Arvelighedsgenetiske baser, studiemetoder, eksempler

3593
Anthony Golden

Det arvelighed Det er ejendommen, at en kvantificerbar fænotypisk karakter af en befolkning skal deles eller arves gennem genotypen. Generelt overføres dette træk eller karakter fra deres forældre til deres efterkommere.

Det fænotypiske udtryk (som svarer til et menneskes synlige træk) af en arvelig karakter er modtagelig for det miljø, hvor afkomene udvikler sig, så det vil ikke nødvendigvis udtrykkes på samme måde som hos forældrene.

Arvemønster af blodtype mellem AB & O-forældre (Kilde: AB & O_RegularInheritance.PNG: bruger: Dr.saptarshiderivative arbejde: Ksd5 [CC0] via Wikimedia Commons)

I populationer af eksperimentelle organismer er det relativt let at bestemme, hvad de arvelige træk er, da ekspressionen af ​​et træk hos en forælder kan observeres hos afkomene ved at opdrage afkom i samme miljø som hvor forældrene udvikler.

I vilde populationer er det derimod vanskeligt at skelne mellem, hvilke er de fænotypiske tegn, der transmitteres af arvelighed, og hvilke der er et produkt af skiftende miljøforhold, dvs..

Dette er især vanskeligt at skelne for de fleste fænotypiske træk i menneskelige populationer, hvor det er blevet antydet, at de bedste modeller til undersøgelse er par af identiske tvillinger, der adskilles ved fødslen, og som vokser op i det samme miljø..

En af de første forskere, der undersøgte arvelighed, var Gregor Mendel. I sine eksperimenter opnåede Mendel linjer med ærter med tegn, der blev arvet og næsten udelukkende udtrykt mellem forældre og efterkommere..

Artikelindeks

  • 1 Genetiske baser til undersøgelse af arvelighed
  • 2 Undersøgelsesmetoder
    • 2.1 H2-statistik
    • 2.2 Moderne teknikker
  • 3 eksempler
    • 3.1 - Arvelighed i planter
    • 3.2 - Arvelighed hos mennesker
  • 4 Referencer

Genetiske baser til undersøgelse af arvelighed

Arvelighed er resultatet af overførsel af gener gennem kønsceller (fra forældre til afkom) gennem seksuel reproduktion. Under gametesyntese og fusion forekommer der imidlertid to rekombinationer, der kan ændre arrangementet og sekvensen af ​​disse gener..

Forskere, der arbejder på eksperimentel identifikation af arvelige træk, arbejder med rene linjer, isogene for det meste af loci (genetisk det samme), da individer fra rene linjer har den samme genotype i homozygot form..

Isogene linjer garanterer, at arkitekturen af ​​generne i kernen ikke påvirker den observerede fænotype, da variationer i fænotypen, på trods af at individer deler den samme genotype, ved at variere placeringen af ​​generne i kernen..

For forskere er opnåelse af rene og isogene linjer en slags "garanti" for, at de fænotypiske træk, der deles af forældre og efterkommere, er et produkt af genotypen og derfor er fuldt arvelige.

Mendelisk arv af pelsfarveegenskaber hos kvæg (Kilde: Sciencia58 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

På trods af at fænotypen altid er et produkt af genotypen, er det vigtigt at huske på, at selvom individer har den samme genotype, kan det ske, at ikke alle generne udtrykkes i fænotypen.

Garanti for ekspression af gener er en meget kompleks undersøgelse, da deres ekspression kan variere for hver genotype, og disse lejligheder lejlighedsvis reguleres af andre faktorer såsom epigenetik, miljøet eller andre gener..

Undersøgelsesmetoder

Grenen af ​​genetik kendt som "Klassisk genetik" fokuserer på undersøgelsen af ​​egenskabers arvelighed. I klassisk genetik krydses forældre med efterkommere af hele befolkningen i flere generationer, indtil de får rene og isogene linjer..

H2-statistik

Når arven af ​​et træk er påvist, kan graden af ​​arvelighed kvantificeres ved hjælp af et statistisk indeks identificeret som H2.

Arvelighed (H2) beregnes som forholdet mellem variationerne i det genotypiske middel (S2g) og den samlede fænotypiske variation i populationen (S2p). Den fænotypiske varians af populationen kan nedbrydes i variansen af ​​det genotypiske middel (S2g) og den resterende varians (S2e).

Arvelighedsstatistikken (H2) fortæller os, hvilken andel af fænotypisk variation i en population, der skyldes genotypisk variation. Dette indeks angiver ikke, hvor stor en andel af en individuel fænotype, der kan tildeles dets arv og dets miljø..

Det skal tages i betragtning, at en persons fænotype er en konsekvens af interaktionen mellem dens gener og de miljømæssige forhold, hvori den udvikler sig..

Moderne teknikker

I øjeblikket er der værktøjer såsom Next Generation Sequencing (SNG), som det er muligt at sekvensere det komplette genom af individer, så arvelige træk kan spores in vivo i genomet af organismer.

Derudover tillader moderne bioinformatikværktøjer, at kernearkitekturen modelleres ret nøjagtigt for groft at finde gener i kernen..

Eksempler

- Arvelighed i planter

Den statistiske metode til måling af karakterenes arvelighed blev foreslået for afgrødearter med kommerciel interesse. Derfor vedrører de fleste eksempler i litteraturen plantearter, der er vigtige for fødevareindustrien..

I alle afgrødearter undersøges arveligheden af ​​tegn af agronomisk interesse, såsom resistens over for patogener, frugtudbytte, modstandsdygtighed over for varme eller kolde temperaturer, løvstørrelse osv..

Den klassiske genetiske forbedring af vegetabilske afgrøder som tomat, søger at vælge planter med en genotype, der har arvelige karakterer for at opnå tomater, der er større, røde og modstandsdygtige over for fugtige omgivelser..

I græsarter som hvede er målet at vælge de arvelige tegn for blandt andet størrelse, stivelsesindhold og frøhårdhed. Med dette mål blandes sorterne fra forskellige steder, indtil de får rene linjer af hver enkelt..

Ved at opnå de rene linjer kan disse kombineres i en hybrid sort gennem genteknologi for at opnå transgene afgrøder, der samler de bedste tegn i en enkelt sort.

- Arvelighed hos mennesker

I medicin undersøges det, hvordan nogle personlighedsforstyrrelser overføres mellem forældre og efterkommere.

Kronisk depression er for eksempel et fænotypisk træk, der er et produkt af genotypen, men hvis mennesker med den genotype lever i et velkendt, lykkeligt, stabilt og forudsigeligt miljø, kan genotypen muligvis aldrig ses i fænotypen..

Adfærdsgenetik er af særlig interesse i at bestemme arveligheden af ​​intelligenskvotienten (IQ). Til dato har høje IQ-niveauer vist sig at være lige så arvelige træk som en normal IQ..

Imidlertid udtrykkes en høj IQ eller kronisk depression afhængigt af stimuleringen af ​​miljøet.

Et typisk eksempel på arvelighed er staturens karakter. Hvis forældrene er høje, er det meget sandsynligt, at afkomene er høje. Det ville dog være klart forkert at tro, at 1,80 m i en persons højde skyldes gener og yderligere 0,3 m skyldes miljøet..

I mange tilfælde er levetiden også blevet undersøgt som et arveligt træk. Til langvarige undersøgelser hos mennesker udføres slægtsforskning for familien, hvor man forsøger at inkorporere dataene i det miljø, hvor hver enkelt af individerne i det slægtstræ levede..

De fleste langtidsundersøgelser har vist, at dette træk opfører sig som et arveligt træk i de fleste tilfælde og endda øges i hver generation, hvis det opdrættes i det rigtige miljø..

Referencer

  1. Bratko, D., Butković, A. og Vukasović Hlupić, T. (2017). Personlighedens arvelighed. Psihologijske frygter, 26 (1), 1-24.
  2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Genomisk arvelighed: hvad er det? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
  3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Arveligheden af ​​IQ. Nature, 388 (6641), 468.
  4. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., og Miller, J. H. (2005). En introduktion til genetisk analyse. Macmillan.
  5. Mousseau, T. A., & Roff, D. A. (1987). Naturligt valg og arvelighed af fitnesskomponenter. Arvelighed, 59 (2), 181.
  6. Vukasović, T. og Bratko, D. (2015). Personlighedens arvelighed: en metaanalyse af adfærdsmæssige genetiske undersøgelser. Psykologisk bulletin, 141 (4), 769.
  7. Wray, N., & Visscher, P. (2008). Estimering af egenskabs arvelighed. Naturundervisning, 1 (1), 29.

Endnu ingen kommentarer