Наследственность — это что такое (в биологии)

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.

Сегодня поговорим про то, что такое наследственность, каким образом осуществляется передача генов потомству, какие типы наследования существуют и можно ли точно просчитать передаваемые потомкам признаки.

Наследственность — это...

Под наследственностью в генетике понимается способность живых организмов передавать и сохранять на протяжении поколений характерные для вида внешние и внутренние особенности. Эта преемственность достигается за счёт передачи генетической информации.

У ядерных организмов (эукариот) наследственность передаётся через гены, которые располагаются в ДНК и хромосомах.

Особи конкретного вида, несмотря на общую схожесть, всё-таки отличаются друг от друга и имеют индивидуальные признаки и свойства. Последние также наследуются, то есть передаются родителями будущему потомству. Процесс передачи называется наследованием. Изучением наследственности и изменчивости занимается генетика.

Предположения о существовании генетической преемственности высказывались ещё в древние времена (Гиппократ, Демокрит, Аристотель), но подлинно научное представление об этом явлении сформировалось лишь к середине XIX века благодаря опытам Г.Менделя по получению гибридов гороха путём скрещивания.

Ещё через 100 лет американский биохимик Д.Уотсон и английский биофизик Ф.Крик создали структурную модель ДНК (за это им была присуждена Нобелевская премия), после чего генетика стала развиваться семимильными шагами.

Носители наследственности

ДНК – двухцепочечная полимерная макромолекула, в которой содержится генетический код, состоящий из цепочки нуклеотидов.

ДНК эукариотов хранится в клеточном ядре как одна из составляющих хромосом, а часто и в некоторых органеллах животных и растений (в частности, в митохондриях и хлоропластах). У прокариот молекула ДНК закреплена на клеточной мембране.

Ген является наследственным фактором, несущим информацию о каком-либо биологическом признаке или функции живого организма. Он участвует в производстве белков и делении клеток и, с этой точки зрения, рассматривается генетикой как структурная и функциональная единица наследственности.

У особей, даже если они принадлежат к одному и тому же виду, гены могут различаться, то есть иметь одну или несколько аллелей. Комбинация аллелей характеризует индивидуальные особенности особи (генотип) и обеспечивает видовое разнообразие.

Хромосомы образуются из молекул ДНК, которые, в свою очередь, состоят из повторяющихся цепочек генов. Для каждого вида животных и растений характерен собственный набор хромосом, называемый кариотипом.

В частности, кариотип человека определяют 46 хромосом, из которых 44 (22 пары) – аутосомы и 2 (1 пара) – половые хромосомы ХХ (у самок) или XY (у самцов).

У мушки-дрозофилы, часто используемой в генетических экспериментах, всего 4 пары хромосом, а вот у курицы их 78. Как ни странным это может показаться, но число хромосом не связано со сложностью устройства организма, иначе глупая курица стояла бы выше человека в умственном развитии.

Передача генов потомству

Существование видов обусловлено сменой поколений путём размножения, которое бывает неполовым (у простейших и многих растений) и половым (у высших растений и животных).

Половое размножение реализуется посредством слияния женских и мужских и гамет (яйцеклеток и сперматозоидов). Гамета имеет гаплоидный набор хромосом и содержит единственный аллель гена.

При оплодотворении (слиянии гамет) образуется зигота (диплоидная клетка), несущая хромосомы обоих родителей.

При бесполом размножении гаметы не образуются, а дочерние организмы копируют материнский генотип.

Типы наследования

Наследование бывает следующих видов.

Аутосомное:
1. доминантное;
2. рецессивное;
Сцепленное с полом:
1. по Х-хромосоме (доминантное и рецессивное);
2. по Y-хромосоме (голандрическое);
Нехромосомное (цитоплазматическое).

В нижеприведённой таблице даётся краткая характеристика каждого типа.

Тип наследования
Аутосомно-доминантное	1) признак проявляется часто в каждом поколении; 2) признак бывает у детей, у которых хотя бы один родитель имеет изучаемый признак.
Аутосомно-рецессивное	1) признак проявляется редко и не в каждом поколении; 2) если признак имеется у обоих родителей, он передаётся всему потомству; 3) признак может встретиться у детей, чьи родители этот признак не имеют.
Доминантное сцепление по X-хромосоме	1) признак проявляется часто в каждом поколении; 2) признак бывает у детей, у которых хотя бы один родитель имеет этот признак; 3) признак присущ обоим полам, но самок с данным признаком больше примерно в 2 раза; 4) если признаком обладает самец, у его дочерей он тоже будет, а у сыновей – нет.
Рецессивное сцепление по Х-хромосоме	1) признак проявляется редко и не в каждом поколении; 2) признак чаще встречается у самцов, при этом у их отцов он в большинстве случаев отсутствует, но присутствует у дедов по материнской линии; 3) у самок признак бывает только при наличии такового у отца.
Сцепление по Y-хромосоме	1) признак проявляется только у самцов; 2) признак передается по мужской линии (от отца к сыну и т.д.).
Нехромосомное наследование	Передаётся генами, расположенными в митохондриях и хлоропластах цитоплазмы. Происходит, как правило, по материнской линии, т.к. мужские гаметы чаще всего лишены цитоплазмы.

Хромосомная теория наследственности

Данная теория была сформулирована американским генетиком Т.Морганом на заре ХХ века на основе опытов, проведённых с уже упоминавшейся мушкой-дрозофилой, и отражает следующие закономерности наследования.

Главные носители наследственности – это хромосомы с заключёнными в ней участками ДНК (генами).
В хромосоме гены располагаются линейно в определённом месте (локусе).
Соседние гены в хромосоме сцеплены в одну группу и почти всегда наследуются вместе.
Количество сцепленных групп у гомозиготных особей (имеющих одинаковые аллели гена) равняется гаплоидному набору хромосом (n), у гетерозиготных особей (имеющих обе аллели – доминантную и рецессивную) этот показатель равен n+1.
Между гомологичными хромосомами может произойти обмен аллельными генами (кроссинговер), что приводит к возникновению гамет с новыми комбинациями генов. Периодичность кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами.

На основании взаимного расположения генов в хромосомах и частоты кроссинговера ученые строят генетические карты (карты сцепления), по которым можно выявить и купировать «плохие» (повреждённые) гены, отвечающие за наследственные заболевания и расстройства (например, мышечную дистрофию).

Краткий итог

Если проанализировать вышеприведённую таблицу, то станет ясно, что механизм передачи наследственности работает двояко. С одной стороны, он подчиняется определённым закономерностям, с другой – носит вероятностный характер. Поэтому научные труды о наследственности изобилуют выражениями вроде «чаще всего», «как правило», «примерно» и т.п.

Заранее просчитать будущую комбинацию генов во вновь образованной клетке невозможно, а споры учёных мужей о том, какие признаки и свойства наследуются, а какие приобретаются в процессе эволюционного развития, продолжаются до сих пор.

Комментарии и отзывы (2)

Как я вижу, наследуемыми генами можно назвать те гены, чьи точные копии передаются новому организму, а вот эволюция даёт случайные мутации генов, ну а дальше как повезёт, одна мутация может вызвать аутоиммунное заболевание, а другая мутация не даст возможности коронавирусу проникнуть в клетку.

Так и получается естественный отбор, особи, унаследовавшие хорошие гены и получившие полезные мутации, продолжают счастливо существовать, передавая свои гены потомкам, ну а неудачники отправляются на свалку истории.

Учёные уже на атомы разобрали наш организм, пока ничего божественного не наблюдается, хотя, если верить Библии, человек был создан по образу и подобию, но в реальности мы мало чем отличаемся от прочих млекопитающих.

Ваш комментарий или отзыв