortak veya genotip ile devralınacak nüfusu ölçülebilir bir fenotipik özelliğe sahiptir özelliğidir. Genellikle, bu özellik veya karakter ebeveynlerinden torunlarına aktarılır.

Kalıtsal bir karakterin fenotipik ifadesi (bir bireyin görünür özelliklerine karşılık gelir), yavruların geliştiği ortama duyarlıdır, bu nedenle ebeveynlerde olduğu gibi mutlaka ifade edilmeyecektir.

AB ve O ebeveynleri arasında kan türünün kalıtım modeli (Kaynak: AB & O_RegularInheritance.PNG: kullanıcı: Dr.saptarshiderivative çalışma: Ksd5, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Deneysel organizma popülasyonlarında, kalıtsal özelliklerin ne olduğunu belirlemek nispeten kolaydır, çünkü yavruda bir ebeveynin bir özelliğinin ifadesi, yavruları ebeveynlerin geliştiği ortamla aynı ortamda yetiştirerek gözlemlenebilir.

Yabani popülasyonlarda ise kalıtım yoluyla iletilen fenotipik karakterlerin hangilerinin değişen çevresel koşulların ürünü, yani epigenetik değişiklikler olduğunu ayırt etmek zordur.

Bunu insan popülasyonlarındaki çoğu fenotipik özellik için ayırt etmek özellikle zordur, burada çalışma için en iyi modellerin doğumda ayrılan ve aynı ortamda büyüyen özdeş ikiz çiftler olduğu öne sürülmüştür.

Kalıtımı araştıran ilk bilim adamlarından biri Gregor Mendel'di. Mendel deneylerinde, neredeyse tamamen ebeveynler ve yavrular arasında miras kalan ve ifade edilen karakterlere sahip bezelye bitkisi hatları elde etti.

Kalıtım çalışması için genetik temeller

Kalıtılabilirlik, genlerin gametler (ebeveynlerden yavrulara) yoluyla cinsel üreme yoluyla aktarılmasının sonucudur. Bununla birlikte, gamet sentezi ve füzyon sırasında, bu genlerin düzenini ve dizisini değiştirebilen iki rekombinasyon meydana gelir.

Kalıtımsal özelliklerin deneysel olarak tanımlanması üzerinde çalışan bilim adamları, çoğu lokus için izojenik (genetik olarak özdeş) olan saf çizgilerle çalışırlar, çünkü saf çizgilerden bireyler homozigot bir şekilde aynı genotipe sahiptir.

İzojenik çizgiler, çekirdekteki genlerin mimarisinin gözlemlenen fenotipi etkilememesini garanti eder, çünkü bireyler aynı genotipi paylaşmalarına rağmen, çekirdekteki genlerin konumunu değiştirerek, fenotip.

Araştırmacılar için, saf ve izojenik soyların elde edilmesi, ebeveynler ve torunlar tarafından paylaşılan fenotipik özelliklerin genotipin ürünü olduğunu ve bu nedenle tamamen kalıtsal olduğunu bir tür "garantidir".

Sığırlarda kürk rengi özelliklerinin Mendel kalıtımı (Kaynak: Sciencia58, Wikimedia Commons)

Fenotipin her zaman genotipin ürünü olmasına rağmen, bireylerin aynı genotipe sahip olmalarına rağmen, söz konusu fenotipte tüm genlerin ifade edilmeyebileceğini akılda tutmak önemlidir.

Genlerin ekspresyonunu garantilemek çok karmaşık bir çalışmadır, çünkü ekspresyonları her genotip için farklı olabilir ve bazı durumlarda bu genler epigenetik faktörler, çevre veya diğer genler gibi diğer faktörler tarafından düzenlenir.

Çalışma yöntemleri

"Klasik Genetik" olarak bilinen genetik dalı, özelliklerin kalıtımsallığına odaklanır. Klasik genetikte, ebeveynler, saf ve izojenik soylar elde edilene kadar birkaç nesil boyunca tüm popülasyonların soyundan gelenlerle melezlenir.

H2 istatistiği

Bir özelliğin kalıtsallığı kanıtlandıktan sonra, kalıtım derecesi, H2 olarak tanımlanan istatistiksel bir indeks ile ölçülebilir.

Kalıtılabilirlik (H2), genotipik ortalamaların varyansları (S2g) ile popülasyonun toplam fenotipik varyansı (S2p) arasındaki oran olarak hesaplanır. Popülasyonun fenotipik varyansı, genotipik ortalamaların (S2g) ve artık varyansın (S2e) varyansına ayrıştırılabilir.

Kalıtımsallık istatistiği (H2) bize bir popülasyondaki fenotipik varyasyonun ne kadarının genotipik varyasyona bağlı olduğunu söyler. Bu indeks, kalıtımına ve çevresine atanabilecek bireysel bir fenotip oranının ne olduğunu göstermez.

Bir bireyin fenotipinin, genleri ile geliştiği çevresel koşullar arasındaki etkileşimin bir sonucu olduğu dikkate alınmalıdır.

Modern teknikler

Şu anda, bireylerin tüm genomunu sıralamanın mümkün olduğu Yeni Nesil Dizileme (SNG) gibi araçlar vardır, böylece kalıtımsal özelliklerin in vivo olarak izlenebilir. organizmaların genomu.

Ek olarak, modern biyoinformatik araçlar, çekirdek içindeki genleri kabaca konumlandırmak için nükleer mimarinin oldukça doğru bir şekilde modellenmesine izin verir.

Örnekler

- Bitkilerde kalıtım derecesi

Karakterlerin kalıtım derecesini ölçmek için istatistiksel yöntem, ticari ilgisi olan mahsul türleri için önerildi. Bu nedenle literatürdeki örneklerin çoğu, gıda endüstrisi için önemli olan bitki türleriyle ilgilidir.

Tüm ürün türlerinde, patojenlere direnç, meyve verimi, sıcak veya soğuk sıcaklıklara dayanıklılık, yaprak boyutu vb. Gibi agronomik ilgi alanlarının kalıtsallığı incelenir.

Domates gibi sebze mahsullerinin klasik genetik gelişimi, daha büyük, kırmızı ve nemli ortamlara dayanıklı domatesler elde etmek için kalıtsal karakterlere sahip genotipli bitkileri seçmeyi amaçlamaktadır.

Buğday gibi çim türlerinde amaç, diğerleri arasında boyut, nişasta içeriği ve tohum sertliği için kalıtsal karakterleri seçmektir. Bu amaçla, farklı yerlerden gelen çeşitler, her birinin saf hatları elde edilinceye kadar karıştırılır.

Saf soyların elde edilmesiyle, bunlar, en iyi karakterleri tek bir çeşitte toplayan transgenik mahsulleri elde etmek için genetik mühendisliği yoluyla hibrit bir çeşitte birleştirilebilir.

- İnsanlarda kalıtsallık

Tıpta, bazı kişilik bozukluklarının ebeveynler ve torunlar arasında nasıl bulaştığı incelenir.

Örneğin kronik depresyon, genotipin bir ürünü olan fenotipik bir özelliktir, ancak bu genotipe sahip insanlar tanıdık, mutlu, istikrarlı ve öngörülebilir bir ortamda yaşıyorsa, genotip fenotipte asla görülmeyebilir.

Davranışsal genetik, zeka bölümünün (IQ) kalıtsallığını belirlemede özellikle ilgi çekicidir. Bugüne kadar, yüksek IQ seviyelerinin normal bir IQ kadar kalıtsal özellikler olduğu bulunmuştur.

Bununla birlikte, çevrenin uyarılmasına bağlı olarak yüksek bir IQ veya kronik depresyon ifade edilir.

Tipik bir kalıtım örneği, boy karakteridir. Ebeveyn uzunsa, yavru büyük olasılıkla uzundur. Bununla birlikte, bir bireyin boyunda 1.80 m'nin genlerden ve 0.3 metrenin de çevreden kaynaklandığına inanmak açıkça yanlış olur.

Çoğu durumda, uzun ömür de kalıtsal bir özellik olarak incelenmiştir. İnsanlarda uzun ömür araştırmaları için, soy ağacının her bir bireyinin yaşadığı çevrenin verilerini birleştirmeye çalışarak ailenin şeceresi gerçekleştirilir.

Uzun ömürlülük çalışmalarının çoğu, bu özelliğin çoğu durumda kalıtsal bir özellik olarak davrandığını ve hatta doğru ortamda yetiştirilirse her nesilde arttığını bulmuştur.

Referanslar

1. Bratko, D., Butković, A. ve Vukasović Hlupić, T. (2017). Kişiliğin kalıtsallığı. Psihologijske korkuyor, 26 (1), 1-24.
2. de los Campos, G., Sorensen, D. ve Gianola, D. (2015). Genomik kalıtım: nedir? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
3. Devlin, B., Daniels, M. ve Roeder, K. (1997). IQ'nun kalıtılabilirliği. Doğa, 388 (6641), 468.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT ve Miller, JH (2005). Genetik analize giriş. Macmillan.
5. Mousseau, TA ve Roff, DA (1987). Doğal seleksiyon ve fitness bileşenlerinin kalıtılabilirliği. Kalıtım, 59 (2), 181.
6. Vukasović, T. ve Bratko, D. (2015). Kişiliğin kalıtılabilirliği: davranış genetik çalışmalarının bir meta-analizi. Psikolojik bülten, 141 (4), 769.
7. Wray, N. ve Visscher, P. (2008). Özellik kalıtımının tahmin edilmesi. Doğa eğitimi, 1 (1), 29.