Ģenētika ir būtiska dzīvnieku izpratnei. Mēs runājam par aizraujošu un sarežģītu zinātni, kas ir atbildīga par dzīvo būtņu iedzimto īpašību izpēti. Bez ģenētikas nebūtu bijis iespējams atšifrēt tik svarīgus jēdzienus kā evolūcija.
Kā rakstzīmes tiek mantotas no paaudzes paaudzē? Kas ir gēni un kā tie izpaužas? Turpmākajās rindās mēs atbildam uz šiem un daudziem citiem jautājumiem.
DNS: dzīvības pamatmolekula
Kā mēs jau teicām iepriekšējās rindās, ģenētika ir zinātne, kas apraksta, kā bioloģiskā mantošana tiek pārnesta no paaudzes paaudzē caur DNS.
DNS ir molekula, kas tiek uzskatīta par ģenētiskā mantojuma un līdz ar to arī pašas dzīves pamatu. Tā ir ļoti gara divkārša nukleīnskābju ķēde, kas atrodas katrā dzīvnieka šūnā un nosaka tās funkciju un īpašības.
DNS satur informāciju, kas nepieciešama turpmākai gēnu ekspresijai. Gēnu ekspresija dzīvniekiem var būt jebkura to īpašība: tādu struktūru klātbūtne kā ragi, mati, acis un daudzas citas morfoloģiskas iezīmes.
Kā DNS izsaka savu ģenētisko informāciju dzīvniekiem?
Kā mēs esam paskaidrojuši, DNS sastāv no garām nukleīnskābju ķēdēm. Tie ir vienādi, izņemot vienu reģionu, ko sauc par slāpekļa bāzi, kas var būt adenīns (A), guanīns (G), timīns (T) vai citozīns (C). Slāpekļa bāzu secība rada tā saukto ģenētisko kodu, kas nosaka dzīvnieku īpašības.
Ik pēc trim slāpekļa bāzu pāriem, kas pazīstami kā kodoni, kods citai aminoskābei. Aminoskābes ir "celtniecības bloki", no kuriem tiek ražoti proteīni. Tāpēc olbaltumvielas ir gēnu ekspresijas galvenais mērķis un arī dzīvnieku ārējo raksturu pamats.
Proteīna veidošanās shēma ribosomā. Katrs kodons kodē citu aminoskābi.
Hromosomas
Bet kādas tad ir slavenās hromosomas? Hromosoma ir tikai viena no kondensētajām DNS molekulām, kas atrodamas katras šūnas kodolā. Cilvēkiem ir 23 pāri, tas ir, kopā 46. Vairāk vai mazāk hromosomu var būt slimības avots, piemēram, slavenais Dauna sindroms.
Kā jau iepriekš teicām, lielākā daļa dzīvnieku ir diploīdi, tas ir, katras šūnas kodolā mums ir divas ģenētiskā materiāla kopijas - divi homologo hromosomu komplekti. Šīs kopijas tiek mantotas viena no mātes, bet otra - no tēva.
Tas ir svarīgi, jo atkarībā no tā, kā šīs kopijas attiecas uz konkrētu alēli - katru no izpausmēm, ko gēns var iegūt - indivīds var būt:
- Homozigots, ja abi eksemplāri ir vienādi.
- Heterozigots, ja katra alēle ir atšķirīga. Šajā gadījumā dominējošā alēle tiks izteikta dzīvniekā, kā mēs paskaidrosim nākamajā sadaļā.
Ģenētikas sākums: Mendela zirņi
Līdz pat deviņpadsmitajam gadsimtam priekšstats, ka dzīvo būtņu raksturi ir iedzimti, bija intuitīvs, taču nebija skaidrs, kāpēc un kā tas darbojas. Piemēram, bija zināms, ka mājdzīvnieki pārmanto noteiktas īpašības, piemēram, matu krāsu vai noteiktu struktūru lielumu.
1865. gadā čehu mūks Gregors Mendels sāka eksperimentēt ar zirņu šķirnēm izpētīt rakstzīmju pārraides veidu. Tas, bez šaubām, bija ģenētisko pētījumu sākotnējais pamats.
Šķērsojot dzeltenos zirņus ar zaļajiem zirņiem, viņš cerēja iegūt zirņus ar dzeltenzaļās krāsas maisījumu. Tomēr, par pārsteigumu, viņš pēcnācēju paaudzēs novēroja noteiktu daļu zaļo zirnīšu un noteiktu dzelteno zirņu daļu.
Pateicoties šiem eksperimentiem, mūks formulēja tā sauktos Mendela likumus, klasiskās ģenētikas pamatus, kurus mēs iepazīstināsim nākamajā sadaļā.
Mendela likumi
Mendela likumi ļoti vienkāršā, bet patiesā veidā izskaidro dzīvo būtņu raksturu mantojumu. Mēs jums pastāstīsim par tām dažās rindās:
- Pirmais likums vai vienveidības princips: "Šķērsojot divus tīrasiņu indivīdus, iegūtie hibrīdi ir vienādi." Divu homozigotu indivīdu, viens no tiem dominējošā (AA) un otra recesīvā (aa), šķērsošana rada tikai heterozigotus indivīdus (Aa) ar tādu pašu fenotipu -rakstura ārējais izskats-.
Dzīvniekiem mēs varam domāt par krēmkrāsas zirgu (AA) un citu melnu krāsu (aa), kas ir homozigoti. Šķērsojot tos, visi viņu pēcnācēji būs Aa, kas rakstura dominējošā stāvokļa dēļ parādīs krēmkrāsu. Šī informācija ir ļoti svarīga, piemēram, izvēloties noteiktu suņu šķirņu audzēšanu.
- Otrais likums vai segregācijas princips: "Daži indivīdi spēj pārraidīt raksturu, kaut arī tas viņos nav izpaužas."
Šoreiz šķērsojām ķēvi un krēmkrāsas zirgu, bet abi heterozigoti (Aa). Iegūtie pēcnācēji būs krēmkrāsas un melnas krāsas kumeļi, ar attiecību trīs pret vienu, jo daži kumeļi mantos abas recesīvās kopijas ar varbūtību 25%.
Tādējādi 3/4 pēcnācēju būs krēms, bet pārējā 1/4 daļa būs melnā krāsā. Šajā gadījumā mēs varam redzēt, kā vecāki neizteica melnās krāsas gēnu, bet abi bija tās nesēji.
- Trešais likums vai neatkarīgas apvienošanas princips: ja ņem vērā divas rakstzīmes, tās tiek nodotas pēcnācējiem neatkarīgi, nesaistoties.
Pirmie divi Mendela likumi ir apkopoti diagrammā.
Kā mēs redzējām rakstā, ģenētika ir ļoti svarīga zinātne, kas ļauj mums zināt dzīvās būtnes un izskaidrot rakstzīmju pārraidi visā sugu evolūcijas vēsturē. Katrs Dzīvnieka morfoloģisko raksturu nosaka vide un tā genotips.
