Teoria e concetti dell'eredità biologica, come viene trasmesso, esempi

IL Ereditarietà biologica È il processo attraverso il quale la progenie di una cellula o un organismo riceve la dote genetica dei suoi genitori. Lo studio dei geni e come questi vengono trasmessi da una generazione all'altra è il campo di studio della genetica ereditaria.

L'eredità può essere definita come la somiglianza tra i genitori e i loro discendenti, ma questo termine comprende anche le differenze inerenti alla variazione genetica che si verifica durante la riproduzione.

Un cigno e la sua giovane (immagine di Hans Benn su www.Pixabay.com)

L'eredità biologica è uno degli attributi più significativi delle cellule viventi e, quindi, degli organismi multicellulari, in quanto significa la capacità di trasmettere proprietà e caratteristiche determinate dalle generazioni successive, collaborando con meccanismi di selezione adattivi e naturali.

Molti autori sono dall'opinione che l'uomo abbia familiari manterrà queste caratteristiche.

Tuttavia, la nostra attuale comprensione delle basi fisiche e molecolari dell'eredità è relativamente recente, poiché queste non sono state chiarite fino all'inizio del 20 ° secolo, quando la comunità scientifica ha trovato la teoria cromosomica dell'eredità.

Nonostante quanto sopra, i principi dell'eredità delle caratteristiche o dei personaggi sono stati analizzati con una certa profondità alcuni anni prima da Gregorio Mendel, che è attualmente considerato il "padre dell'eredità".

È importante menzionare che sia prima che dopo la formulazione di questa teoria cromosomica dell'eredità, molte altre scoperte erano di importanza trascendentale per la nostra moderna comprensione della genetica degli esseri viventi. Tra questi, l'isolamento e la caratterizzazione degli acidi nucleici, la scoperta e lo studio dei cromosomi, tra gli altri, potrebbero essere menzionati, tra gli altri.

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Teoria dell'eredità biologica

Gregor Mendel

Le basi di base dell'eredità furono inizialmente proposte dal monaco austriaco Gregorio Mendel (1822-1884) nel 1856.

Mendel ha capito, in base agli esperimenti che ha condotto con croci di piante di piselli, sia le somiglianze che le differenze tra i genitori e i loro discendenti potrebbero essere spiegati da una trasmissione meccanica di unità ereditarie discrete, cioè dei geni.

Mendel's Pas e le loro caratteristiche (fonte: Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Ciò ha gettato le basi per la comprensione della genetica moderna, poiché è stato appreso che la ragione dell'ereditarietà dei personaggi era dovuta al trasferimento fisico dei geni nei cromosomi attraverso la riproduzione (sessuale o asessuale).

Secondo i risultati ottenuti, Mendel ha formulato le "leggi dell'eredità" che sono attualmente in vigore per alcuni personaggi:

Può servirti: cos'è la recessività? (Con esempi)

- Legge sulla segregazione: sostiene che i geni hanno forme "alternative" note come alleli e che influenzano direttamente il fenotipo (caratteristiche visibili).

- Legge dell'eredità indipendente: implica che l'eredità di una caratteristica è indipendente da quella di un'altra, sebbene ciò non sia del tutto vero per molte caratteristiche.

Thomas Morgan nel 1908, studiando la genetica della mosca della frutta, Drosophila melanogaster, Ha dimostrato che l'eredità dei fenotipi si è verificata come precedentemente descritto da Mendel. Inoltre, è stato lui a chiarire che le unità dell'eredità (i geni) sono state trasmesse attraverso i cromosomi.

Pertanto, e grazie alla partecipazione di molti altri ricercatori, oggi sappiamo che l'eredità biologica viene data grazie alla trasmissione delle unità ereditarie contenute nei cromosomi, sia nei cromosomi autosomici, sessuali o plastidici (negli eucarioti).

L'espressione o l'aspetto di un fenotipo specifico dipende dalle caratteristiche del genotipo (dominanza e recessività).

Concetti basilari

Per capire come funzionano i meccanismi di eredità biologica, è necessario comprendere alcuni concetti fondamentali.

Sebbene non tutte le caratteristiche ereditate siano dovute alla sequenza nucleotidica che compongono il DNA di ciascun organismo, quando ci riferiamo all'eredità biologica, stiamo generalmente parlando della trasmissione delle informazioni contenute nei geni.

Gen

Un gene è definito, quindi, come l'unità fisica fondamentale dell'eredità ed è una sequenza definita al DNA, che contiene tutte le informazioni necessarie per l'espressione di alcune caratteristiche o caratteristiche in un essere vivente.

Alleli

I geni possono avere più di un modo, prodotto di piccole variazioni nella sequenza che li caratterizza; Le forme alternative dello stesso gene sono conosciute come alleli.

Di solito gli alleli sono definiti in base alle caratteristiche fenotipiche che conferiscono e, in una popolazione, è comune trovare alleli multipli per lo stesso gene.

DNA, geni e cromosomi (fonte: Thomas Splettsser [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Un mammifero, ad esempio, eredita dai loro genitori due alleli di ogni gene, uno viene da sua madre e da un altro da suo padre. Quell'allele del genotipo che è sempre espresso nel fenotipo è chiamato allele dominante, mentre quello che rimane "silenzioso" (di cui sono osservate caratteristiche fenotipiche) è noto come allele recessivo.

In alcuni casi, entrambi gli alleli possono essere espressi, generando l'aspetto di un fenotipo intermedio, quindi sono chiamati alleli co -codominanti insieme.

Omozigote ed eterozigote

Quando un individuo eredita due alleli dei loro genitori, sia i due dominanti che recessivi, è noto, geneticamente parlando, come omozigote per tali alleli. Quando, d'altra parte, un individuo eredita due alleli diversi, uno dominante e un altro recessivo, si chiama eterozigote per tali alleli.

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Cromosomi

I geni degli organismi procariotici ed eucariotici si trovano nelle strutture note come cromosomi. Nei procarioti, le cellule che non hanno un nucleo, di solito c'è solo un cromosoma; Questo è costituito da DNA associato ad alcune proteine, ha una forma circolare ed è estremamente iscritto.

Gli eucarioti, le cellule che hanno il nucleo, hanno uno o più cromosomi, a seconda della specie, e questi sono composti da un materiale chiamato cromatina. La cromatina di ciascun cromosoma è costituita da una molecola di DNA strettamente associata a quattro tipi di proteine ​​chiamate istoni, che facilitano la sua compattazione all'interno del nucleo.

Negli eucarioti ci sono più di un tipo di cromosoma. Ci sono nucleari, mitocondriali e cloroplastidici (limitati agli organismi fotosintetici). I cromosomi nucleari sono autosomici e sessuali (quelli che specificano il sesso).

Ploidia

La ploidia nel numero completo di "giochi" di cromosomi che una cellula ha. Gli esseri umani, ad esempio, come tutti i mammiferi e un gran numero di animali, hanno due giochi di cromosomi, uno del padre e uno della madre, quindi si dice che le loro cellule siano diploidi.

Aploidi e poliploidi

Quegli individui e/o cellule che hanno un singolo gioco cromosomi sono conosciuti come aploidi, nel frattempo gli organismi che hanno più di due giochi cromosomici sono, insieme, poliploidi (triploidi, tetraploidi, esaiploidi e così via).

Gameti

Negli organismi con riproduzione sessuale, ciò si verifica grazie alla fusione di due cellule specializzate, prodotte da due individui diversi: un "maschio" e una "femmina". Queste celle sono gameti; I maschi producono spermatozoi (animali) o microspore (piante) e le femmine producono ovuli o ovocélule.

Normalmente, il carico cromosomico di cellule sessuali (gameti) è aploide, ovvero queste cellule vengono prodotte attraverso una divisione cellulare che implica una riduzione del numero di cromosomi.

Genotipo

In un organismo vivente, il genotipo descrive l'insieme di geni (con i loro rispettivi alleli) che codificano per alcune caratteristiche o caratteristiche specifiche e che si distinguono dagli altri da una particolare funzione o sequenza. Quindi, il genotipo rappresenta la costituzione allelica di un individuo.

Sebbene si dice generalmente che il genotipo sia ciò che si traduce nel fenotipo, è importante tenere conto che ci sono molti fattori ambientali ed epigenetici che possono condizionare l'aspetto di un fenotipo.

Fenotipo

Fenotipo letteralmente significa "la forma mostrata". Molti testi lo definiscono come l'insieme di caratteristiche visibili di un organismo che derivano sia dall'espressione dei suoi geni (genotipo) sia dalla sua interazione con l'ambiente circostante.

La maggior parte dei fenotipi sono il prodotto dell'azione concertata di più di un gene e lo stesso gene può partecipare alla creazione di più di un fenotipo specifico.

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Com'è l'eredità genetica?

La trasmissione dei geni dei progenitori verso i loro discendenti si verifica nel ciclo cellulare attraverso la mitosi e la meiosi.

Nei procarioti, dove la riproduzione si verifica principalmente dalla bipartizione binaria o dalla fissione, i geni vengono trasferiti da una cellula ai loro discendenti per mezzo dell'esatta copia del suo cromosoma, che è separato verso la cellula figlia.

Gli eucarioti pluricellulari, che sono generalmente caratterizzati da due tipi di cellule (somatica e sessuale), hanno due meccanismi di eredità di trasmissione o eredità genica.

Le cellule somatiche, nonché gli organismi unicellulari più semplici, quando divisi lo fanno per mitosi, il che significa che raddoppiano il loro contenuto cromosomico e secernono copie verso le loro cellule figlie. Queste copie sono generalmente esatte, quindi le caratteristiche delle nuove celle sono equivalenti a quelle dei "genitori".

Le cellule sessuali svolgono un ruolo fondamentale per la riproduzione sessuale degli organismi multicellulari. Queste cellule, note anche come gameti, sono prodotte dalla meiosi, il che implica una divisione cellulare con una concomitante riduzione del carico cromosomico (sono cellule aploidi).

Attraverso la riproduzione sessuale, due individui passano i loro geni da una generazione all'altra quando si uniscono le loro cellule gametiche aploide e forma un nuovo individuo diploide che condivide le caratteristiche di entrambi i genitori.

Esempi di eredità

Gli esempi classici dell'eredità biologica utilizzata nei testi didattici per spiegare questo processo si basano su diversi organismi "modello".

La mosca della frutta (D. Melanogaster) Ad esempio, uno dei modelli di studio per gli animali usati da Thomas Morgan, di solito ha gli occhi rossi. Tuttavia, durante i suoi esperimenti, Morgan trovò un maschio con gli occhi bianchi e lo attraversò con una femmina rossa.

Mosca della frutta. Drosophila melanogaster. Preso e curato da: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

In considerazione del fatto che i "occhi rossi" del fenotipo sono dominanti in questa specie, il risultato della prima generazione di detta attraversamento è stato costituito da individui rossi. Le croci successive tra gli individui della prima generazione (F1) hanno portato a una generazione F2 in cui sono apparsi entrambi i fenotipi.

Dato che gli occhi bianchi sono apparsi solo nella F2 in una proporzione vicino al 50% dei maschi, Morgan significava che si trattava di una "eredità legata a un cromosoma sessuale".

Riferimenti

1. Gardner, J. E., Simmons, j. E., & Snustad, D. P. (1991). Main di genetico. Edizione 8 '". John Wiley e figli.
2. Henderson, m. (2009). 50 idee di genetica che devi davvero sapere. Libri di quercus.
3. Salomone, e. P., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologia (9 ° edn). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.
4. Suzuki, d. T., & Griffiths, a. J. (1976). Un'introduzione all'analisi genetica. Wh Freeman e compagnia.
5. Watson, J. D. (2004). Biologia molecolare del gene. Pearson Education India