Esė apie genetiką: Gyvosios ląstelės paveldėtojas

Esė apie genetiką: Gyvosios ląstelės paveldėtojas!

Vienas iš svarbiausių gyvenimo aspektų yra jo gebėjimas ne tik nuolat ieškoti dinamiškos aplinkos būklės, bet ir sukurti nepaprastai ištikimas jo kopijas daugybei kartų.

Šiandien daugelis augalų ir gyvūnų egzistuoja beveik identiškoje formoje prieš jų protėvius prieš tūkstančius metų. Atrodo, kad daugelis dabartinių rūšių gyvybių primena prieš kelis tūkstančius metų protėvius, o ne dviem egzemplioriais. Cro-Magnon vyras, prieš 25 000 metų, fiziškai mažai skyrėsi nuo šiuolaikinio žmogaus.

Paveldėtojai:

Gyvų ląstelių branduoliuose yra mažų strypų, tokių kaip struktūros poromis, chromosomos (taip pavadintos dėl jų gebėjimo absorbuoti tam tikrus dažiklius). Šie du rinkiniai egzamino metu yra identiški arba beveik tokie. Nors ląstelės chromosomos gali labai skirtis nuo dydžio ir formos, kiekvienos chromosomos „mate“ bus maždaug tokio paties dydžio ir formos. Kai reprodukcija yra seksuali, vienas rinkinys atstovauja tėvo paveldėjimui; kitas nustatė paveldėjimą iš motinos. Gyvų ląstelių chromosomų skaičius skirtingose ​​gyvūnų ar augalų rūšyse skiriasi. Žmonėse yra dvidešimt trys poros.

Chromosomos atlieka „Schrodinger“ vadinamą „kodų scenarijų“. Šis kodų scenarijus nukreipia organizmo vystymąsi nuo to momento, kai kiaušinis yra apvaisintas iki suaugusios valstybės, o pagrindiniais būdais reguliuoja biologinį organizmo veikimą per visą gyvenimą.

Norint naudoti labai pernelyg supaprastintą ir pernelyg mechaninę analogiją, galėtume pasakyti, kad paveldimumo chromosomų nešėjai veikia kaip perforuotos juostos ar kortelės, kurios tiekiamos į elektronines kompiuterines mašinas. Jie sukelia mašiną eiti per daugybę nuspėjamų žingsnių. Ši analogija būtų išsamesnė, jei vienas iš procesų, sukeltų kompiuteryje, būtų atitinkamos mašinos kopijavimas, turintis identišką perforuotų juostų ar kortelių rinkinį.

„Prokuruotas“ kopijavimo aparatas tada įsitrauktų į tuos pačius procesus, savęs dubliavimą ir visus - ir tai tęstų neribotą laiką. Kad analogija būtų tobula, kompiuterio atkūrimui reikės dviejų tėvų kompiuterių, „vyrų“ ir „moterų“ funkcijų, kurių kiekvienas prisidėtų prie savo pačių perforuotų juostų ar kortelių, kurios veiktų kartu nukreipti palikuonių funkcionavimą.

Iki pastarojo dešimtmečio biologai manė, kad specifinę organizmo ypatybę reguliuoja specifinis chromosomos regionas arba suderinta chromosomų pora. Šis regionas buvo vadinamas genu. Iki 1953 m. Biologai suvokė geną kaip labai sudėtingą baltymų molekulę. Tačiau genų teorija vėlyvaisiais metais patyrė revoliuciją.

Pirma, buvo nustatyta, kad cheminis paveldimų bruožų nešiklis nėra baltymas, bet cheminė, deoksiribonukleino rūgštis - trumpalaikė DNR, kuri yra centruojama ląstelių branduoliuose. Ribonukleino rūgštis (RNR) - beveik DNR kopija - iš ląstelių branduolių persikelia į ląstelių citoplazmą arba išorinius sluoksnius. Taigi, RNR perduoda koduotą paveldimą DNR informaciją kitiems audiniams.

Chromosomos sudaro daugiausia DNR molekulės. DNR, naudodama savo „partnerių chemijos“ RNR, turi unikalią galimybę atkurti save vienodai, kai jos aplinkoje yra būtinų žaliavų. Tačiau chromosomų genų dubliavimas jokiu būdu nėra vienintelė DNR funkcija.

Paryžiaus Pasteur instituto Andrejus Lwoffo, Jacques Monod ir Francois Jacob'o darbais, nustatyta, kad, įvedus svetimkūnį į ląstelę, ji skatina ląstelės DNR gaminti tiksliai fermentą, reikalingą konvertuoti cheminę formą, kurią ląstelės gali panaudoti vystytis ir daugintis.

Taigi tam tikra prasme pagrindinė genų funkcija gali būti įjungta arba išjungta - jie gali atlikti kitas užduotis, išskyrus tik paveldimų savybių perdavimą. Moksliniai tyrimai tęsiasi ir, kaip matyti iš šio rašto, atrodo akivaizdu, kad mes dar mažai žinome apie DNR funkcijas. Vis dėlto akivaizdu, kad ji tarnauja kaip „ląstelėje esanti smegenis“ (norint naudoti neapdorotą analogiją), kurių visas poveikis verčia mus iš esmės peržiūrėti mūsų ląstelių sampratą ir galbūt paties gyvenimo pobūdį.

Antras svarbus atradimas buvo tas, kad chromosomoje esančios DNR molekulės paprastai neveikia vienas nuo kito. Jie linkę dirbti komandose ta prasme, kad vieno veikimas veikia kitų veikimą. Viena institucija chromosomą suvokia kaip „laukų hierarchiją“, o ne dalelių rinkinį. Geno koncepcija vis dar yra naudinga, bet dabar atrodo, kad geriausia galvoti apie geną kaip chromosomos regiono funkciją, o ne kaip konkrečią dalelę.

Kaip matėme, kūno ląstelėse atsiranda chromosomų suderintose porose. Matyt, jų funkcijos - genai - taip pat vyksta suderintose porose, viena iš kiekvienos poros yra susijusi su viena chromosoma, jos draugas su suderinta chromosoma. Kai sakome, kad paveldima savybė, kaip antai odos spalva, yra valdoma genų grupe, mes iš tikrųjų reiškia geno grupių porą.

Tačiau įprasta, kad vienas geno pora arba geno grupės pora yra recesyvinis; tai yra, kai suporuojama su dominuojančiu genu arba genų grupe, ji nesukuria savo savybių, kurios yra matomos gautoje kūno struktūroje. Taigi, kai rudų akių genas yra suporuotas su mėlynų akių genu, vyrauja rudų akių genas. Kad žmogus turėtų mėlynas akis, jis turi nešiotis du recesyvinius mėlynus genus.

Akių spalva yra viena iš nedaugelio žmogaus charakteristikų, kurias akivaizdžiai valdo vienas geno pora. Kitos tokios savybės apima kraujo tipą, albinizmą ir „skonio aklumą“ tam tikroms cheminėms medžiagoms. Tokiais atvejais, jei žinome vyrų ir moterų genetinę istoriją praėjus kelioms kartoms, mes galime labai tiksliai prognozuoti jų vaikų, galinčių turėti tam tikrą bruožą, dalį. Toks paveldėjimo būdas atitinka Mendelio principus, ty Gregoro, Mendelio (1822-1884) formuluotus paveldimumo principus. Tokiu būdu paveldėtos savybės yra „aiškios“, ty jos visiškai arba visiškai nepastebimos.

Tačiau daug labiau paplitęs tarp žmonių yra paveldėtos savybės, kurios yra maišymo, ty genų komandos sąveikos, rezultatas. Šios charakteristikos neatitinka visų ar nei vieno principo; jie pasirodo kaip kontinuumo taškas. Geri žmonių pavyzdžiai yra ūgis, odos spalva ir polinkis į tam tikras ligas. Labai sunku prognozuoti maišymo rezultatus; pavyzdžiui, net jei mes žinome kūdikio protėvių odos spalvas, kelioms kartoms vis dar nebūtų saugu prognozuoti kūdikio spalvą prieš jo gimimą.

Žinoma, dėl būdų, kuriais aplinkos veiksniai, atrodo, gali paveikti fizinius bruožus, niekada nėra saugūs prognozuojant, kad tam tikras paveldimas bruožas atsiras suaugusiems palikuonims. Šis reiškinys yra pakankamai svarbus, kad jį būtų galima išsamiau ištirti.

Organo genų modelis vadinamas organizmo genotipu, jo vidine chromosoma struktūra. Genotipas reguliuoja tai, ką organizmas gali tapti tam tikroje aplinkoje, ir taip pat nustato paveldimas savybes, kurias organizmas gali perduoti savo palikuonims (nors, jei reprodukcija yra heteroseksuali, palikuonių genotipas, žinoma, yra abiejų tėvo genotipo produktas). ir motina).

Išorinė organizmo išvaizda vadinama jos fenotipu. Atrodo, kad fenotipas visada yra jo genotipinio ir aplinkos poveikio rezultatas. Fenotipai gali labai skirtis, net jei genotipai lieka nepakitę. Pavyzdžiui, kai Azijos gavėjai persikelia į Jungtines Valstijas, jų vaikai (jei jie auginami šioje šalyje) yra linkę būti didesni nei tėvai ir jų vaikaičiai, kurie vis dar yra didesni. Tai reiškia fenotipo pasikeitimą, bet nebūtinai genotipo pasikeitimą. Geresnis maitinimas gali padidinti būsimų kartų dydį, mažiausiai nepakeisdamas jų paveldimo potencialo. Priešingai, du asmenys gali turėti tą patį fenotipą tam tikram bruožui, tačiau skiriasi genotipu.

Šiuolaikiniai genetikai yra linkę duoti mažesnį svorį nei jų pirmtakai genotipo įtakai. Be abejo, genetinis paveldėjimas lemia gerą suaugusiojo, kurį asmuo taps, rūšį, bet faktas yra tai, kad nežinome, koks yra genotipo vaidmuo nustatant fenotipą. Mokslininkai diskutavo, ką jie vadino gamtos puoselėjimo problema.

Klausimas galėtų būti formuluojamas taip: Kokios organizmo savybės yra fizinio paveldėjimo produktai, kurie yra aplinkos poveikio produktai? Tačiau šiuolaikiniai mokslininkai iš esmės atsisakė diskusijų šiuo klausimu; daugelis sako, kad, kadangi mes neturime tinkamų priemonių faktams nustatyti, tokios diskusijos tęsimas yra beprasmis.

Geriausi genetinio paveldo poveikio tyrimai yra tie patys dvyniai. Kadangi identiški dvyniai atsiranda suskaidant vieną apvaisintą kiaušinį, tikriausiai jie turi identiškus genus. Todėl, atsižvelgiant į paveldimumą, dviejose dvynėse turi būti nustatyta tokia pati forma, žinoma, atsižvelgiant į tokius aplinkos pokyčius, kurie galėjo įvykti.

Tiesa, kad identiški dvyniai paprastai atrodo labai panašūs, kartais iki to amžiaus, kai jų tėvai vargu ar gali juos atskirti. Tačiau tai nereiškia, kad jie būtinai yra panašūs ir kitais atžvilgiais.

Pagal vieną tyrimą, identiškų dvynių, kurie buvo auginami kartu, IQ skirtumas yra 3, 1 balo; brolių dvyniai, auginami kartu, 8, 5 balo. Tačiau valdžios institucijos nurodo, kad identiški dvigubi tyrimai nereiškia daug. Dauguma dvynių tyrimų apima dvynius, auginamus kartu, ir identiški dvyniai turi panašesnę aplinką nei ne dvynių broliai ir seserys. Jie glaudžiai bendradarbiauja tarpusavyje ir ateina matyti pasaulį aplink juos beveik vienodomis sąlygomis. Be to, jie paprastai turi tą pačią mitybą ir medicininę priežiūrą.

Pats tinkamiausias tyrimas, susijęs su gamtos ugdymosi prieštaravimais, yra vienodų dvynių, kurie buvo atskirti kūdikystėje ir auginami ne vieni su kitais, ir skirtingose ​​aplinkose. Tokiomis sąlygomis dvyniai yra mažiau panašūs; pavyzdžiui, vidutinis IQ balų skirtumas dvigubai didesnis už identišką rezultatą! Laimės, auginamos kartu. Tačiau iki šiol buvo ištirtas nepakankamas skaičius identiškų dvynių, išskirtų skirtingose ​​aplinkose, kad būtų galima mums pasakyti, kad yra daug. Mes lieka saugesni, kai atsisakome pasakyti, kad kai kurie bruožai yra paveldimi ir kiti yra įgyti. Atrodo, kad visi fiziniai bruožai yra abiejų poveikių mišinys.

Ar asmenybės bruožai paveldėti?

Šis klausimas yra paprastas atsakymas: Nėra įrodymų! Akivaizdu, kad kai kurie asmenybės bruožai reguliariai atsiranda vienoje šeimos linijoje, o ne kitoje. Didelė šeimos narių dalis gali būti neįprastai energinga arba neįprastai tingi, neįprastai jaudinantys arba neįprastai flegmatiniai, neįprastai greiti ar neįprastai lėtai pykti, neįprastai įsimylėję ar neįprastai šalti.

Tačiau dažnas tam tikros asmenybės bruožo atsiradimas tam tikroje šeimos linijoje yra lengvai paaiškinamas dėl socialinio ar kultūrinio paveldėjimo. Johnas Jr. gali būti greitas, nes jis pastebėjo, kad daugeliu atvejų Johnas lygiai taip pat greitai pasireiškia norimais rezultatais.

Kai taip atsitinka, asmenybės bruožas yra išmoko ir nėra paveldėtas genetiškai. Kiek mes žinome, visi asmenybės bruožai yra išmokti. Tačiau neturime įtikinamų įrodymų, kad tai tiesa; jei kada nors sužinome, kaip atlikti prasmingus tyrimus šioje srityje, galime pastebėti, kad kai kurie asmenybės bruožai turi genetinį pagrindą.

Kai kurie žmonės yra tai, ką mes vadiname „didele įtempta“; jie yra neįprastai jautrūs ir lengvai nusiminę. Šis konkretus asmenybės tipas gali būti iš dalies tam tikro genų modelio produktas. Bet mes nežinome, kad taip yra.

Kai kas nors sako, kad Marija, kuri buvo pagrobta „nuoširdžiai“, paprastai reiškia, kad ji paveldėjo tendenciją, kuri anksčiau atsirado šeimoje - galbūt Marijos teta Maude taip pat buvo parduotuvė. Tokio elgesio priskyrimas paveldėjimui yra gerokai didesnis už įrodymus.

Išmintingiausias mokytojo kandidatas yra tai, kad fizinis paveldėjimas savaime yra labai svarbus. Tai yra, kaip mokytojai, mes galime gauti keletą patarimų, kaip elgtis su vaiku ar jaunimu iš žinios apie savo genetinę makiažą, net jei turime tokių žinių. Ypač svarbu yra vaiko gebėjimas save pakeisti per sąveiką su aplinka. Visi, išskyrus beviltiškai defektus, turi tokį pajėgumą.

Rasė ir genetika:

Šiuolaikinė genetika padeda mums geriau suprasti, kas yra rasė ir kaip rasės skiriasi. Šiuo atžvilgiu svarbiausia yra dvi genų charakteristikos. Viena ypatybė yra ta, kad tam tikros DNR molekulės arba tokių molekulių bendradarbiaujančios grupės (genų komanda) funkcija išlieka stabili neribotą laiką.

Mutacijos, kurios bus aptartos kitame skyriuje, vyksta; bet, ribojančios mutacijos, genų funkcijos nepasikeičia. Taigi, genas, kuris gamina rudos akys, ir toliau darys neribotą laiką. Be to, kiek žinome, tokio geno molekulinė struktūra yra tokia pati, ar asmuo yra negro, švedas ar polinezietis.

Antroji genų charakteristika yra ta, kad jie gali skirtis savarankiškai. Pirmą kartą manant, šis teiginys gali prieštarauti ankstesniam teiginiui, kad dauguma fizinių bruožų yra genų grupių produktai ir kad chromosoma gali būti geriau suprantama kaip „jėgų laukas“ su labai sudėtingomis sąveikos lelijomis.

Tačiau, jei laikome nepriklausomą genų variaciją kaip santykinį - tai yra ne visiškai nepriklausomą, bet santykinai -, nėra prieštaravimų. Dėl šio antrojo genų požymio gali atsirasti aukštų auglių sukeliančių genų asmenims, turintiems juodos arba baltos odos, siauros ar plačios nosies, šviesios arba tamsūs plaukai, mėlynos arba rudos akys. Taigi bet koks paveldimas bruožas gali atsirasti kartu su bet kuriuo kitu bruožu.

Šie du genetiniai principai reiškia reikšmę šiai rasės apibrėžčiai: „Rasės yra populiacijos, kurios skiriasi, palyginti su kai kurių jų genų santykiu.“ Taigi, tam tikroje rasėje tam tikras bruožas, pavyzdžiui, aukštis, gali pasireikšti dažniau nei kita rasė. Tam tikras odos atspalvis gali būti labiau paplitęs vienoje rasėje nei kitoje.

Tai nereiškia, kad genai, galintys gaminti bruožus, kurie visiškai skiriasi nuo įprastų, nėra lenktynėse; tai reiškia, kad yra „daugumos bruožų“, kurie yra pakankamai bendri, kad dauguma lenktynių narių būtų skirtingi nuo daugelio kitų rasių narių.

Ši apibrėžtis nėra sudėtinga, nes vis dar kyla problemų sprendžiant, kokie bruožai naudojami apibrėžiant konkrečią rasę. Jei mes naudojame tik vieną savybę, pvz., Odos spalvą, ir manome, kad kiekvienas, turintis juodą odą, priklauso „juodajai rasei“, turime įtraukti žmones, kurie labai skiriasi vienas nuo kito kitomis savybėmis (pvz., Azijos indėnai, melanezai ir Afrikiečiai).

Todėl būtina naudoti kelis bruožus, kurie yra lengvai matuojami ir kurie dažniausiai pasireiškia kartu. Antropologai naudojo odos spalvą, plaukų spalvą ir tekstūrą, akių spalvą, galvos formą ir augimą. Šiuo metu naudojamos klasifikacinės schemos paprastai siūlo tris pagrindines rasines ar rasines: Kaukazoidą, Negroidą ir Mongoloidą.

Šiame kontekste galima identifikuoti kelis šimtus skirtingų rasių, pvz., Šiaurės, Alpių, Viduržemio jūros, Armenoido, Hindi ir kt. Kadangi šiuo metu dažniausiai žmonių klasifikavimui naudojama bazė yra savavališka, ir kadangi rasinis maišymas akivaizdžiai įvyko nuo pirmųjų išskirtinių rasių kūrimo, galime tik daryti išvadą, kad rasės sąvoka nėra labai prasminga. Dunn ir Dobzhansky žodžiai. „Kai sakome, kad dvi populiacijos yra rasiškai skirtingos, mes nesakome labai daug“.

Kultūriniai skirtumai tarp rasių gali būti labai skirtingi, tačiau tai yra mokymosi, o ne biologinio skirtumo produktas. Niekas dar negalėjo pateikti moksliškai pagrįstų įrodymų, kad viena rasė yra pranašesnė už kitą, bet kokiu būdu, kuris, mūsų manymu, yra svarbus.

Kai kurios rasės yra fiziškai stipresnės už kitas, kai kurios gali atlaikyti geriau nei kitos, kai kurios gali atlaikyti šilumą geriau nei kiti, tačiau tai yra palyginti nedideli dalykai. Nėra jokių įrodymų, kad bet kokia rasė turi geresnius gebėjimus protingai elgtis ar moralę.

Nors kultūriniai skirtumai kai kuriose vietose gali nulemti rasinę santuoką, nėra jokios žinomos biologinės žalos, kurią gali sukelti rasinis mišinys. Priešingai, patirtis, susijusi su hibridizacija augalų ir gyvūnų karalystėje, rodo, kad hibridinis kamienas gali būti biologiškai geresnis, ty stipresnis ir energingesnis, nei pagrindinės veislės.

Daugelis socialinių mokslininkų mano, kad galiausiai plačiai paplitusi rasinė santuoka ne tik atsiras, bet ir bus vienintelis galutinis rasinės išankstinio nusistatymo problemos sprendimas.

Pagrindinis rasinės pamokos, kurias šiuolaikinė genetika turi būsimiems mokytojams, yra tai, kad nėra žinomų biologinių ribų, kurios užkerta kelią vienai rasei išmokti kitų rasių. Tačiau kultūriniai apribojimai gali būti gana rimti ir gali prireikti kartų kartoms įveikti.

Mokytojai turėtų pripažinti, kad dėl kultūrinės fono kai kurios lenktynės paprastai pralenkia kitas vidutinėje amerikiečių klasėje. Pavyzdžiui, autoriai gyvena bendruomenėje, kurioje yra gana didelis Kinijos ir Amerikos gyventojų skaičius, o kinų vaikai ir jaunimas paprastai yra „aukšti atlikėjai“ akademiniuose dalykuose. Kultūrinė prizų stipendijos tradicija, kuri tęsiasi tūkstančius metų, neabejotinai paaiškina Kinijos veiklą.