Фактът, че всички живи организми, от амебите до човешкия вид, имат клетъчна структура, е добре известен. Въпреки това, не всеки мисли за това как се появяват нови същества, според какви закони на природата се унаследяват определени знаци. И така, може би е време да освежим паметта за основите на генетиката, забравени от училищния курс по биология, който е най-важен за еволюцията на науката?
Значение на гените
Живите клетки се основават на генетичен материал - нуклеинови киселини, състоящи се от повтарящи се нуклеотиди, които от своя страна са представени от сумата от азотна основа, фосфатна група и петвъглеродна захар, рибоза или дезоксирибоза. Такива поредици са уникални, следователно в света няма две напълно идентични живи същества. Наборът от гени обаче далеч не е случаен и идва от майчината клетка (при организми с асексуален тип размножаване) или от двете родителски клетки (при сексуален тип). В случай на хора и много животни, окончателното групиране на генетичния материал настъпва по време на образуването на зигота поради сливането на женски и мъжки зародишни клетки. В бъдеще този комплектпрограмира развитието на всички тъкани, органи, външни характеристики и частично дори нивото на бъдещо здраве.
Основни условия
Може би най-важните концепции на генетиката като наука са наследствеността и променливостта. Благодарение на първото явление всички живи организми продължават своя вид и поддържат световните популации, а вторият спомага за развитието си, като добавя нови характеристики и заменя тези, които са загубили своето значение. Грегор Мендел, австрийски ботаник и биолог, който е живял и работил в полза на науката през втората половина на 19 век, открива всичко това и поставя основите на генетиката. Той открива законите на своята теория за наследствеността чрез качествен анализ и експерименти върху растенията. По-специално, той използва най-често грах, тъй като е лесно да се изолира алелът в него. Това понятие означава алтернативна характеристика, тоест уникална нуклеотидна последователност, която дава една от двете възможности за проява на дадена характеристика. Например червени или бели цветя, дълга или къса опашка и т.н. Между тях обаче си струва да се разграничат други важни термини.
Първият закон на Мендел
Доминиращ (доминиращ, преобладаващ) и рецесивен алел (потиснат, слаб) са два знака, които влияят един на друг и се проявяват според определени правила или по-скоро според законите на Мендел. И така, първият от тях гласи, че всички хибриди, получени в първото поколение, ще носят само една черта, получена от родителски организми и преобладаваща сред тях. Например, ако доминиращият алел е червеният цвят на цветята, а рецесивният алел е бял, тогава когато две растения се кръстосват сс тези черти получаваме хибриди само с червени цветя.
Този закон е верен, ако родителските растения са чисти линии, тоест хомозиготни. Струва си обаче да се отбележи, че има малка поправка в първия закон - кодоминиране на признаци, или непълно доминиране. Това правило казва, че не всички знаци имат строго преобладаващо влияние върху другите, но могат да се появят едновременно. Например родителите с червени и бели цветя имат поколение с розови венчелистчета. Това е така, защото въпреки че доминантният алел е червен, той няма пълно влияние върху рецесивния, бял. И следователно се появява трети тип цвят поради смесването на знаци.
Втори закон на Мендел
Факт е, че всеки ген се обозначава с две еднакви букви от латинската азбука, например "Aa". В този случай главният знак означава доминираща черта, а малкият означава рецесивен. По този начин хомозиготните алели се обозначават като "aa" или "AA", тъй като те носят една и съща черта, а хетерозиготните алели - "Aa", тоест те носят рудиментите на двете родителски черти..
Всъщност следващият закон на Мендел е изграден върху това - за разделянето на знаците. За този експеримент той кръстосва две растения с хетерозиготни алели, получени в първото поколение на първия експеримент. Така той получи проявлението и на двата знака. Например, доминиращият алел е лилави цветя, а рецесивният алел е бял, техните генотипове са "AA" и"аа". При кръстосването им в първия експеримент той получава растения с генотипове "Аа" и "Аа", тоест хетерозиготни. И при получаване на второто поколение, тоест "Aa" + "Aa", получаваме "AA", "Aa", "Aa" и "aa". Тоест, както лилавите, така и белите цветя се появяват, освен това, в съотношение 3: 1.
Трети закон
И последният закон на Мендел - за независимото наследяване на две доминиращи черти. Най-лесно е да го разгледаме на примера на кръстосване на различни сортове грах помежду си - с гладки жълти и набръчкани зелени семена, където доминиращият алел е гладкост и жълт цвят.
В резултат ще получим различни комбинации от тези черти, тоест подобни на родителските, и в допълнение към тях - жълти набръчкани и зелени гладки семена. В този случай текстурата на граха няма да зависи от техния цвят. По този начин тези две черти ще бъдат наследени, без да се влияят взаимно.
