СПАДКОВІСТЬ: ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ

Наследуемость цього властивість , яке має вимірний фенотипічних ознака населення для спільного використання або успадкованого через генотип. Зазвичай ця риса чи характер передаються від батьків їх нащадкам.

Фенотипічний вираз (який відповідає видимим рисам особи) спадкового характеру сприйнятливий до середовища, в якому розвивається потомство, тому воно не обов’язково виражатиметься так само, як у батьків.

Схема спадкування групи крові між батьками AB & O (Джерело: AB & O_RegularInheritance.PNG: користувач: Dr.saptarshiderivative work: Ksd5 через Wikimedia Commons)

У популяціях експериментальних організмів порівняно легко визначити, які є спадкові риси, оскільки вираження ознаки батьків у потомстві можна спостерігати, виховуючи потомство в тому ж середовищі, що і в батьків.

У диких популяціях, з іншого боку, важко розрізнити, які фенотипічні символи передаються по спадковості та які є продуктом змін умов навколишнього середовища, тобто які є епігенетичними змінами.

Це особливо важко відрізнити для більшості фенотипічних ознак людської популяції, де було висловлено припущення, що найкращими моделями для дослідження є ідентичні пари близнюків, які розділяються при народженні та виростають в одному середовищі.

Одним із перших вчених, які вивчали спадковість, був Грегор Мендель. У своїх експериментах Мендель отримав лінії рослини гороху з персонажами, які були успадковані і майже повністю виражені між батьками та потомством.

Генетичні основи для вивчення спадкоємності

Спадковість - результат передачі генів через гамети (від батьків до потомства) шляхом статевого розмноження. Однак під час синтезу і синтезу гамет відбувається дві рекомбінації, які можуть змінити розташування та послідовність цих генів.

Вчені, які працюють над експериментальною ідентифікацією спадкових ознак, працюють із чистими лініями, ізогенними для більшості локусів (генетично однакових), оскільки особини із чистих ліній мають однаковий генотип у гомозиготній формі.

Ізогенні лінії гарантують, що архітектура генів у ядрі не впливає на фенотип, який спостерігається, оскільки, незважаючи на те, що люди поділяють один і той же генотип, змінюючи положення генів у ядрі, варіації в фенотип.

Для дослідників отримання чистих та ізогенних ліній є своєрідною «гарантією» того, що фенотипічні риси, якими поділяються батьки та нащадки, є продуктом генотипу і, отже, є повністю спадковими.

Менделівське успадкування рис кольору хутра у великої рогатої худоби (Джерело: Sciencia58 через Wikimedia Commons)

Незважаючи на те, що фенотип завжди є продуктом генотипу, важливо пам’ятати, що, хоча особини мають однаковий генотип, може статися так, що не всі гени експресуються у зазначеному фенотипі.

Гарантування експресії генів є дуже складним дослідженням, оскільки їх експресія може відрізнятися для кожного генотипу, а в деяких випадках ці гени регулюються іншими факторами, такими як епігенетичні фактори, фактори середовища та інші гени.

Методи дослідження

Галузь генетики, відома як "Класична генетика", зосереджується на вивченні спадковості ознак. У класичній генетиці батьки схрещуються з нащадками цілих груп населення протягом кількох поколінь, до отримання чистих та ізогенних ліній.

H2 статистика

Після того, як буде продемонстрована спадковість ознаки, ступінь спадкоємності можна кількісно визначити за допомогою статистичного показника, визначеного як Н2.

Спадковість (H2) обчислюється як співвідношення між дисперсіями генотипних засобів (S2g) та загальною фенотипічною дисперсією популяції (S2p). Фенотипічну дисперсію популяції можна розкласти на дисперсію генотипних засобів (S2g) та залишкову дисперсію (S2e).

Статистика спадковості (H2) говорить про те, яка частка фенотипічної зміни в популяції обумовлена генотипічною варіацією. Цей показник не вказує, яка частка окремого фенотипу, яку можна віднести до його спадкування та оточення.

Потрібно враховувати, що фенотип індивіда є наслідком взаємодії між його генами та умовами навколишнього середовища, в яких він розвивається.

Сучасні методики

В даний час існують такі інструменти, як «Послідовність наступного покоління» (SNG), за допомогою яких можна послідувати весь геном особин, так що спадкові риси можна відстежувати in vivo в геном організмів.

Крім того, сучасні засоби біоінформатики дозволяють ядерній архітектурі досить точно моделювати, щоб приблизно розмістити гени в ядрі.

Приклади

- Спадковість у рослинах

Для сільськогосподарських видів, що представляють комерційний інтерес, запропоновано статистичний метод вимірювання ступеня спадкоємності персонажів. Тому більшість прикладів у літературі стосуються видів рослин, важливих для харчової промисловості.

У всіх видів сільськогосподарських культур вивчається спадковість характерів агрономічного інтересу, таких як стійкість до збудників хвороб, урожайність плодів, стійкість до жарких чи холодних температур, розмір листя тощо.

Класичне генетичне вдосконалення овочевих культур, таких як томат, прагне виділити рослини з генотипом, які мають спадкові ознаки для отримання помідорів, які мають більші розміри, червоні та стійкі до вологого середовища.

Для таких видів трави, як пшениця, метою є серед інших виділити спадкові символи за розміром, вмістом крохмалю та твердістю насіння. З цією метою сорти з різних місць змішуються до отримання чистих ліній кожного з них.

Отримавши чисті лінії, їх можна об'єднати в гібридний сорт за допомогою генної інженерії, щоб отримати трансгенні культури, які збирають найкращих символів в одному сорті.

- Спадковість у людини

У медицині вивчається, як передаються деякі порушення особистості між батьками та нащадками.

Наприклад, хронічна депресія - це фенотипічна ознака, яка є продуктом генотипу, але якщо люди з цим генотипом живуть у звичному, щасливому, стабільному та передбачуваному середовищі, генотип ніколи не може бути помічений у фенотипі.

Поведінкова генетика представляє особливий інтерес у визначенні спадковості коефіцієнта інтелекту (IQ). На сьогоднішній день виявлено, що високий рівень IQ є такими ж спадковими рисами, як і звичайний IQ.

Однак високий IQ або хронічна депресія виражаються залежно від стимуляції зовнішнього середовища.

Типовим прикладом спадкоємності є характер росту. Якщо батько високий, потомство, швидше за все, високе. Однак було б абсолютно невірно вважати, що у зрості особи 1,80 м обумовлено генами, а ще 0,3 м - середовищем.

У багатьох випадках довголіття також вивчається як спадковий ознака. Для досліджень довголіття на людях проводять генеалогію родини, намагаючись включити дані середовища, в якому жила кожна з особин генеалогічного дерева.

Більшість досліджень довголіття виявили, що ця ознака в більшості випадків поводиться як спадкова ознака і навіть збільшується в кожному поколінні, якщо вона вирощується в правильному середовищі.

Список літератури

Братко, Д., Буткович, А., і Вукасович Глупіч, Т. (2017). Спадковість особистості. Психологічні страхи, 26 (1), 1-24.
de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Геномна спадковість: що це? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Спадковість IQ. Природа, 388 (6641), 468.
Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Вступ до генетичного аналізу. Макміллан.
Муссо, Техас і Рофф, DA (1987). Природний відбір та спадковість фітнес-компонентів. Спадковість, 59 (2), 181.
Вукасович, Т., і Братко, Д. (2015). Спадковість особистості: метааналіз генетичних досліджень поведінки. Психологічний вісник, 141 (4), 769.
Wray, N., & Visscher, P. (2008). Оцінка спадковості ознак. Натуральна освіта, 1 (1), 29.

СПАДКОВІСТЬ: ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025