생물학적 상속 세포 또는 유기체의 자손은 부모의 유전 기부를 수신하는 프로세스이다. 유전자에 대한 연구와 유전자가 한 세대에서 다른 세대로 전달되는 방식은 유전 유전학 연구 분야입니다.
유전은 부모와 자손 사이의 유사성으로 정의 될 수 있지만,이 용어는 또한 번식 중에 발생하는 유전 적 변이에 내재 된 차이를 포함합니다.
백조와 그녀의 새끼 (이미지 : Hans Benn on www.pixabay.com)
생물학적 유전은 살아있는 세포의 가장 중요한 속성 중 하나이며 따라서 다세포 유기체의 속성은 연속적인 세대에 의해 결정된 특성과 특성을 전달하고 적응 메커니즘 및 자연 선택과 협력하는 능력을 의미하기 때문입니다.
많은 저자들은 식물과 동물의 가축화 과정이 시작된 수천 년 동안 인간이 생물학적 상속의 기본 개념에 익숙해졌고 그가 가장 중요하다고 생각하는 특성을 선택하여 교차 시켰다고 생각합니다. 이러한 특성을 유지할 자손을 얻으십시오.
그러나 유전의 물리적 및 분자 적 기초에 대한 우리의 현재 이해는 과학계가 유전에 대한 염색체 이론을 제시 한 20 세기 초까지 밝혀지지 않았기 때문에 비교적 최근의 것입니다.
위의 내용에도 불구하고 현재 "상속의 아버지"로 간주되는 그레고리오 멘델은 몇 년 전에 특성이나 인물의 유전성 원칙을 깊이 분석했습니다.
이 염색체 유전 이론의 공식화 전후에 많은 다른 발견이 생물의 유전학에 대한 현대 이해에 초월 적으로 중요하다는 것을 언급하는 것이 중요합니다. 여기에는 핵산의 분리 및 특성화, 염색체 발견 및 연구 등이 포함될 수 있습니다.
생물학적 상속 이론
그레고르 멘델
상속의 기본 토대는 1856 년 오스트리아 수도사 그레고리 멘델 (1822-1884)에 의해 처음 제안되었습니다.
Mendel은 완두콩 식물 교배에 대한 그의 실험에서 부모와 자손 간의 유사점과 차이점 모두 유전 단위, 즉 유전자의 기계적 전달에 의해 설명 될 수 있음을 이해했습니다.
Mendel의 완두콩과 그 특성 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Nefronus)
이것은 형질의 유전성에 대한 이유가 번식 (성 또는 무성)을 통해 염색체에있는 유전자의 물리적 전달 때문이라는 것이 알려 졌기 때문에 현대 유전학에 대한 이해의 기초를 마련했습니다.
그가 얻은 결과에 따르면 멘델은 오늘날 일부 캐릭터에 적용되는 "상속의 법칙"을 공식화했습니다.
-분리의 법칙 : 유전자는 대립 유전자로 알려진 "대체"형태 를 가지고 있으며 표현형 (가시적 특성)에 직접 영향을 미친다고 주장합니다.
-독립 상속의 법칙 : 많은 특성에 대해 전적으로 사실이 아니지만 한 특성의 상속이 다른 특성과 독립적임을 의미합니다.
1908 년 Thomas Morgan은 초파리 인 Drosophila melanogaster의 유전학을 연구하여 이전에 Mendel이 설명한대로 표현형의 유전이 발생했음을 보여주었습니다. 또한 유전 단위 (유전자)가 염색체를 통해 전달된다는 사실을 밝혀낸 사람도 바로 그 사람이었습니다.
따라서, 그리고 다른 많은 연구자들의 참여 덕분에 오늘날 우리는 상 염색체, 성 또는 색소체 염색체 (진핵 생물)에서 염색체에 포함 된 유전 단위의 전염 덕분에 생물학적 유전이 발생한다는 것을 알고 있습니다.
주어진 표현형의 발현 또는 외양은 유전형의 특성 (우성 및 열성)에 따라 다릅니다.
기본 개념
생물학적 상속 메커니즘이 어떻게 작동하는지 이해하려면 몇 가지 기본 개념을 이해해야합니다.
유전되는 모든 형질이 각 유기체의 DNA를 구성하는 염기 서열에 기인하는 것은 아니지만 생물학적 유전을 언급 할 때 일반적으로 유전자에 포함 된 정보의 전달에 대해 이야기하고 있습니다.
Gen
유전자는 유전의 기본 물리적 단위로 정의되며, 정의 된 DNA 서열이며, 여기에는 살아있는 존재의 일부 특성이나 특성을 표현하는 데 필요한 모든 정보가 포함되어 있습니다.
대립 유전자
유전자는 하나 이상의 형태를 가질 수 있습니다. 유전자를 특징 짓는 서열의 작은 변이의 산물입니다. 같은 유전자의 대체 형태는 대립 유전자로 알려져 있습니다.
대립 유전자는 일반적으로 그들이 부여하는 표현형 특성에 따라 정의되며, 한 집단에서 동일한 유전자에 대해 여러 대립 유전자를 찾는 것이 일반적입니다.
DNA, 유전자 및 염색체 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Thomas Splettstoesser)
예를 들어, 포유류는 각 유전자의 두 대립 유전자를 부모로부터, 하나는 어머니로부터, 다른 하나는 아버지로부터 상속합니다. 항상 표현형으로 표현되는 유전자형의 대립 유전자를 우성 대립 유전자라고하며, "침묵"(표현형 특성이 관찰되지 않음)으로 남아있는 유전자를 열성 대립 유전자라고합니다.
어떤 경우에는 두 대립 유전자가 모두 발현되어 중간 표현형의 출현이 발생할 수 있으며, 이것이 이것이 공동 우성 대립 유전자라고 불리는 이유입니다.
동형 접합성 및 이형 접합성
개인이 부모로부터 두 개의 동일한 대립 유전자를 물려 받았을 때, 둘 다 우성이든 열성이든, 이것은 유 전적으로 말하면 이러한 대립 유전자에 대해 동형 접합으로 알려져 있습니다. 반면에 개인이 부모로부터 두 개의 다른 대립 유전자 (하나는 우성이고 다른 하나는 열성)를 물려 받았을 때,이를이 대립 유전자에 대해 이형 접합이라고합니다.
염색체
원핵 생물과 진핵 생물의 유전자는 염색체로 알려진 구조에서 발견됩니다. 핵이없는 세포 인 원핵 생물에는 일반적으로 염색체가 하나뿐입니다. 그것은 일부 단백질과 관련된 DNA로 구성되어 있으며 모양이 원형이며 매우 감겨 있습니다.
핵을 가진 세포 인 진핵 생물은 종에 따라 하나 이상의 염색체를 가지고 있으며 이들은 염색질이라는 물질로 구성됩니다. 각 염색체의 염색질은 핵 내에서 압축을 촉진하는 히스톤이라고하는 네 가지 유형의 단백질과 밀접하게 관련된 DNA 분자로 구성됩니다.
진핵 생물에는 한 종류 이상의 염색체가 있습니다. 핵, 미토콘드리아 및 엽록체 (광합성 유기체로 제한됨)가 있습니다. 핵 염색체는 상 염색체와 성 (성을 지정하는 염색체)입니다.
Ploidy
Ploidy는 세포가 가지고있는 염색체 "집합"의 전체 수입니다. 예를 들어 모든 포유류와 많은 동물과 같이 인간은 두 세트의 염색체를 가지고 있습니다. 하나는 아버지로부터, 다른 하나는 어머니로부터 나온 것이므로 세포는 2 배체라고합니다.
반수체 및 배수체
염색체 세트가 하나 뿐인 개체 및 / 또는 세포를 반수체라고하는 반면, 염색체 세트가 2 개 이상인 유기체는 집합 적으로 다 배체 (삼배체, 4 배체, 6 배체 등)입니다.
배우자
유성 생식을하는 유기체에서 이것은 두 개의 다른 개체, 즉 "남성"과 "여성"에 의해 생성되는 두 가지 특수 세포의 융합 덕분에 발생합니다. 이 세포는 배우자입니다. 수컷은 정자 (동물) 또는 미세 포자 (식물)를 생성하고 암컷은 난자 또는 난자를 생성합니다.
일반적으로 성 세포 (배우자)의 염색체 부하는 반수체입니다. 즉, 이러한 세포는 염색체 수의 감소를 수반하는 세포 분열을 통해 생성됩니다.
유전자형
살아있는 유기체에서 유전자형은 특정 특성 또는 특성을 암호화하고 특정 기능 또는 서열에 의해 다른 유전자와 구별되는 유전자 세트 (각각의 대립 유전자 포함)를 설명합니다. 따라서 유전자형은 개인의 대립 유전자 구성을 나타냅니다.
일반적으로 유전자형이 표현형을 일으키는 것으로 알려져 있지만 표현형의 출현을 조절할 수있는 환경 적 및 후 성적 요인이 많다는 점을 명심하는 것이 중요합니다.
표현형
표현형은 문자 그대로 "표시된 형태"를 의미합니다. 많은 텍스트에서는이를 유전자 (유전형)의 발현과 주변 환경과의 상호 작용에서 발생하는 유기체의 가시적 특성 집합으로 정의합니다.
대부분의 표현형은 하나 이상의 유전자의 공동 작용의 산물이며 동일한 유전자가 하나 이상의 특정 표현형의 확립에 참여할 수 있습니다.
유전 적 유전은 어떻게 전달됩니까?
부모로부터 자손으로의 유전자 전달은 유사 분열과 감수 분열을 통해 세포주기에서 발생합니다.
주로 이분법이나 이분법에 의해 번식이 일어나는 원핵 생물에서 유전자는 분열이 일어나기 전에 딸 세포로 분비되는 염색체의 정확한 사본을 통해 한 세포에서 자손으로 전달됩니다.
일반적으로 두 가지 유형의 세포 (체세포 및 성)를 갖는 것이 특징 인 다세포 진핵 생물은 두 가지 전염 메커니즘 또는 유전자 유전을 가지고 있습니다.
체세포뿐만 아니라 단순한 단세포 유기체도 유사 분열에 의해 분열 할 때 염색체 내용물을 복제하고 복제물을 딸 세포쪽으로 분비합니다. 이러한 사본은 일반적으로 정확하므로 새 세포의 특성은 "전조"의 특성과 동일합니다.
성세포는 다세포 유기체의 성 생식에 근본적인 역할을합니다. 배우자라고도 알려진이 세포는 감수 분열에 의해 생성되며, 이는 염색체 부하 (반수체 세포)의 감소와 함께 세포 분열을 수반합니다.
성 생식을 통해 두 개인은 반수체 배우자 세포를 융합하고 두 부모의 특성을 공유하는 새로운 이배체 개체를 형성하여 한 세대에서 다음 세대로 유전자를 전달합니다.
상속의 예
이 과정을 설명하기 위해 텍스트를 가르치는 데 사용되는 생물학적 상속의 고전적인 예는 서로 다른 "모형"유기체를 기반으로합니다.
예를 들어, Thomas Morgan이 사용한 동물 연구 모델 중 하나 인 초파리 (D. melanogaster)는 종종 적목 현상이 있습니다. 그러나 그의 실험에서 Morgan은 흰 눈의 수컷을 발견하고 빨간 눈의 암컷과 교차했습니다.
초파리. Drosophila melanogaster. 촬영 및 편집 : Sanjay Acharya
이 종에서“적목 현상”표현형이 우세하다는 점을 감안할 때,이 십자가의 1 세대 결과는 적목 현상을 가진 개체로 구성되었습니다. 1 세대 (F1) 개체 간의 후속 교배는 두 표현형이 모두 나타난 F2 세대를 초래했습니다.
백안은 남성의 약 50 %에서 F2에서만 나타났기 때문에 Morgan은 이것이 "성 염색체 관련 유전"이라고 가정했습니다.
참고 문헌
- Gardner, JE, Simmons, JE, & Snustad, DP (1991). 유전의 교장. 8 ' "판. 존 와일리와 아들.
- Henderson, M. (2009). 당신이 정말로 알아야 할 50 가지 유전학 아이디어. Quercus 책.
- Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). 생물학 (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning : 미국.
- Suzuki, DT, & Griffiths, AJ (1976). 유전자 분석에 대한 소개. WH Freeman and Company.
- Watson, JD (2004). 유전자의 분자 생물학. Pearson Education India