KETURUNAN: ASAS GENETIK, KAEDAH KAJIAN, CONTOH - BIOLOGI - 2024

The keterwarisan adalah harta yang mempunyai fenotip ciri diukur daripada penduduk untuk dikongsi atau diwarisi melalui genotip. Secara amnya, sifat atau watak ini diturunkan dari ibu bapa kepada keturunan mereka.

Ekspresi fenotipik (yang sesuai dengan sifat-sifat yang dapat dilihat oleh seseorang) watak yang boleh diwariskan rentan terhadap persekitaran di mana keturunan berkembang, sehingga tidak semestinya dinyatakan dengan cara yang sama seperti pada orang tua.

Pola keturunan jenis darah antara ibu bapa AB & O (Sumber: AB & O_RegularInheritance.PNG: user: Dr.saptarshiderivative work: Ksd5 via Wikimedia Commons)

Dalam populasi organisma eksperimen, agak mudah untuk menentukan apa sifat keturunan, kerana ekspresi sifat ibu bapa pada keturunan dapat diperhatikan dengan membesarkan keturunan di lingkungan yang sama dengan tempat orang tua berkembang.

Sebaliknya, dalam populasi liar, sukar untuk membezakan watak-watak fenotipik yang diturunkan oleh keturunan dan yang merupakan produk perubahan keadaan persekitaran, iaitu perubahan epigenetik.

Ini sangat sukar untuk dibezakan untuk kebanyakan sifat fenotipik pada populasi manusia, di mana telah dinyatakan bahawa model terbaik untuk kajian adalah pasangan kembar yang sama yang terpisah ketika lahir dan tumbuh di persekitaran yang sama.

Salah satu saintis pertama yang mengkaji keturunan adalah Gregor Mendel. Dalam eksperimennya, Mendel memperoleh garis tanaman kacang dengan watak yang diwarisi dan dinyatakan hampir sepenuhnya antara ibu bapa dan keturunan.

Asas genetik untuk kajian keturunan

Keturunan adalah hasil pemindahan gen melalui gamet (dari ibu bapa ke keturunan) melalui pembiakan seksual. Walau bagaimanapun, semasa sintesis dan peleburan gamet, dua penggabungan semula berlaku yang dapat mengubah susunan dan urutan gen ini.

Para saintis yang mengusahakan pengenalpastian sifat keturunan berfungsi dengan garis tulen, isogenik bagi kebanyakan lokus (sama secara genetik), kerana individu dari garis tulen mempunyai genotip yang sama dengan cara yang homozigot.

Garis isogenik menjamin bahawa seni bina gen dalam nukleus tidak mempengaruhi fenotip yang diperhatikan, kerana, walaupun individu berkongsi genotip yang sama, dengan mengubah kedudukan gen dalam nukleus, variasi pada fenotip.

Bagi penyelidik, memperoleh garis murni dan isogenik adalah semacam "jaminan" bahawa sifat fenotipik yang dikongsi oleh ibu bapa dan keturunan adalah produk genotip dan, oleh itu, dapat diwarisi sepenuhnya.

Pewarisan Mendel ciri warna bulu pada lembu (Sumber: Sciencia58 melalui Wikimedia Commons)

Walaupun hakikat bahawa fenotip selalu merupakan produk genotip, penting untuk mempertimbangkan bahawa, walaupun individu mempunyai genotip yang sama, mungkin tidak semua gen dinyatakan dalam fenotip itu.

Menjamin ekspresi gen adalah kajian yang sangat kompleks, kerana ekspresi mereka mungkin berbeza untuk setiap genotip dan, kadang-kadang, gen ini diatur oleh faktor lain seperti faktor epigenetik, persekitaran atau gen lain.

Kaedah kajian

Cabang genetik yang dikenali sebagai "Genetik Klasik" memfokuskan pada kajian keturunan sifat. Dalam genetik klasik, ibu bapa disilangkan dengan keturunan seluruh populasi selama beberapa generasi, sehingga memperoleh garis ketulenan dan isogenik.

Statistik H2

Setelah keturunan sifat telah ditunjukkan, tahap keturunan dapat dihitung oleh indeks statistik yang dikenal pasti sebagai H2.

Heritability (H2) dikira sebagai nisbah antara varians dari kaedah genotipik (S2g) dan jumlah variasi fenotipik populasi (S2p). Variasi fenotip populasi dapat diuraikan menjadi varians cara genotip (S2g) dan varians sisa (S2e).

Statistik heritabiliti (H2) memberitahu kita berapa bahagian variasi fenotipik dalam populasi disebabkan oleh variasi genotip. Indeks ini tidak menunjukkan berapa bahagian fenotip individu yang dapat diberikan kepada warisan dan persekitarannya.

Perlu dipertimbangkan bahawa fenotip individu adalah akibat interaksi antara gennya dan keadaan persekitaran di mana ia berkembang.

Teknik moden

Pada masa ini, terdapat alat-alat seperti Next Generation Sequencing (SNG) yang memungkinkan untuk menguraikan keseluruhan genom individu, sehingga sifat-sifat yang dapat diwarisi dapat dijejaki secara in vivo di genom organisma.

Di samping itu, alat bioinformatik moden membolehkan seni bina nuklear dimodelkan dengan tepat secara tepat untuk mencari gen secara kasar di dalam nukleus.

Contoh

- Keturunan dalam tumbuh-tumbuhan

Kaedah statistik untuk mengukur tahap keturunan watak dicadangkan untuk spesies tanaman dengan minat komersial. Oleh itu, kebanyakan contoh dalam literatur berkaitan dengan spesies tumbuhan yang penting bagi industri makanan.

Dalam semua spesies tanaman dikaji sifat-sifat sifat agronomi seperti ketahanan terhadap patogen, hasil buah, ketahanan terhadap suhu panas atau sejuk, ukuran dedaunan, dan lain-lain.

Peningkatan genetik klasik tanaman sayur-sayuran seperti tomato, bertujuan untuk memilih tanaman dengan genotip yang mempunyai watak yang boleh diwariskan untuk mendapatkan tomato yang lebih besar, merah dan tahan terhadap persekitaran lembap.

Dalam spesies rumput seperti gandum, tujuannya adalah untuk memilih watak yang dapat diwariskan untuk ukuran, kandungan pati, dan kekerasan biji, antara lain. Dengan objektif ini, varietas dari tempat yang berlainan dicampurkan sehingga memperoleh garis murni masing-masing.

Dengan memperoleh garis murni, ini dapat digabungkan menjadi varieti hibrid, melalui teknik genetik, untuk mendapatkan tanaman transgenik yang menggabungkan watak terbaik dalam satu varieti.

- Keturunan pada manusia

Dalam perubatan, dikaji bagaimana beberapa gangguan keperibadian ditularkan antara ibu bapa dan keturunan.

Kemurungan kronik, misalnya, adalah sifat fenotipik yang merupakan produk dari genotip, tetapi jika orang dengan genotip itu hidup dalam persekitaran yang biasa, bahagia, stabil, dan dapat diramalkan, genotip mungkin tidak pernah dapat dilihat dalam fenotip.

Genetik tingkah laku mempunyai kepentingan khusus dalam menentukan keturunan kecerdasan kecerdasan (IQ). Sehingga kini, tahap IQ yang tinggi didapati sebagai sifat turun temurun seperti IQ biasa.

Walau bagaimanapun, IQ tinggi atau kemurungan kronik dinyatakan bergantung pada rangsangan persekitaran.

Contoh tipikal keturunan adalah ciri perawakan. Sekiranya ibu bapa itu tinggi, kemungkinan besar keturunannya tinggi. Walau bagaimanapun, adalah salah untuk mempercayai bahawa, pada ketinggian seseorang, 1,80 m disebabkan oleh gen dan 0,3 m lagi disebabkan oleh persekitaran.

Dalam banyak kes, umur panjang juga dikaji sebagai sifat yang boleh diwariskan. Untuk kajian umur panjang pada manusia, salasilah keluarga dilakukan, berusaha memasukkan data lingkungan di mana setiap individu dari pohon silsilah itu tinggal.

Sebilangan besar kajian umur panjang mendapati bahawa sifat ini berperanan sebagai sifat yang boleh diwariskan dalam kebanyakan kes dan bahkan meningkat pada setiap generasi jika dibesarkan di persekitaran yang betul.

Rujukan

1. Bratko, D., Butković, A., & Vukasović Hlupić, T. (2017). Keturunan keperibadian. Ketakutan Psihologijske, 26 (1), 1-24.
2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Keturunan genom: apakah itu? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Keturunan IQ. Alam, 388 (6641), 468.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Pengenalan kepada analisis genetik. Macmillan.
5. Mousseau, TA, & Roff, DA (1987). Pemilihan semula jadi dan keturunan komponen kecergasan. Keturunan, 59 (2), 181.
6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). Keturunan keperibadian: meta-analisis kajian genetik tingkah laku. Buletin psikologi, 141 (4), 769.
7. Wray, N., & Visscher, P. (2008). Menganggar sifat keturunan. Pendidikan alam, 1 (1), 29.