BIYOLOJIK KALITIM: TEORI VE KAVRAMLAR, NASIL AKTARILIR, ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Biyolojik miras bir hücre ya da organizmanın soy ebeveynlerinin genetik bağış aldığı bir süreçtir. Genlerin incelenmesi ve bir nesilden diğerine nasıl aktarıldıkları, kalıtımın genetiğinin çalışma alanıdır.

Kalıtım, ebeveynler ve onların soyundan gelenler arasındaki benzerlik olarak tanımlanabilir, ancak bu terim aynı zamanda üreme sırasında ortaya çıkan genetik varyasyonun doğasında bulunan farklılıkları da kapsar.

Bir kuğu ve yavrusu (Görüntü, Hans Benn, www.pixabay.com)

Biyolojik kalıtım, canlı hücrelerin ve dolayısıyla çok hücreli organizmaların en önemli özelliklerinden biridir, çünkü bu, birbirini izleyen nesiller tarafından belirlenen özellikleri ve özellikleri iletme, uyarlanabilir mekanizmalar ve doğal seçilim ile işbirliği yapma yeteneği anlamına gelir.

Pek çok yazar, bitkilerin ve hayvanların evcilleştirilmesi süreçlerinin başladığı ve en önemli gördüğü özellikleri seçerek, insanlığın biyolojik kalıtımın temel kavramlarına binlerce yıldır aşina olduğu görüşündedir. Bu özellikleri koruyacak yavrular edinin.

Bununla birlikte, kalıtımın fiziksel ve moleküler temellerine ilişkin mevcut anlayışımız nispeten yenidir, çünkü bunlar, bilim camiasının kromozomal kalıtım teorisini ortaya çıkardığı 20. yüzyılın başlarına kadar açıklanamamıştır.

Yukarıdakilere rağmen, özelliklerin veya karakterlerin kalıtılabilirlik ilkeleri, birkaç yıl önce şu anda "kalıtımın babası" olarak kabul edilen Gregorio Mendel tarafından derinlemesine analiz edildi.

Bu kromozomal kalıtım teorisinin formülasyonundan önce ve sonra, diğer birçok keşfin, canlıların genetiğine dair modern anlayışımız için aşkın öneme sahip olduğunu belirtmek önemlidir. Bunlar, diğerleri arasında nükleik asitlerin izolasyonu ve karakterizasyonu, kromozomların keşfi ve çalışmasını içerebilir.

Biyolojik kalıtım teorisi

Gregor Mendel

Mirasın temel temelleri ilk olarak 1856 yılında Avusturyalı keşiş Gregory Mendel (1822-1884) tarafından önerildi.

Mendel, bezelye bitkisi çaprazlamaları ile yaptığı deneylerden, ebeveynler ve onların soyundan gelenler arasındaki benzerliklerin ve farklılıkların, ayrık kalıtsal birimlerin, yani genlerin mekanik aktarımı ile açıklanabileceğini anladı.

Mendel'in bezelyeleri ve özellikleri (Kaynak: Nefronus, Wikimedia Commons)

Bu, modern genetiğin anlaşılmasının temellerini attı, çünkü özelliklerin kalıtsal olmasının nedeninin, genlerin kromozomlar üzerindeki üreme yoluyla (cinsel veya eşeysiz) fiziksel transferinden kaynaklandığı biliniyordu.

Elde ettiği sonuçlara göre Mendel, bazı karakterler için bugün yürürlükte olan "miras yasalarını" formüle etti:

- Ayrışma yasası: genlerin alel olarak bilinen "alternatif" formlara sahip olduğunu ve fenotipi (görünür özellikler) doğrudan etkilediğini savunur.

- Bağımsız miras yasası: Bir özelliğin kalıtımının diğerinden bağımsız olduğunu ima eder, ancak bu birçok özellik için tamamen doğru değildir.

1908'de Drosophila melanogaster meyve sineğinin genetiğini inceleyen Thomas Morgan, fenotiplerin kalıtımının daha önce Mendel tarafından tarif edildiği gibi gerçekleştiğini gösterdi. Dahası, kalıtım birimlerinin (genlerin) kromozomlar yoluyla iletildiğini açıklayan oydu.

Bu nedenle ve diğer birçok araştırmacının katılımı sayesinde, bugün biyolojik kalıtımın, kromozomlarda bulunan kalıtsal birimlerin otozomal, cinsel veya plastidik kromozomlarda (ökaryotlarda) iletilmesi sayesinde gerçekleştiğini biliyoruz.

Belirli bir fenotipin ifadesi veya görünümü, genotipin özelliklerine (baskınlık ve resesivite) bağlıdır.

Temel konseptler

Biyolojik kalıtım mekanizmalarının nasıl çalıştığını anlamak için bazı temel kavramları anlamak gerekir.

Kalıtsal özelliklerin tümü, her organizmanın DNA'sını oluşturan nükleotidlerin dizisinden kaynaklanmasa da, biyolojik kalıtım söz konusu olduğunda, genellikle genlerde bulunan bilgilerin aktarılmasından bahsediyoruz.

Gen

O halde bir gen, kalıtımın temel fiziksel birimi olarak tanımlanır ve canlı bir varlıktaki bazı özellik veya özelliklerin ifadesi için gerekli tüm bilgileri içeren tanımlanmış bir DNA dizisidir.

Aleller

Genler, onları karakterize eden dizideki küçük varyasyonların ürünü olan birden fazla forma sahip olabilir; aynı genin alternatif formları aleller olarak bilinir.

Aleller genellikle verdikleri fenotipik özelliklere göre tanımlanır ve bir popülasyonda aynı gen için birden fazla alel bulmak yaygındır.

DNA, genler ve kromozomlar (Kaynak: Thomas Splettstoesser, Wikimedia Commons)

Örneğin bir memeli, her genin iki alelini ebeveynlerinden, biri annesinden, diğeri babasından miras alır. Genotipin her zaman fenotipte ifade edilen aleli baskın alel olarak adlandırılırken, "sessiz" kalan (hiçbir fenotipik özelliği gözlenmeyen) resesif alel olarak bilinir.

Bazı durumlarda, her iki alelin de ifade edildiği ve bir ara fenotip görünümü oluşturduğu ortaya çıkabilir, bu nedenle bunlara birlikte eş-baskın aleller denir.

Homozigotluk ve heterozigotluk

Bir birey ebeveynlerinden iki özdeş alel aldığında, hem baskın hem de çekinik olsun, bu, genetik olarak konuşursak, bu aleller için homozigot olarak bilinir. Öte yandan, bir birey ebeveynlerinden biri baskın, diğeri resesif olmak üzere iki farklı alel miras aldığında, buna bu aleller için heterozigot denir.

kromozomlar

Prokaryotik ve ökaryotik organizmaların genleri, kromozomlar olarak bilinen yapılarda bulunur. Çekirdeği olmayan hücreler olan prokaryotlarda normalde sadece bir kromozom vardır; Bazı proteinlerle ilişkili DNA'dan oluşur, dairesel şekilli ve oldukça kıvrımlıdır.

Ökaryotlar, çekirdeğe sahip hücreler, türe bağlı olarak bir veya daha fazla kromozoma sahiptir ve bunlar kromatin adı verilen bir maddeden oluşur. Her bir kromozomun kromatini, histon adı verilen ve çekirdek içinde sıkışmasını kolaylaştıran dört tip proteinle yakından ilişkili bir DNA molekülünden oluşur.

Ökaryotlarda birden fazla kromozom türü vardır. Nükleer, mitokondriyal ve kloroplastidler vardır (fotosentetik organizmalarla sınırlıdır). Nükleer kromozomlar otozomal ve cinseldir (cinsiyeti belirtenler).

ploid

Ploidi, bir hücrenin sahip olduğu kromozom "kümelerinin" tam sayısıdır. Örneğin tüm memeliler ve birçok hayvan gibi insanlarda da biri babadan, diğeri anneden olmak üzere iki takım kromozom vardır, bu nedenle hücrelerinin diploid olduğu söylenir.

Haploidler ve poliploidler

Yalnızca bir kromozom setine sahip olan bireyler ve / veya hücreler haploidler olarak bilinirken, ikiden fazla kromozom setine sahip organizmalar toplu olarak poliploidlerdir (triploidler, tetraploidler, hekzaploidler vb.).

gametler

Eşeyli üremeli organizmalarda bu, iki farklı birey tarafından üretilen iki özel hücrenin füzyonu sayesinde gerçekleşir: "erkek" ve "dişi". Bu hücreler gametlerdir; erkekler sperm (hayvanlar) veya mikrosporlar (bitkiler) üretir ve dişiler ovül veya yumurta hücresi üretir.

Normalde, cinsiyet hücrelerinin (gametler) kromozomal yükü haploiddir, yani bu hücreler, kromozom sayısında bir azalmayı içeren hücre bölünmesi yoluyla üretilir.

Genotip

Canlı bir organizmada, genotip, belirli bir özellik veya karakteristiği kodlayan ve diğerlerinden belirli bir işlev veya sekansla ayırt edilen genler kümesini (ilgili alelleri ile) tanımlar. Dolayısıyla genotip, bir bireyin alelik yapısını temsil eder.

Fenotipe neden olan şeyin genotip olduğu genel olarak söylense de, bir fenotipin görünümünü koşullandırabilecek birçok çevresel ve epigenetik faktör olduğunu akılda tutmak önemlidir.

Fenotip

Fenotip, kelimenin tam anlamıyla "gösterilen form" anlamına gelir. Birçok metin onu, hem genlerinin (genotip) ifadesinden hem de onu çevreleyen çevreyle etkileşiminden kaynaklanan bir organizmanın görünür özellikleri kümesi olarak tanımlar.

Çoğu fenotip, birden fazla genin uyumlu hareketinin ürünüdür ve aynı gen, birden fazla spesifik fenotipin oluşturulmasına katılabilir.

Genetik kalıtım nasıl bulaşır?

Genlerin ebeveynlerden torunlarına aktarımı hücre döngüsünde mitoz ve mayoz yoluyla gerçekleşir.

Üremenin esas olarak iki bölümlü veya ikili bölünmeyle gerçekleştiği prokaryotlarda, genler, bölünme gerçekleşmeden önce yavru hücreye salgılanan kromozomunun tam kopyası yoluyla bir hücreden soyundan gelenlere aktarılır.

Genellikle iki tip hücreye (somatik ve cinsel) sahip olmasıyla karakterize edilen çok hücreli ökaryotlar, iki iletim veya gen kalıtım mekanizmasına sahiptir.

Somatik hücreler ve daha basit tek hücreli organizmalar, bunu mitozla böldüklerinde kromozomal içeriklerini kopyaladıkları ve kopyaları yavru hücrelerine doğru salgıladıkları anlamına gelir. Bu kopyalar genellikle tamdır, bu nedenle yeni hücrelerin özellikleri "öncüler "inkilere eşdeğerdir.

Cinsiyet hücreleri, çok hücreli organizmaların eşeyli üremesinde temel bir rol oynar. Gamet olarak da bilinen bu hücreler, kromozomal yükte (haploid hücrelerdir) eşzamanlı bir azalma ile hücre bölünmesini içeren mayoz tarafından üretilir.

Eşeyli üreme yoluyla iki birey, haploid gametik hücrelerini kaynaştırarak ve her iki ebeveynin özelliklerini paylaşan yeni bir diploid birey oluşturarak genlerini bir nesilden diğerine aktarır.

Kalıtım örnekleri

Bu süreci açıklamak için metinlerin öğretiminde kullanılan klasik biyolojik kalıtım örnekleri, farklı "model" organizmalara dayanmaktadır.

Örneğin Thomas Morgan tarafından hayvanlar için kullanılan çalışma modellerinden biri olan meyve sineği (D. melanogaster) genellikle kırmızı gözlere sahiptir. Bununla birlikte, deneyleri sırasında, Morgan beyaz gözlü bir erkek buldu ve onu kırmızı gözlü bir dişiyle geçti.

Meyve sineği. Drosophila melanogaster. Sanjay Acharya'dan alındı ​​ve düzenlendi

Bu türde "kırmızı gözler" fenotipinin baskın olduğu göz önüne alındığında, bu haçın ilk neslinin sonucu kırmızı gözlü bireylerden oluşmuştur. Birinci neslin (F1) bireyleri arasındaki sonraki çaprazlamalar, her iki fenotipin de ortaya çıktığı bir F2 nesli ile sonuçlandı.

Beyaz gözler F2'de erkeklerin% 50'sine yakın bir yerde göründüğünden, Morgan bunun "cinsiyet kromozomuna bağlı bir kalıtım" olduğunu varsaydı.

Referanslar

1. Gardner, JE, Simmons, JE ve Snustad, DP (1991). Genetik Prensibi. 8 '"Baskı. John Wiley and Sons.
2. Henderson, M. (2009). Gerçekten bilmeniz gereken 50 genetik fikir. Quercus Kitapları.
3. Solomon, EP, Berg, LR ve Martin, DW (2011). Biyoloji (9. baskı). Brooks / Cole, Cengage Learning: ABD.
4. Suzuki, DT ve Griffiths, AJ (1976). Genetik analize giriş. WH Freeman ve Şirketi.
5. Watson, JD (2004). Genin moleküler biyolojisi. Pearson Education Hindistan