Dobro je poznata činjenica da svi živi organizmi, od amebe do ljudske vrste, imaju ćelijsku strukturu. Međutim, ne razmišljaju svi o tome kako se pojavljuju nova stvorenja, prema kojim se zakonima prirode nasljeđuju određeni znakovi. Dakle, možda je došlo vrijeme da se osvježi sjećanje na osnove genetike, zaboravljene iz školskog kursa biologije, koji su najvažniji za evoluciju nauke?
Značenje gena
Žive ćelije su zasnovane na genetskom materijalu - nukleinskim kiselinama, koje se sastoje od ponavljajućih nukleotida, koji su, zauzvrat, predstavljeni zbirom azotne baze, fosfatne grupe i šećera sa pet ugljenika, riboze ili dezoksiriboze. Takve sekvence su jedinstvene, stoga na svijetu ne postoje dva potpuno identična živa bića. Međutim, skup gena je daleko od slučajnog i dolazi iz matične ćelije (kod organizama sa aseksualnim tipom razmnožavanja) ili obe roditeljske ćelije (sa seksualnim tipom). U slučaju ljudi i mnogih životinja, konačno grupiranje genetskog materijala događa se u vrijeme formiranja zigota zbog fuzije ženskih i muških zametnih stanica. U budućnosti, ovaj setprogramira razvoj svih tkiva, organa, vanjskih karakteristika i djelimično čak i nivo budućeg zdravlja.
Osnovni uslovi
Možda su najvažniji koncepti genetike kao nauke naslednost i varijabilnost. Zahvaljujući prvom fenomenu, svi živi organizmi nastavljaju svoju vrstu i održavaju svjetske populacije, a drugi pomaže u evoluciji dodajući nove karakteristike i zamjenjujući one koje su izgubile svoj značaj. Gregor Mendel, austrijski botaničar i biolog koji je živio i radio za dobrobit nauke u drugoj polovini 19. stoljeća, otkrio je sve to i postavio temelje genetike. On je otkrio zakone svoje teorije naslijeđa kroz kvalitativne analize i eksperimente na biljkama. Konkretno, najčešće je koristio grašak, jer je bilo lako izolovati alel u njemu. Ovaj koncept označava alternativnu osobinu, odnosno jedinstvenu nukleotidnu sekvencu koja daje jednu od dvije mogućnosti za ispoljavanje osobine. Na primjer, crveno ili bijelo cvijeće, dugi ili kratki rep i tako dalje. Međutim, među njima vrijedi razlikovati druge važne pojmove.
Prvi Mendelov zakon
Dominantni (dominantni, dominantni) i recesivni alel (potisnut, slab) su dva znaka koji utiču jedan na drugog i manifestuju se prema određenim pravilima, odnosno prema Mendelovim zakonima. Dakle, prvi od njih kaže da će svi hibridi dobijeni u prvoj generaciji nositi samo jednu osobinu dobijenu od roditeljskih organizama i koja prevladava među njima. Na primjer, ako je dominantni alel crvena boja cvijeća, a recesivni alel bijela, onda kada se dvije biljke ukrste sasa ovim osobinama dobijamo hibride samo sa crvenim cvjetovima.
Ovaj zakon je istinit ako su matične biljke čiste linije, odnosno homozigotne. Međutim, vrijedi istaći da postoji mala izmjena u prvom zakonu – kodominacija osobina, odnosno nepotpuna dominacija. Ovo pravilo kaže da svi znakovi nemaju striktno dominantan utjecaj na druge, već se mogu pojaviti istovremeno. Na primjer, roditelji s crvenim i bijelim cvjetovima imaju generaciju s ružičastim laticama. To je zato što iako je dominantni alel crven, on nema pun uticaj na recesivni, bijeli. I stoga se javlja treća vrsta boja zbog miješanja znakova.
Mendelov drugi zakon
Činjenica je da je svaki gen označen sa dva identična slova latinskog alfabeta, na primjer "Aa". U ovom slučaju, veliki znak označava dominantnu osobinu, a mali znači recesivnu. Tako se homozigotni aleli označavaju kao "aa" ili "AA", jer nose istu osobinu, a heterozigotni aleli - "Aa", odnosno nose rudimente oba roditeljska svojstva.
Zapravo, sljedeći Mendelov zakon je izgrađen na ovome - o cijepanju znakova. Za ovaj eksperiment ukrstio je dvije biljke s heterozigotnim alelima dobivenim u prvoj generaciji prvog eksperimenta. Tako je primio manifestaciju oba znaka. Na primjer, dominantni alel su ljubičasti cvjetovi, a recesivni alel bijeli, njihovi genotipovi su "AA" i"aa". Prilikom njihovog ukrštanja u prvom eksperimentu, dobio je biljke genotipova "Aa" i "Aa", odnosno heterozigotne. A po prijemu druge generacije, odnosno "Aa" + "Aa", dobijamo "AA", "Aa", "Aa" i "aa". Odnosno, pojavljuju se i ljubičasti i bijeli cvjetovi, osim toga, u omjeru 3: 1.
Treći zakon
I posljednji Mendelov zakon - o nezavisnom nasljeđivanju dvije dominantne osobine. Najlakše ga je razmotriti na primjeru međusobnog ukrštanja različitih sorti graška - sa glatkim žutim i naboranim zelenim sjemenkama, gdje je dominantan alel glatkoća i žuta boja.
Kao rezultat, dobićemo različite kombinacije ovih osobina, odnosno slične roditeljskim, a pored njih - žute naborane i zelene glatke sjemenke. U ovom slučaju, tekstura graška neće ovisiti o njihovoj boji. Dakle, ove dvije osobine će biti naslijeđene bez uticaja jedna na drugu.
