Ärftliga genetiska baser, studiemetoder, exempel

909
Philip Kelley

De ärftlighet Det är egenskapen att en kvantifierbar fenotypisk karaktär hos en befolkning måste delas eller ärvas genom genotypen. Generellt överförs detta drag eller karaktär från deras föräldrar till deras ättlingar.

Det fenotypiska uttrycket (som motsvarar en individs synliga drag) av en ärftlig karaktär är mottaglig för den miljö där avkomman utvecklas, så det kommer inte nödvändigtvis att uttryckas på samma sätt som hos föräldrarna.

Arvsmönster av blodgrupp mellan AB & O-föräldrar (Källa: AB & O_RegularInheritance.PNG: användare: Dr.saptarshiderivativt arbete: Ksd5 [CC0] via Wikimedia Commons)

I populationer av experimentella organismer är det relativt enkelt att bestämma vilka ärftliga egenskaper som är, eftersom uttrycket för ett förälders drag kan observeras hos avkomman genom att uppfostra avkomman i samma miljö som där föräldrarna utvecklas.

I vilda populationer är det å andra sidan svårt att skilja vilka fenotypiska karaktärer som överförs av ärftlighet och vilka är produkten av förändrade miljöförhållanden, det vill säga de är epigenetiska förändringar..

Detta är särskilt svårt att urskilja för de flesta fenotypiska egenskaper hos mänskliga populationer, där det har föreslagits att de bästa studiemodellerna är par av identiska tvillingar som separeras vid födseln och som växer upp i samma miljö..

En av de första forskarna som studerade ärftlighet var Gregor Mendel. I sina experiment fick Mendel rader av ärtplantor med karaktärer som ärvdes och uttrycktes nästan helt mellan föräldrar och ättlingar..

Artikelindex

  • 1 Genetiska baser för studier av ärftlighet
  • 2 Studiemetoder
    • 2.1 H2-statistik
    • 2.2 Moderna tekniker
  • 3 Exempel
    • 3.1 - Ärftlighet hos växter
    • 3.2 - Ärftlighet hos människor
  • 4 Referenser

Genetiska baser för studier av ärftlighet

Ärftlighet är resultatet av överföringen av gener genom könsceller (från föräldrar till avkomma) genom sexuell reproduktion. Men under gametesyntes och fusion inträffar två rekombinationer som kan förändra arrangemanget och sekvensen för dessa gener..

Forskare som arbetar med experimentell identifiering av ärftliga egenskaper arbetar med rena linjer, isogena för de flesta lokerna (genetiskt samma), eftersom individer från rena linjer har samma genotyp i homozygot form..

Isogena linjer garanterar att arkitekturen för generna i kärnan inte påverkar den fenotyp som observeras, eftersom, trots att individer delar samma genotyp, genom att variera positionen för generna i kärnan, variationer i fenotypen.

För forskare är att få rena och isogena linjer ett slags "garanti" för att de fenotypiska egenskaper som delas av föräldrar och ättlingar är en produkt av genotypen och därför är helt ärftliga..

Mendelsk arv av pälsfärgsexempel hos nötkreatur (Källa: Sciencia58 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Trots att fenotypen alltid är en produkt av genotypen, är det viktigt att komma ihåg att även om individer har samma genotyp kan det hända att inte alla gener uttrycks i nämnda fenotyp.

Att garantera generens uttryck är en mycket komplex studie, eftersom deras uttryck kan skilja sig åt för varje genotyp och ibland regleras dessa gener av andra faktorer såsom epigenetik, miljöns eller andra gener..

Studiemetoder

Grenen av genetik som kallas "Klassisk genetik" fokuserar på studier av ärftligheten hos egenskaper. I klassisk genetik korsas föräldrar med ättlingar till hela befolkningen i flera generationer tills de får rena och isogena linjer..

H2-statistik

När väl ärftets egenskaper har påvisats kan graden av ärftlighet kvantifieras med ett statistiskt index som H2.

Ärftlighet (H2) beräknas som förhållandet mellan avvikelserna mellan genotypiska medel (S2g) och den totala fenotypiska variansen hos befolkningen (S2p). Den fenotypiska variansen hos befolkningen kan sönderdelas i variationen hos genotypiska medel (S2g) och den återstående variansen (S2e).

Ärftbarhetsstatistiken (H2) berättar vilken andel av fenotypisk variation i en population som beror på genotypisk variation. Detta index anger inte vilken andel av en enskild fenotyp som kan tilldelas dess arv och dess miljö..

Det måste tas med i beräkningen att fenotypen hos en individ är en följd av interaktionen mellan dess gener och de miljöförhållanden under vilka den utvecklas..

Moderna tekniker

För närvarande finns det verktyg som Next Generation Sequencing (SNG) med vilka det är möjligt att sekvensera hela genomet hos individer, så att ärftliga egenskaper kan spåras in vivo i genomet av organismer.

Dessutom tillåter moderna bioinformatikverktyg att kärnarkitekturen modelleras ganska exakt för att grovt kunna lokalisera gener i kärnan..

Exempel

- Ärftlighet hos växter

Den statistiska metoden för att mäta karaktärernas ärftlighet föreslogs för grödor med kommersiellt intresse. Därför avser de flesta exemplen i litteraturen växtarter som är viktiga för livsmedelsindustrin..

I alla växtarter undersöks ärftligheten hos karaktärerna av agronomiskt intresse, såsom resistens mot patogener, fruktutbyte, motståndskraft mot heta eller kalla temperaturer, lövstorlek etc..

Den klassiska genetiska förbättringen av grönsaksgrödor som tomat, syftar till att välja växter med en genotyp som har ärftliga karaktärer för att få tomater som är större, röda och motståndskraftiga mot fuktiga miljöer..

I gräsarter som vete är målet att välja bland de ärftliga karaktärerna för storlek, stärkelseinnehåll och fröhårdhet. Med detta mål blandas sorterna från olika platser tills de får rena linjer av var och en..

Genom att erhålla de rena linjerna kan dessa kombineras i en hybridvariant, genom genteknik, för att erhålla transgena grödor som samlar de bästa karaktärerna i en enda sort.

- Ärftlighet hos människor

Inom medicinen studeras hur vissa personlighetsstörningar överförs mellan föräldrar och ättlingar.

Kronisk depression, till exempel, är ett fenotypiskt drag som är en produkt av genotypen, men om människor med den genotypen lever i en bekant, glad, stabil och förutsägbar miljö, kan genotypen aldrig ses i fenotypen..

Beteendegenetik är av särskilt intresse för att bestämma ärftligheten av intelligenskvoten (IQ). Hittills har höga IQ-nivåer visat sig vara lika ärftliga egenskaper som en normal IQ..

Emellertid uttrycks en hög IQ eller kronisk depression beroende på stimuleringen av miljön.

Ett typiskt exempel på ärftlighet är karaktären av växt. Om föräldern är lång är det mycket troligt att avkomman är lång. Det vore emellertid uppenbart fel att tro att 1,80 m i en persons höjd beror på gener och ytterligare 0,3 m på grund av miljön..

I många fall har livslängden också studerats som ett ärftligt drag. För livslängdsstudier på människor utförs släktforskningen för familjen och försöker integrera data från den miljö där var och en av individerna i släktforskningsträdet bodde..

De flesta livslängdsstudier har visat att detta drag i de flesta fall fungerar som ett ärftligt drag och till och med ökar i varje generation om det tas upp i rätt miljö..

Referenser

  1. Bratko, D., Butković, A., & Vukasović Hlupić, T. (2017). Personlighetens ärftlighet. Psihologijske fruktar, 26 (1), 1-24.
  2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Genomisk ärftlighet: vad är det? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
  3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Ärftligheten hos IQ. Nature, 388 (6641), 468.
  4. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
  5. Mousseau, T. A., & Roff, D. A. (1987). Naturligt urval och ärftligheten hos fitnesskomponenter. Ärftlighet, 59 (2), 181.
  6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). Personlighetens ärftlighet: en metaanalys av genetiska studier av beteenden. Psykologisk bulletin, 141 (4), 769.
  7. Wray, N., & Visscher, P. (2008). Uppskatta egenskapens ärftlighet. Naturutbildning, 1 (1), 29.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.