O fato de todos os organismos vivos, desde a ameba até a espécie humana, terem uma estrutura celular é bem conhecido. No entanto, nem todo mundo pensa em como novas criaturas aparecem, de acordo com quais leis da natureza certos sinais são herdados. Então, talvez seja hora de refrescar a memória dos fundamentos da genética, esquecidos do curso de biologia da escola, qual é o mais importante para a evolução da ciência?
Significado dos genes
As células vivas são baseadas em material genético - ácidos nucleicos, constituídos por nucleotídeos repetidos, que, por sua vez, são representados pela soma de uma base nitrogenada, um grupo fosfato e um açúcar de cinco carbonos, ribose ou desoxirribose. Tais sequências são únicas, portanto, não existem dois seres vivos completamente idênticos no mundo. No entanto, o conjunto de genes está longe de ser aleatório e vem da célula mãe (em organismos com tipo de reprodução assexuada) ou de ambas as células parentais (com tipo sexual). No caso de humanos e muitos animais, o agrupamento final do material genético ocorre no momento da formação do zigoto devido à fusão das células germinativas femininas e masculinas. No futuro, este conjuntoprograma o desenvolvimento de todos os tecidos, órgãos, características externas e até parcialmente o nível de saúde futura.
Termos básicos
Talvez os conceitos mais importantes da genética como ciência sejam hereditariedade e variabilidade. Graças ao primeiro fenômeno, todos os organismos vivos continuam suas espécies e mantêm as populações mundiais, e o segundo ajuda a evoluir adicionando novas características e substituindo aquelas que perderam seu significado. Gregor Mendel, botânico e biólogo austríaco que viveu e trabalhou em benefício da ciência na segunda metade do século XIX, descobriu tudo isso e lançou as bases da genética. Ele descobriu as leis de sua teoria da hereditariedade por meio de análises qualitativas e experimentos em plantas. Em particular, ele usava ervilhas com mais frequência, pois era fácil isolar o alelo nela. Este conceito significa uma característica alternativa, ou seja, uma sequência de nucleotídeos única que dá uma de duas opções para a manifestação de uma característica. Por exemplo, flores vermelhas ou brancas, cauda longa ou curta e assim por diante. No entanto, entre eles vale a pena distinguir outros termos importantes.
Primeira lei de Mendel
Alelo dominante (dominante, predominante) e recessivo (suprimido, fraco) são dois signos que se influenciam e se manifestam segundo certas regras, ou melhor, segundo as leis de Mendel. Assim, o primeiro deles afirma que todos os híbridos obtidos na primeira geração carregarão apenas uma característica obtida dos organismos progenitores e predominante entre eles. Por exemplo, se o alelo dominante é a cor vermelha das flores e o alelo recessivo é branco, então quando duas plantas são cruzadas comcom esses traços obtemos híbridos com apenas flores vermelhas.
Esta lei é verdadeira se as plantas-mãe forem linhagens puras, ou seja, homozigotas. No entanto, vale ress altar que há uma pequena alteração na primeira lei – codominância de traços, ou dominância incompleta. Essa regra diz que nem todos os signos têm uma influência estritamente predominante sobre os outros, mas podem aparecer simultaneamente. Por exemplo, pais com flores vermelhas e brancas têm uma geração com pétalas de rosa. Isso porque embora o alelo dominante seja o vermelho, ele não tem total influência sobre o recessivo, o branco. E, portanto, surge um terceiro tipo de cor devido à mistura de signos.
Segunda Lei de Mendel
O fato é que cada gene é denotado por duas letras idênticas do alfabeto latino, por exemplo "Aa". Nesse caso, o sinal maiúsculo significa um traço dominante e o pequeno significa recessivo. Assim, os alelos homozigotos são designados "aa" ou "AA", pois carregam a mesma característica, e os alelos heterozigotos - "Aa", ou seja, carregam os rudimentos de ambas as características parentais.
Na verdade, a próxima lei de Mendel foi construída sobre isso - sobre a divisão de sinais. Para este experimento, ele cruzou duas plantas com alelos heterozigotos obtidos na primeira geração do primeiro experimento. Assim, ele recebeu a manifestação de ambos os sinais. Por exemplo, o alelo dominante são flores roxas e o alelo recessivo é branco, seus genótipos são "AA" e"aa". Ao cruzá-los no primeiro experimento, recebeu plantas com os genótipos "Aa" e "Aa", ou seja, heterozigotos. E ao receber a segunda geração, ou seja, "Aa" + "Aa", obtemos "AA", "Aa", "Aa" e "aa". Ou seja, as flores roxas e brancas aparecem, além disso, na proporção de 3: 1.
Terceira Lei
E a última lei de Mendel - sobre a herança independente de dois traços dominantes. É mais fácil considerá-lo no exemplo do cruzamento de diferentes variedades de ervilhas entre si - com sementes amarelas lisas e verdes enrugadas, onde o alelo dominante é a lisura e a cor amarela.
Como resultado, obteremos diferentes combinações desses traços, ou seja, semelhantes aos pais, e além deles - sementes amarelas rugosas e verdes lisas. Nesse caso, a textura das ervilhas não dependerá de sua cor. Assim, esses dois traços serão herdados sem afetar um ao outro.
