Estudo das leis básicas da hereditariedade ea variabilidade dos organismos é um dos problemas mais difíceis, mas muito promissores, enfrentados pelas ciências naturais modernas. Neste artigo, consideraremos os conceitos teóricos básicos e os postulados da ciência, e descobriremos como resolver problemas em genética.
Os dois ramos mais importantes da ciência moderna -medicina e seleção - estão se desenvolvendo graças à pesquisa de cientistas genéticos. A mesma disciplina biológica, cujo nome foi proposto em 1906 pelo cientista inglês W. Betson, não é tanto teórica quanto prática. Qualquer pessoa que decida entender seriamente o mecanismo de herança de várias características (por exemplo, como cor dos olhos, cabelo, tipo de sangue) terá primeiro que estudar as leis da hereditariedade e variabilidade e também descobrir como resolver problemas na genética humana. Este é exatamente o problema com o qual vamos lidar.
Cada setor tem seu próprioinerente, um conjunto de definições básicas. Se estamos falando da ciência que estuda os processos de transmissão de traços hereditários, esta última significará os seguintes termos: gene, genótipo, fenótipo, indivíduos parentais, híbridos, gametas e assim por diante. Conheceremos cada um deles quando estudarmos as regras que nos explicam como resolver problemas de biologia para a genética. Mas primeiro vamos explorar o método hibridológico. Afinal, é ele quem está por trás da pesquisa genética. Foi proposto pelo naturalista tcheco G. Mendel no século XIX.
Os padrões de transmissão das propriedades do organismo eramdescoberta por Mendel graças aos experimentos que realizou com a planta amplamente conhecida - a ervilha-comum. O método hibridológico é um cruzamento de duas unidades que diferem uma da outra por um par de características (cruzamento mono-híbrido). Se o experimento envolve organismos que têm vários pares de caracteres alternativos (opostos), eles falam de cruzamento poli-híbrido. O cientista propôs a seguinte forma de registrar o curso de hibridização de duas plantas de ervilha, que diferem na cor da semente. A é tinta amarela, a é verde.
Nesta entrada, F1 são híbridos de primeira (I) geração.São todos absolutamente uniformes (iguais), pois contêm o gene dominante A, que controla a cor amarela das sementes. A entrada acima corresponde à primeira lei de Mendel (Regra de uniformidade híbrida F1). Seu conhecimento explica aos alunos como resolver problemas de genética. A 9ª série tem um programa de biologia no qual o método hibridológico de pesquisa genética é estudado em detalhes. Também considera a segunda regra (II) de Mendel, chamada de lei da cisão. Segundo ele, em híbridos F2 obtidos a partir do cruzamento de dois híbridos de primeira geração entre si, o desdobramento é observado em uma proporção fenotípica de 3 para 1, e em um genótipo de 1 para 2 e para 1.
Usando as fórmulas acima, você entenderácomo resolver problemas em genética sem erros, se em suas condições se pode aplicar a primeira ou a já conhecida lei de II Mendel, visto que o cruzamento ocorre com o domínio completo de um dos genes.
Se os pais diferem em dois parescaracterísticas alternativas, como cor e forma da semente, em plantas como a ervilha, então a rede Pinnet deve ser usada durante o cruzamento genético.
Absolutamente todos os híbridos que são os primeirosgeração, obedecer à regra de uniformidade de Mendel. Ou seja, são amarelos com superfície lisa. Continuando a cruzar entre plantas F1, obtemos híbridos de segunda geração. Para descobrir como resolver problemas em genética, a 10ª série nas aulas de biologia usa uma gravação de um cruzamento di-híbrido, aplicando a fórmula de divisão de fenótipo 9: 3: 3: 1. Desde que os genes estejam localizados em pares diferentes, você pode usar o terceiro postulado de Mendel - a lei das combinações independentes de estados de caracteres.
O mecanismo de transmissão de um recurso como um grupoo sangue em uma pessoa não corresponde aos padrões que discutimos anteriormente. Ou seja, não obedece à primeira e segunda leis de Mendel. Isso se deve ao fato de que tal característica como grupo sanguíneo, de acordo com a pesquisa de Landsteiner, é controlada por três alelos do gene I: A, B e 0. Assim, os genótipos serão os seguintes:
O gene 0 é um alelo recessivo para os genes A e B.E o quarto grupo é o resultado da codominância (a presença mútua dos genes A e B). É essa regra que deve ser levada em consideração para saber como resolver problemas de genética de grupos sanguíneos. Mas isso não é tudo. Para estabelecer os genótipos de crianças por grupo sanguíneo nascidos de pais com diferentes grupos sanguíneos, usaremos a tabela abaixo.
Voltemos à seção de nosso artigo “Leicombinação independente de estados de traços ”, em que consideramos como resolver problemas em genética. O cruzamento di-híbrido, como a própria terceira lei de Mendel, à qual obedece, é aplicável para genes alélicos localizados nos cromossomos homólogos de cada par.
Em meados do século 20, o geneticista americano T.Morgan provou que a maioria das características são controladas por genes localizados no mesmo cromossomo. Eles têm uma disposição linear e formam grupos de embreagem. E seu número é exatamente igual ao conjunto haplóide de cromossomos. No processo de meiose, que leva à formação dos gametas, não entram nas células germinativas genes individuais, como acreditava Mendel, mas seus complexos inteiros, que Morgan chamou de grupos de ligação.
Durante a prófase I (também chamada de primeiradivisão da meiose) entre as cromátides internas dos cromossomos homólogos, ocorre uma troca de áreas (cebolas). Este fenômeno é denominado cruzamento. É a base da variação hereditária. O cruzamento é especialmente importante para o estudo de seções da biologia que tratam do estudo de doenças hereditárias humanas. Aplicando os postulados descritos na teoria da hereditariedade dos cromossomos de Morgan, definiremos um algoritmo que responde à questão de como resolver problemas em genética.
Casos de herança ligada ao sexo sãoum caso especial de transferência de genes que estão localizados no mesmo cromossomo. A distância que existe entre os genes em grupos de ligação é expressa como uma porcentagem - morganídeos. E a força da ligação entre esses genes é diretamente proporcional à distância. Portanto, o crossing-over ocorre com mais frequência entre genes que estão distantes uns dos outros. Vamos considerar o fenômeno da herança vinculada com mais detalhes. Mas, primeiro, vamos lembrar quais elementos da hereditariedade são responsáveis pelas características sexuais dos organismos.
No cariótipo humano, eles têm um específicoestrutura: no sexo feminino, são representados por dois cromossomos X idênticos, e no homem do par sexual, além do cromossomo X, existe também uma variante Y, que difere tanto na forma quanto no conjunto de genes. Isso significa que ele não é homólogo ao cromossomo X. Doenças humanas hereditárias, como hemofilia e daltonismo, surgem devido à "quebra" de genes individuais no cromossomo X. Por exemplo, o nascimento dessa prole é possível a partir do casamento de um portador de hemofilia com um homem saudável.
O acima é o curso do cruzamento genéticoconfirma o fato de que o gene que controla a coagulação do sangue está ligado ao cromossomo X sexual. Essas informações científicas são utilizadas para ensinar aos alunos as técnicas de resolução de problemas genéticos. O grau 11 tem um programa de biologia, no qual seções como "genética", "medicina" e "genética humana" são examinadas em detalhes. Eles permitem que os alunos estudem doenças hereditárias humanas e saibam as razões pelas quais ocorrem.
Transferência de traços hereditários - processobem difícil. Os esquemas dados anteriormente tornam-se compreensíveis apenas se os alunos tiverem um conhecimento mínimo básico. É necessário porque fornece mecanismos que respondem à questão de como aprender a resolver problemas em biologia. A genética estuda as formas de interação dos genes. São polimerização, epistasia, complementaridade. Vamos falar sobre eles com mais detalhes.
Um exemplo de herança auditiva humana éilustração deste tipo de interação como complementaridade. A audição é controlada por dois pares de genes diferentes. O primeiro é responsável pelo desenvolvimento normal da cóclea da orelha interna e o segundo é responsável pelo funcionamento do nervo auditivo. Crianças com audição normal nascem em um casamento de pais surdos, cada um dos quais é um homozigoto recessivo para cada um dos dois pares de genes. Seu genótipo contém os dois genes dominantes que controlam o desenvolvimento normal do aparelho auditivo.
Este é um caso interessante de interação gênica, quandoem que a manifestação fenotípica de várias características ao mesmo tempo depende de um gene presente no genótipo. Por exemplo, no oeste do Paquistão, populações humanas de alguns representantes foram encontradas. Eles não têm glândulas sudoríparas em certas áreas do corpo. Ao mesmo tempo, essas pessoas foram diagnosticadas com ausência de alguns molares. Eles não podiam se formar durante a ontogenia.
Em animais, por exemplo, ovelhas karakul,o gene dominante W está presente, que controla a coloração do pelo e o desenvolvimento normal do estômago. Considere como o gene W é herdado quando dois indivíduos heterozigotos são cruzados. Acontece que em sua prole ¼ cordeiros com o genótipo WW morrem devido a anormalidades no desenvolvimento do estômago. Neste caso, ½ (com pelo cinza) são heterozigotos e viáveis, e ¼ são indivíduos com pelo preto e desenvolvimento estomacal normal (seu genótipo WW).
Ação de múltiplos genes, polihíbridoos cruzamentos, o fenômeno da herança ligada, servem como prova indiscutível do fato de que o conjunto de genes em nosso corpo é um sistema integral, embora seja representado por alelos individuais de genes. Podem ser herdados de acordo com as leis de Mendel, de forma independente ou por loci, vinculados, obedecendo aos postulados da teoria de Morgan. Considerando as regras responsáveis por resolver problemas em genética, garantimos que o fenótipo de qualquer organismo se forma sob a influência de genes alélicos e não alélicos que afetam o desenvolvimento de uma ou mais características.
