PAMANA SA BIYOLOHIKAL: TEORYA AT KONSEPTO, KUNG PAANO ITO IPINAPADALA, MGA HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang biyolohikal na mana ay ang proseso kung saan natatanggap ang progeny ng isang cell o organismo ng genetic endowment ng kanilang mga magulang. Ang pag-aaral ng mga gen at kung paano sila ipinapadala mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa ay ang larangan ng pag-aaral ng genetika ng pagmamana.

Ang kahihinatnan ay maaaring matukoy bilang pagkakapareho sa pagitan ng mga magulang at kanilang mga inapo, ngunit ang term na ito ay kabilang din ang mga pagkakaiba na likas sa pagkakaiba-iba ng genetic na nangyayari sa panahon ng pag-aanak.

Isang swan at ang kanyang kabataan (Larawan ni Hans Benn sa www.pixabay.com)

Ang pamana sa biyolohikal ay isa sa mga pinaka makabuluhang katangian ng mga buhay na selula at, samakatuwid, ng mga multicellular organismo, dahil nangangahulugan ito ng kakayahang magpadala ng mga katangian at katangian na tinutukoy ng mga sunud-sunod na henerasyon, pakikipagtulungan sa mga mekanismo ng adaptive at natural na pagpili.

Maraming mga may-akda ang nasa opinyon na ang tao ay naging pamilyar sa mga pangunahing konsepto ng biyolohikal na mana sa loob ng libu-libong taon, nang magsimula ang mga proseso ng pag-aalay ng mga halaman at hayop at, pagpili ng mga katangian na itinuturing niyang pinakamahalaga, ginawa ang mga krus sa Kumuha ng mga supling na magpapanatili ng mga katangiang ito.

Gayunpaman, ang aming kasalukuyang pag-unawa sa pisikal at molekular na pundasyon ng pagmamana ay medyo kamakailan, dahil ang mga ito ay hindi napalabas hanggang sa unang bahagi ng ika-20 siglo, nang ang komunidad na pang-agham ay dumating na may teorya ng kromosomal na pagmamana.

Sa kabila ng nasa itaas, ang mga prinsipyo ng pagmamana ng mga ugali o character ay nasuri sa ilang lalim ng ilang taon bago ni Gregorio Mendel, na kasalukuyang itinuturing na "ama ng mana."

Mahalagang banggitin na kapwa bago at pagkatapos ng pagbabalangkas ng teoryang ito ng chromosomal na pagmamana, maraming iba pang mga natuklasan ang mahalaga sa transcendental para sa ating modernong pag-unawa sa genetics ng mga buhay na bagay. Maaaring kabilang dito ang paghihiwalay at pagkilala sa mga nucleic acid, ang pagtuklas at pag-aaral ng mga kromosom, bukod sa iba pa.

Teorya ng biological mana

Gregor Mendel

Ang pangunahing mga pundasyon ng mana ay una na iminungkahi ng Austrian monghe na si Gregory Mendel (1822-1884) sa taong 1856.

Naiintindihan ni Mendel mula sa kanyang mga eksperimento sa mga halaman ng halaman ng halaman na ang parehong pagkakapareho at pagkakaiba sa pagitan ng mga magulang at kanilang mga inapo ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng isang mekanikal na paghahatid ng mga discrete namamana na yunit, iyon ay, ng mga gen.

Ang mga gisantes ni Mendel at ang kanilang mga ugali (Pinagmulan: Nefronus sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Inilatag nito ang mga pundasyon para sa pag-unawa sa mga modernong genetics, dahil alam na ang dahilan para sa pagmamana ng mga ugali ay dahil sa pisikal na paglilipat ng mga gene sa mga kromosoma sa pamamagitan ng pagpaparami (sekswal o walang karanasan).

Ayon sa mga resulta na nakuha niya, pormula ni Mendel ang "mga batas ng mana" na pinipilit ngayon para sa ilang mga character:

- Batas ng paghihiwalay: nagpapanatili na ang mga gene ay may "alternatibong" mga form na kilala bilang alleles at direktang naiimpluwensyahan nila ang phenotype (nakikitang mga katangian).

- Batas ng malayang pamana: nagpapahiwatig na ang mana ng isang katangian ay independyente ng iba pa, bagaman hindi ito ganap na totoo para sa maraming mga katangian.

Si Thomas Morgan noong 1908, na pinag-aralan ang genetika ng fly ng prutas, ang Drosophila melanogaster, ay nagpakita na ang mana ng mga phenotypes ay naganap tulad ng naunang inilarawan ni Mendel. Bukod dito, siya ang nagpalabas na ang mga yunit ng pagmamana (gen) ay ipinadala sa pamamagitan ng mga kromosoma.

Sa gayon, at salamat sa pakikilahok ng maraming iba pang mga mananaliksik, alam namin ngayon na ang biological mana ay nangyayari salamat sa paghahatid ng mga namamana na yunit na nilalaman sa mga kromosoma, alinman sa autosomal, sexual o plastidic chromosome (sa eukaryotes).

Ang expression o hitsura ng isang naibigay na phenotype ay nakasalalay sa mga katangian ng genotype (pangingibabaw at pag-urong).

Mga pangunahing konsepto

Upang maunawaan kung paano ang mga mekanismo ng gawaing pamana sa biyolohikal, kinakailangan upang maunawaan ang ilang mga pangunahing konsepto.

Bagaman hindi lahat ng mga minanang katangian ay dahil sa pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide na bumubuo sa DNA ng bawat organismo, kapag tinutukoy natin ang biyolohikal na pamana, sa pangkalahatan ay pinag-uusapan natin ang paghahatid ng impormasyon na nilalaman sa mga gene.

Gen

Ang isang gene ay tinukoy, kung gayon, bilang pangunahing pisikal na yunit ng mana at ito ay isang tinukoy na pagkakasunud-sunod ng DNA, na naglalaman ng lahat ng impormasyon na kinakailangan para sa pagpapahayag ng ilang katangian o katangian sa isang buhay na nilalang.

Aleluya

Ang mga gene ay maaaring magkaroon ng higit sa isang form, ang produkto ng maliit na pagkakaiba-iba sa pagkakasunod-sunod na nagpapakilala sa kanila; ang mga alternatibong anyo ng parehong gene ay kilala bilang mga aleluya.

Ang mga haluang metal ay karaniwang tinukoy alinsunod sa mga katangiang phenotypic na kanilang ibibigay at, sa isang populasyon, karaniwan na makahanap ng maraming mga haluang metal para sa parehong gene.

Ang DNA, gene at chromosome (Pinagmulan: Thomas Splettstoesser sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Halimbawa, ang isang mammal, ay nagmamana ng dalawang alleles ng bawat gene mula sa mga magulang nito, ang isa mula sa ina nito at ang isa mula sa kanyang ama. Ang allele ng genotype na palaging ipinahayag sa phenotype ay tinatawag na nangingibabaw na allele, samantalang ang isa ay nananatiling "tahimik" (na kung saan walang mga katangian na phenotypic na sinusunod) ay kilala bilang ang recessive allele.

Sa ilang mga kaso, maaaring mangyari na ang parehong mga alleles ay ipinahayag, na bumubuo ng hitsura ng isang intermediate na phenotype, kung bakit ang mga ito ay tinatawag na codominant alleles na magkasama.

Homozygosity at heterozygosity

Kung ang isang indibidwal ay nagmamana ng dalawang magkaparehong mga haluang mula sa kanilang mga magulang, maging pareho silang nangingibabaw o urong, ito ay kilala, genetically na nagsasalita, bilang homozygous para sa mga alleles na ito. Kapag, sa kabilang banda, ang isang indibidwal ay nagmamana mula sa kanilang mga magulang ng dalawang magkakaibang mga haluang metal, ang isang nangingibabaw at ang isa pang urong, ito ay tinatawag na heterozygous para sa mga alleles na ito.

Mga Chromosom

Ang mga gene ng prokaryotic at eukaryotic na organismo ay matatagpuan sa mga istruktura na kilala bilang chromosome. Sa mga prokaryote, ang mga cell na walang nucleus, karaniwang mayroong isang kromosome lamang; Binubuo ito ng DNA na nauugnay sa ilang mga protina, ay pabilog ang hugis at mataas na likid.

Ang mga Eukaryotes, ang mga cell na mayroong isang nucleus, ay may isa o higit pang mga kromosom, depende sa mga species, at ang mga ito ay binubuo ng isang materyal na tinatawag na chromatin. Ang kromatin ng bawat kromosom ay binubuo ng isang molekula ng DNA na malapit na nauugnay sa apat na uri ng mga protina na tinatawag na mga histones, na pinadali ang pagpupuno nito sa loob ng nucleus.

Sa eukaryotes mayroong higit sa isang uri ng chromosome. May mga nuklear, mitochondrial, at chloroplastids (pinigilan sa mga organisasyong fotosintesis). Ang mga chromosom ng nukleyar ay autosomal at sekswal (ang mga tumutukoy sa sex).

Ploidy

Ang Ploidy ay ang buong bilang ng mga "set" ng chromosome na mayroon ng isang cell. Ang mga tao, halimbawa, tulad ng lahat ng mga mammal at maraming mga hayop, ay may dalawang hanay ng mga kromosoma, ang isa mula sa ama at ang isa pa mula sa ina, samakatuwid, ang kanilang mga cell ay sinasabing naiilaw.

Haploids at polyploids

Ang mga indibidwal at / o mga cell na mayroong isang hanay lamang ng mga kromosoma ay kilala bilang mga haploid, habang ang mga organismo na mayroong higit sa dalawang hanay ng mga kromosom ay, sama-sama, polyploids (triploids, tetraploids, hexaploids at iba pa).

Mga Gametes

Sa mga organismo na may sekswal na pagpaparami ay nangyayari ito salamat sa pagsasanib ng dalawang dalubhasang mga cell, na ginawa ng dalawang magkakaibang indibidwal: isang "lalaki" at isang "babae". Ang mga cell na ito ay ang mga gametes; ang mga lalaki ay gumagawa ng sperm (hayop) o microspores (halaman) at mga babae ay gumagawa ng mga ovule o mga selula ng itlog.

Karaniwan, ang chromosomal load ng sex cells (gametes) ay haploid, iyon ay, ang mga cell na ito ay ginawa sa pamamagitan ng cell division na nagsasangkot ng pagbawas sa bilang ng mga kromosoma.

Genotype

Sa isang buhay na organismo, inilalarawan ng genotype ang hanay ng mga genes (kasama ang kani-kanilang mga aleluya) na code para sa ilang tiyak na katangian o katangian at na nakikilala sa iba sa isang tiyak na pag-andar o pagkakasunod-sunod. Kaya ang genotype ay kumakatawan sa allelic na konstitusyon ng isang indibidwal.

Bagaman sa pangkalahatan ay sinabi na ang genotype ay kung ano ang nagbibigay sa pagtaas ng phenotype, mahalagang tandaan na maraming mga kadahilanan sa kapaligiran at epigenetic na maaaring kundisyon ang hitsura ng isang phenotype.

Phenotype

Ang Phenotype ay literal na nangangahulugang "ipinakita ang form." Maraming mga teksto ang tumutukoy sa ito bilang hanay ng mga nakikitang katangian ng isang organismo na nagreresulta kapwa mula sa pagpapahayag ng mga gen (genotype) at mula sa pakikisalamuha nito sa kapaligiran na nakapaligid dito.

Karamihan sa mga phenotypes ay produkto ng pinagsama-samang pagkilos na higit sa isang gene at ang parehong gene ay maaaring lumahok sa pagtatatag ng higit sa isang tiyak na phenotype.

Paano ipinapadala ang genetic mana?

Ang paghahatid ng mga gene mula sa mga magulang sa kanilang mga kaapu-apuhan ay nangyayari sa cell cycle sa pamamagitan ng mitosis at meiosis.

Sa prokaryotes, kung saan nangyayari ang pagpaparami sa pamamagitan ng bipartition o binary fission, ang mga gene ay inililipat mula sa isang cell sa mga inapo nito sa pamamagitan ng eksaktong kopya ng kromosomya nito, na kung saan ay na-sikreto sa cell ng anak na babae bago mangyari ang paghati.

Ang Multicellular eukaryotes, na sa pangkalahatan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng dalawang uri ng mga selula (somatic at sexual), ay may dalawang mekanismo ng paghahatid o mana ng gene.

Ang mga kakaibang selula, pati na rin ang mas simpleng unicellular na organismo, kapag hinati nila ginagawa nila ito sa pamamagitan ng mitosis, na nangangahulugang duplicate nila ang kanilang nilalaman ng chromosomal at lihim ang mga kopya patungo sa kanilang mga anak na babae. Ang mga kopya na ito ay karaniwang eksaktong eksaktong, kaya ang mga katangian ng mga bagong cells ay katumbas ng mga "progenitors".

Ang mga sex cell ay may mahalagang papel sa sekswal na pagpaparami ng mga multicellular organismo. Ang mga cell na ito, na kilala rin bilang mga gametes, ay ginawa ng meiosis, na nagsasangkot ng cell division na may kasabay na pagbawas sa pag-load ng chromosomal (mga haploid cells).

Sa pamamagitan ng sekswal na pagpaparami, dalawang indibidwal ang pumasa sa kanilang mga gene mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod sa pamamagitan ng pagsasama ng kanilang mga haploid na gametic cells at bumubuo ng isang bagong diploid na indibidwal na nagbabahagi ng mga katangian ng parehong mga magulang.

Mga halimbawa ng mana

Ang mga klasikong halimbawa ng biyolohikal na mana na ginagamit sa mga teksto ng pagtuturo upang ipaliwanag ang prosesong ito ay batay sa iba't ibang mga "modelo" na organismo.

Ang fruit fly (D. melanogaster) halimbawa, ang isa sa mga modelo ng pag-aaral para sa mga hayop na ginamit ni Thomas Morgan, ay madalas na may pulang mata. Gayunpaman, sa kanyang mga eksperimento, natagpuan ni Morgan ang isang puting-mata na lalaki at tinawag ito ng isang babaeng may pula na mata.

Lumipad ang prutas. Drosophila melanogaster. Kinuha at na-edit mula sa: Sanjay Acharya

Dahil sa ang "pulang mata" na fenotype ay nangingibabaw sa species na ito, ang resulta ng unang henerasyon ng krus na ito ay binubuo ng mga indibidwal na may pulang mata. Ang kasunod na mga krus sa pagitan ng mga indibidwal ng unang henerasyon (F1) ay nagresulta sa isang henerasyong F2 kung saan lumitaw ang parehong mga phenotypes.

Dahil ang mga puting mata ay lumitaw lamang sa F2 na malapit sa 50% ng mga lalaki, ipinapalagay ni Morgan na ito ay isang "pamana na nauugnay sa chromosome-link."

Mga Sanggunian

1. Gardner, JE, Simmons, JE, & Snustad, DP (1991). Punong Punong Genetic. 8 '"Edition. John Wiley at Anak.
2. Henderson, M. (2009). 50 mga ideyang genetika na kailangan mong malaman. Mga Libro sa Quercus.
3. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (ika-9 edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
4. Suzuki, DT, & Griffiths, AJ (1976). Isang pagpapakilala sa genetic analysis. WH Freeman at Company.
5. Watson, JD (2004). Molekular na biyolohiya ng gene. Edukasyon sa Pearson Indya