PEWARISAN BIOLOGI: TEORI DAN KONSEP, BAGAIMANA IA DIHANTAR, CONTOH - BIOLOGI - 2026

The warisan biologi adalah proses di mana keturunan sel atau organisma menerima wakaf genetik ibu bapa mereka. Kajian mengenai gen dan bagaimana ia ditularkan dari satu generasi ke generasi yang lain adalah bidang kajian genetik keturunan.

Keturunan boleh didefinisikan sebagai persamaan antara ibu bapa dan keturunan mereka, tetapi istilah ini juga merangkumi perbezaan yang wujud dalam variasi genetik yang berlaku semasa pembiakan.

Angsa dan anak muda (Gambar oleh Hans Benn di www.pixabay.com)

Pewarisan biologi adalah salah satu atribut sel hidup yang paling signifikan dan, oleh itu, organisma multiselular, kerana ini bermaksud keupayaan untuk menghantar sifat dan ciri yang ditentukan oleh generasi berturut-turut, bekerjasama dengan mekanisme penyesuaian dan pemilihan semula jadi.

Banyak pengarang berpendapat bahawa manusia telah mengenal konsep asas pewarisan biologi selama ribuan tahun, ketika proses pelestarian tanaman dan haiwan bermula dan, memilih ciri-ciri yang dianggapnya paling penting, membuat persilangan Dapatkan keturunan yang akan mengekalkan ciri-ciri ini.

Walau bagaimanapun, pemahaman kita tentang asas keturunan fizikal dan molekul agak baru, kerana ini tidak dijelaskan hingga awal abad ke-20, ketika komuniti saintifik membuat teori kromosom keturunan.

Walaupun di atas, prinsip-prinsip keturunan sifat atau watak dianalisis secara mendalam beberapa tahun sebelumnya oleh Gregorio Mendel, yang saat ini dianggap sebagai "bapa warisan."

Penting untuk disebutkan bahawa sebelum dan sesudah perumusan teori keturunan kromosom ini, banyak penemuan lain sangat penting bagi pemahaman moden kita mengenai genetik makhluk hidup. Ini termasuk pengasingan dan pencirian asid nukleik, penemuan dan kajian kromosom, antara lain.

Teori pewarisan biologi

Gregor Mendel

Asas asas warisan pada mulanya dicadangkan oleh sami Austria Gregory Mendel (1822-1884) pada tahun 1856.

Mendel memahami dari percubaannya dengan persilangan tanaman kacang polong bahawa persamaan dan perbezaan antara ibu bapa dan keturunan mereka dapat dijelaskan dengan transmisi mekanikal unit keturunan yang berbeza, iaitu gen.

Kacang tanah dan ciri-ciri mereka (Sumber: Nefronus melalui Wikimedia Commons)

Ini meletakkan asas untuk memahami genetik moden, kerana diketahui bahawa alasan untuk keturunan sifat adalah kerana pemindahan gen secara fizikal pada kromosom melalui pembiakan (seksual atau aseksual).

Menurut hasil yang diperolehnya, Mendel merumuskan "undang-undang warisan" yang berlaku hari ini untuk beberapa watak:

- Hukum pemisahan: ia menyatakan bahawa gen mempunyai bentuk "alternatif" yang dikenal sebagai alel dan ia secara langsung mempengaruhi fenotip (ciri yang dapat dilihat).

- Hukum pewarisan bebas: menyiratkan bahawa pewarisan satu sifat bebas dari yang lain, walaupun ini tidak sepenuhnya berlaku untuk banyak ciri.

Thomas Morgan pada tahun 1908, mempelajari genetik lalat buah, Drosophila melanogaster, menunjukkan bahawa pewarisan fenotip berlaku seperti yang dijelaskan sebelumnya oleh Mendel. Selanjutnya, dialah yang menjelaskan bahawa unit keturunan (gen) ditularkan melalui kromosom.

Oleh itu, dan berkat penyertaan banyak penyelidik lain, hari ini kita mengetahui bahawa pewarisan biologi berlaku berkat penularan unit keturunan yang terdapat dalam kromosom, baik dalam kromosom autosomal, seksual atau plastidik (di eukariota).

Ekspresi atau penampilan fenotip tertentu bergantung pada ciri-ciri genotip (dominasi dan resesiviti).

Konsep asas

Untuk memahami bagaimana mekanisme pewarisan biologi berfungsi, perlu memahami beberapa konsep asas.

Walaupun tidak semua sifat yang diwarisi disebabkan oleh urutan nukleotida yang membentuk DNA setiap organisme, ketika kita merujuk kepada pewarisan biologi, kita pada umumnya berbicara tentang penyebaran maklumat yang terdapat dalam gen.

Gen

Gen didefinisikan, oleh itu, sebagai asas fizikal pusaka dan ia adalah urutan DNA yang ditentukan, yang mengandungi semua maklumat yang diperlukan untuk penyataan beberapa sifat atau ciri dalam makhluk hidup.

Alel

Gen boleh mempunyai lebih daripada satu bentuk, hasil variasi kecil dalam urutan yang mencirikannya; bentuk alternatif gen yang sama dikenali sebagai alel.

Alel biasanya didefinisikan mengikut ciri-ciri fenotipik yang mereka berikan dan, dalam populasi, adalah biasa untuk menemui beberapa alel untuk gen yang sama.

DNA, gen dan kromosom (Sumber: Thomas Splettstoesser melalui Wikimedia Commons)

Seekor mamalia, mewarisi dua alel setiap gen dari ibu bapanya, satu dari ibunya dan satu dari bapanya. Alel genotip yang selalu dinyatakan dalam fenotip disebut alel dominan, sedangkan alel yang tetap "diam" (yang tidak ada ciri fenotipik yang diperhatikan) dikenal sebagai alel resesif.

Dalam beberapa kes, kedua alel dinyatakan, menghasilkan kemunculan fenotip pertengahan, yang mana ini disebut alel kodominant.

Homozygosity dan heterozygosity

Apabila seseorang individu mewarisi dua alel yang sama dari ibu bapa mereka, sama ada dominan atau resesif, ini diketahui, secara genetik, sebagai homozigot bagi alel ini. Apabila, sebaliknya, seseorang individu mewarisi dari alel mereka dua alel yang berbeza, satu dominan dan yang lain resesif, ini disebut heterozigot untuk alel ini.

Kromosom

Gen organisma prokariotik dan eukariotik terdapat pada struktur yang dikenali sebagai kromosom. Dalam prokariota, sel yang tidak mempunyai inti, biasanya hanya ada satu kromosom; Ini terdiri dari DNA yang terkait dengan beberapa protein, berbentuk bulat dan sangat melingkar.

Eukariota, sel yang mempunyai inti, memiliki satu atau lebih kromosom, bergantung pada spesiesnya, dan ini terdiri dari bahan yang disebut kromatin. Kromatin setiap kromosom terdiri daripada molekul DNA yang berkait rapat dengan empat jenis protein yang disebut histon, yang memudahkan pemadatannya dalam nukleus.

Dalam eukariota terdapat lebih daripada satu jenis kromosom. Terdapat nuklear, mitokondria, dan kloroplastid (terhad kepada organisma fotosintetik). Kromosom nuklear adalah autosomal dan seksual (yang menentukan jantina).

Ploidy

Ploidy adalah jumlah keseluruhan "set" kromosom yang dimiliki sel. Manusia, misalnya, seperti semua mamalia dan banyak haiwan, mempunyai dua set kromosom, satu dari bapa dan yang lain dari ibu, oleh itu, sel-sel mereka dikatakan diploid.

Haploid dan polyploid

Individu dan / atau sel yang hanya mempunyai satu set kromosom dikenal sebagai haploid, sementara organisma yang mempunyai lebih dari dua set kromosom adalah, secara kolektif, polyploid (triploid, tetraploids, hexaploids dan sebagainya).

Gamet

Dalam organisma dengan pembiakan seksual ini berlaku berkat penggabungan dua sel khusus, yang dihasilkan oleh dua individu yang berbeza: seorang "lelaki" dan "wanita". Sel-sel ini adalah gamet; lelaki menghasilkan sperma (haiwan) atau mikrospora (tumbuhan) dan betina menghasilkan ovula atau sel telur.

Biasanya, beban kromosom sel seks (gamet) adalah haploid, iaitu sel-sel ini dihasilkan melalui pembahagian sel yang melibatkan pengurangan jumlah kromosom.

Genotip

Dalam organisma hidup, genotip menerangkan kumpulan gen (dengan alel masing-masing) yang memberi kod untuk beberapa sifat atau ciri tertentu dan yang dibezakan dari yang lain dengan fungsi atau urutan tertentu. Jadi genotip mewakili perlembagaan alel individu.

Walaupun secara umum dikatakan bahawa genotip inilah yang menimbulkan fenotip, penting untuk diingat bahawa terdapat banyak faktor persekitaran dan epigenetik yang dapat menentukan kemunculan fenotip.

Fenotip

Fenotip secara harfiah bermaksud "bentuk yang ditunjukkan." Banyak teks mendefinisikannya sebagai kumpulan ciri organisma yang dapat dilihat yang dihasilkan baik dari ekspresi gennya (genotip) dan dari interaksinya dengan persekitaran yang mengelilinginya.

Sebilangan besar fenotip adalah produk tindakan bersama lebih daripada satu gen dan gen yang sama dapat mengambil bahagian dalam pembentukan lebih dari satu fenotip tertentu.

Bagaimana warisan genetik ditularkan?

Penularan gen dari ibu bapa kepada keturunannya berlaku dalam kitaran sel melalui mitosis dan meiosis.

Di prokariota, di mana pembiakan berlaku terutamanya oleh pembelahan dua belah atau pembelahan binari, gen dipindahkan dari satu sel ke keturunannya melalui salinan kromosomnya yang tepat, yang dirembeskan ke sel anak sebelum pembelahan terjadi.

Eukariota multiselular, yang umumnya ditandai dengan memiliki dua jenis sel (somatik dan seksual), mempunyai dua mekanisme penularan atau pewarisan gen.

Sel-sel somatik, dan juga organisma uniselular yang lebih sederhana, apabila mereka membelahnya melakukannya dengan mitosis, yang bermaksud bahawa mereka menduplikasi kandungan kromosom mereka dan mengeluarkan salinan ke sel anak perempuan mereka. Salinan-salinan ini umumnya tepat, jadi ciri-ciri sel-sel baru itu setara dengan ciri-ciri "nenek moyang".

Sel seks memainkan peranan penting dalam pembiakan organisma multiselular. Sel-sel ini, juga dikenal sebagai gamet, dihasilkan oleh meiosis, yang melibatkan pembelahan sel dengan pengurangan beban kromosom bersamaan (mereka adalah sel haploid).

Melalui pembiakan seksual, dua individu menyebarkan gen mereka dari satu generasi ke generasi berikutnya dengan menggabungkan sel gametik haploid mereka dan membentuk individu diploid baru yang mempunyai ciri-ciri kedua ibu bapa.

Contohnya harta pusaka

Contoh klasik pewarisan biologi yang digunakan dalam pengajaran teks untuk menjelaskan proses ini didasarkan pada organisma "model" yang berbeza.

Lalat buah (D. melanogaster) misalnya, salah satu model kajian untuk haiwan yang digunakan oleh Thomas Morgan, sering mempunyai mata merah. Namun, semasa eksperimennya, Morgan menjumpai seorang lelaki bermata putih dan menyeberangnya dengan seorang wanita bermata merah.

Lalat buah. Drosophila melanogaster. Diambil dan diedit dari: Sanjay Acharya

Memandangkan bahawa fenotip "mata merah" dominan pada spesies ini, hasil dari salib generasi pertama ini terdiri dari individu dengan mata merah. Salib seterusnya antara individu generasi pertama (F1) menghasilkan generasi F2 di mana kedua-dua fenotip muncul.

Oleh kerana mata putih hanya muncul di F2 pada sekitar 50% lelaki, Morgan menganggap itu "warisan hubungan kromosom seks."

Rujukan

1. Gardner, JE, Simmons, JE, & Snustad, DP (1991). Pengetua Genetik. Edisi 8 '". John Wiley dan Anak.
2. Henderson, M. (2009). 50 idea genetik yang benar-benar perlu anda ketahui. Buku Quercus.
3. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Pembelajaran: Amerika Syarikat.
4. Suzuki, DT, & Griffiths, AJ (1976). Pengenalan kepada analisis genetik. WH Freeman and Company.
5. Watson, JD (2004). Biologi molekul gen. Pearson Education India