Генетические признаки. Как передаются характерные черты

Фенотип (совокупность внешних признаков) организма заложен в его генах, которые он наследует от своих родителей. Законы, касающиеся передачи наследственных признаков от родительских организмов потомкам, были сфорлированы Грегором Менделем в 1865. Это открытие ознаменовано рождение новой дисциплины – генетики.

Тысячелетия крестьяне культивировали полезные свойства растений и животных путем направленного скрещивания. Тогда это был процесс проб и ошибок. Грегор Мендель (1822-1884) был первым, кто определил, как специфические черты переходят от одного поколения к друго, проведя ряд опытов на горохе в 1860-х.

Мендель заинтересовался, поче горох цветет либо лиловыми, либо белыми цветками, но никогда не встречаются промежуточные оттенки. Он заметил, что при скрещивании чистосортного гороха с лиловыми цветками с белоцветковым сортом потомство (или поколение И) всегда дает лиловые цветки. Однако при опылении одного И-растения пыльцой другого второе поколение (f2) уже имеет как белые, так и лиловые цветки в соотношении 1:3.

Мендель предположил, что наследование каждого признака определяется парными факторами (называемыми теперь генами). Хотя индивидуум может наследовать две различные формы (аллели) гена - по одно от каждого родителя, реализуется (экспрессируется) в потомстве только одна форма для одного признака. Однако обе аллели могут быть переданы следующе поколению.

Объяснение состоит в том, что некоторые аллели - доминантны, т.е. вызывают проявление видимых признаков, хотя другие, рецессивные, аллели также присутствуют. Каждое из f1-растений гороха несет доминантную аллель лиловых цветков (обозначаею Р) и рецессивную аллель белых цветков (w); их генотип (характерный набор генов) можно обозначить Pw (см. ниже). В поколении f2, где Pw-ropox самоопыляется, будут растения с генотипами РР, Pw, wP и ww. Только горох с двумя рецессивными аллелями (ww) дает белые цветки, остальные – лиловые.

Менделевский горох. На диаграмме - стадии экспериментов Менделя по скрещиванию растений гороха. Доминантные формы генов (аллели) традиционно обозначают заглавными буквами, а рецессивные - строчными. В данном примере доминантная аллель - лиловые цветки (Р),а рецессивная - белые (w).

Источник индивидуальности. Каждая клетка живого существа содержит достаточно информации, чтобы воспроизвести копию целого организма. Эта информация хранится внутри клеточного ядра в хромосомах.

Хромосомы располагаются парами. В каждой паре одна хромосома происходит от жского родителя, а другая - от женского. Поэто люди похожи на своих родителей, но не являются точной копией одного из них. Различные организмы имеют разное количество хромосом в клетке. Например, у человека 23 пары хромосом, у кур - 18, а у дрозофилы - всего 4.

Хромосомы состоят в основном из ДНК, которая в свою очередь является комбинацией четырех химических звеньев, называемых основаниями. Гены, управляющие персональными характеристиками, соответствуют определенно участку ДНК со специфической последовательностью оснований. Это своего рода инструкции, записанные четырехбуквенным химическим «алфавитом». Гены в хромосомах перемешиваются, когда образуются новые яйцеклетки или сперматозоиды, и это объясняет, поче каждый из нас выглядит неповторимо.

Самец или самка? Пол организма определяется половыми хромосомами. У большинства видов присутствуют два типа половых хромосом: X и Y. Женские особи несут две Х-хромосомы в каждой клетке организма, а жские - X и Y. (У некоторых насекомых самцы имеют только одну Х-хромосо без Y; они обозначаются ‘Х0’.) Все яйцеклетки содержат одну Х-хромосо, тогда как половина жских сперматозоидов несет Х-хромосо, а половина - Y (или вообще не имеет половой хромосомы). Если ‘Х’-сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, в результате получится ‘ХХ’-организм, или женский, а если Т (или ‘0’) - ‘XY’ (или ‘Х0’), т.е. жской.