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青い目を持つ親と茶色の目を持つ親が子孫に目の色の遺伝子を引き継ぐとき、これは遺伝の例です。
子供は親からデオキシリボ核酸（DNA）から成る遺伝子を受け継ぎ、青い目または茶色の目を持っている可能性があります。しかし、遺伝学は複雑であり、複数の遺伝子が目の色の原因となっています。
同様に、多くの遺伝子が髪の色や身長などの他の特性を決定します。
生物学における遺伝の定義
遺伝とは、両親がどのように形質を子孫に伝えるかに関する研究です 遺伝学。遺伝に関する多くの理論が存在し、遺伝の一般的な概念は、人々が細胞を完全に理解する前に現れました。
しかし、現代の遺伝と遺伝学は新しい分野です。
遺伝子研究の基礎は1850年代および19世紀を通じて登場しましたが、20世紀初頭までほとんど無視されていました。
人間の特性と遺伝
人間の特性は、個人を識別する特定の特性です。両親は遺伝子を介してこれらを伝えます。識別しやすい人間の特徴には、身長、目の色、髪の色、髪の種類、耳たぶの付着、舌の回転などがあります。比較するとき 一般的な特徴と珍しい特徴、あなたは通常優性と劣性の特性を見ています。
たとえば、茶色の髪のような支配的な特性は人口でより一般的であり、一方、赤い髪のような劣性の特性はあまり一般的ではありません。ただし、すべての支配的な特性が共通しているわけではありません。
遺伝学を勉強するなら、DNAとの関係を理解する必要があります 遺伝する 特性.
ほとんどの生物の細胞には、遺伝子を構成する物質であるDNAがあります。細胞が繁殖すると、DNA分子または遺伝情報を次世代に伝えることができます。たとえば、あなたの細胞には、金髪か黒髪かを決定する遺伝物質があります。
遺伝子型は細胞内の遺伝子であり、表現型は目に見える物理的特性であり、遺伝子と環境の両方の影響を受けます。
遺伝子にはばらつきがあるため、DNA配列は異なります。 遺伝的変異 人々をユニークにし、それは自然選択において重要な概念です。なぜなら、好ましい特性は生き残り、伝染する可能性が高いからです。
一卵性双生児は同じDNAを持っていますが、遺伝子発現は異なる場合があります。片方の双子が他の双子よりも多くの栄養を摂取している場合、同じ遺伝子を持っているにもかかわらず背が高い可能性があります。
遺伝の歴史
当初、人々は生殖の観点から遺伝を理解していました。彼らは、花粉や植物の雌しべが人間の卵や精子に似ているなどの基本的な概念を見つけ出しました。
植物や他の種の交配種交配にもかかわらず、遺伝学は謎のままでした。長年にわたり、彼らは血液が遺伝を伝播すると信じていました。チャールズダーウィンでさえ、血が遺伝の原因であると考えていました。
1700年代、Carolus LinnaeusとJosef GottliebKölreuterは、異なる植物種の交配について書き、ハイブリッドが中間的な特性を持っていることを発見しました。
1860年代のグレゴールメンデルの研究は、 ハイブリッドクロス そして 継承。彼は確立された理論に反論したが、彼の作品は出版時には完全に理解されていなかった。
Erich Tschermak von Seysenegg、Hugo de Vries、およびCarl Erich Corrensは、20世紀初頭にメンデルの作品を再発見しました。これらの科学者はそれぞれ植物ハイブリッドを研究し、同様の結論に達しました。
遺伝と遺伝学
遺伝学は生物学的遺伝の研究であり、 グレゴール・メンデル 父親と見なされます。彼はエンドウ植物を研究することにより、遺伝の重要な概念を確立しました。遺伝性要素は遺伝子であり、形質は花の色などの特定の特性です。
しばしばメンデル遺伝と呼ばれ、彼の発見は遺伝子と形質の関係を確立しました。
メンデルは、エンドウ植物の7つの特性に焦点を合わせました。高さ、花の色、エンドウの色、エンドウの形、鞘の形、鞘の色、花の位置。エンドウは、生殖周期が速く、成長しやすいため、良い被験者でした。エンドウの純粋品種系統を確立した後、彼はそれらを交配してハイブリッドを作ることができました。
彼は、鞘の形のような形質は遺伝性の要素または遺伝子であると結論付けました。
遺伝の種類
対立遺伝子は、遺伝子のさまざまな形です。突然変異などの遺伝的変異は、対立遺伝子の作成に関与します。 DNA塩基対の違いは、機能や表現型を変えることもあります。対立遺伝子に関するメンデルスの結論は、2つの主要な相続法の基礎となりました。 分離の法則 そしてその 独立品揃えの法則.
分離の法則は、配偶子が形成されると対立遺伝子のペアが分離すると述べています。独立した品揃えの法則は、異なる遺伝子からの対立遺伝子が独立して分類されると述べています。
対立遺伝子は、優性型または劣性型のいずれかで存在します。 優性対立遺伝子 表現されるか目に見える。たとえば、茶色の目が支配的です。一方、 劣性対立遺伝子 常に表現または表示されるとは限りません。たとえば、青い目は劣性です。人が青い目を持つためには、その人は2つの対立遺伝子を継承しなければなりません。
支配的な特性は、集団で常に一般的ではないことに注意することが重要です。この例としては、ハンチントン病などの特定の遺伝病があります。これは、支配的な対立遺伝子によって引き起こされますが、人口では一般的ではありません。
対立遺伝子にはさまざまな種類があるため、一部の生物には、単一の特性に対して2つの対立遺伝子があります。 ホモ接合 1つの遺伝子に対して2つの同一の対立遺伝子があることを意味し、 ヘテロ接合 遺伝子には2つの異なる対立遺伝子があることを意味します。メンデルがエンドウ植物を研究したとき、彼は2 世代（孫）の表現型は常に3：1の比率でした。
これは、優性形質が劣性形質よりも3倍頻繁に現れたことを意味します。
遺伝の例
プネットの正方形 ホモ接合体とヘテロ接合体の交配、およびヘテロ接合体とヘテロ接合体の交配を理解するのに役立ちます。ただし、複雑さのために、すべてのクロスがPunnett正方形を使用して計算できるわけではありません。
Reginald C. Punnettにちなんで名付けられたこの図は、子孫の表現型と遺伝子型の予測に役立ちます。四角は、特定の交配の確率を示しています。
メンデルの全体的な調査結果は、遺伝子が遺伝を伝達することを示しました。各親は、自分の遺伝子の半分を子孫に移します。親は、異なる子孫に異なる遺伝子セットを与えることもできます。たとえば、一卵性双生児は同じDNAを持っていますが、兄弟はそうではありません。
非メンデリアン継承
メンデルの研究は正確だが単純化されていたため、現代の遺伝学はより多くの答えを見つけました。第一に、特性は常に単一の遺伝子に由来するとは限りません。複数の遺伝子制御 多遺伝子形質、髪の色、目の色、肌の色など。これは、複数の遺伝子が茶色または黒髪を持つ原因であることを意味します。
1つの遺伝子が複数の特性に影響を与える可能性もあります。これは 多面的、遺伝子は無関係な形質を制御する可能性があります。場合によっては、多面発現性は遺伝性の疾患や障害に関連しています。たとえば、鎌状赤血球貧血は、赤血球を三日月型にすることで赤血球に影響を与える遺伝性の遺伝性疾患です。
赤血球に影響を及ぼすことに加えて、この障害は血流や他の臓器にも影響を及ぼします。これは、複数の特性に影響を与えることを意味します。
メンデルは、各遺伝子には2つの対立遺伝子しかないと考えていました。ただし、遺伝子にはさまざまな対立遺伝子が存在する場合があります。複数の対立遺伝子が1つの遺伝子を制御できます。この例は、ウサギの毛色です。別の例は、人間のABO血液型グループシステムです。血液には3つの対立遺伝子があります。A、B、Oです。AとBはOよりも支配的であるため、共優性です。
その他の継承パターン
完全な支配は、メンデルが説明したパターンです。彼は、一方の対立遺伝子が優勢であり、もう一方の対立遺伝子が劣性であるのを見ました。支配的な対立遺伝子は発現されていたため目に見えた。エンドウ植物の種子の形状は、完全な優勢の一例です。丸い種子の対立遺伝子はしわのある対立遺伝子よりも支配的です。
しかし、遺伝学はより複雑であり、完全な支配が常に起こるわけではありません。
に 不完全な支配、1つの対立遺伝子が完全に支配的ではありません。キンギョソウは、不完全な支配の典型的な例です。これは、子孫の表現型が2つの親の表現型の間にあるように見えることを意味します。白いキンギョソウと赤いキンギョソウが繁殖するとき、彼らはピンクのキンギョソウを持つことができます。これらのピンクのキンギョソウを渡ると、結果は赤、白、ピンクになります。
に 共謀、両方の対立遺伝子は同等に表現されます。たとえば、いくつかの花は異なる色を混ぜることができます。赤い花と白い花は、赤と白の花びらが混ざった子孫を産みます。親の2つの表現型は両方とも表現されるため、子孫にはそれらを結合する3番目の表現型があります。
致死アレル
特定の十字架は致命的です。 A 致命的な対立遺伝子 生物を殺すことができます。 1900年代に、LucienCuenótは、黄色のマウスを茶色のマウスと交配すると、子孫が茶色と黄色であることを発見しました。
しかし、彼が2匹の黄色のネズミを渡したとき、子孫はメンデルが見つけた3：1の比率の代わりに2：1の比率を持っていました。 1つの茶色のマウスに対して2つの黄色のマウスがありました。
Cuenótは、黄色が支配的な色であることがわかったため、これらのマウスはヘテロ接合体でした。しかし、ヘテロ接合体の交配により繁殖したマウスの約4分の1は、胚期に死亡しました。これが、比率が3：1ではなく2：1であった理由です。
突然変異は致命的な遺伝子を引き起こす可能性があります。いくつかの生物は胚の段階で死ぬかもしれませんが、他の生物はこれらの遺伝子で何年も生きることができるかもしれません。人間は致死的な対立遺伝子を持つこともあり、いくつかの遺伝的障害がそれらに関連しています。
遺伝と環境
生物がどうなるかは、その遺伝と環境の両方に依存します。たとえば、フェニルケトン尿症（PKU）は、人々が遺伝する遺伝性疾患の1つです。 PKUは、身体がアミノ酸フェニルアラニンを処理できないため、知的障害やその他の問題を引き起こす可能性があります。
遺伝学だけを見ると、PKUのある人は常に知的障害を抱えることになるでしょう。しかし、新生児の早期発見のおかげで、人々は低蛋白食でPKUと一緒に暮らすことができ、深刻な健康問題を決して発症することはありません。
環境要因と遺伝学の両方を見ると、人の生き方が遺伝子発現にどのように影響するかを見ることができます。
アジサイは別の例です 環境への影響 遺伝子について。同じ遺伝子を持つ2つのアジサイ植物は、土壌のpHのために色が異なる場合があります。酸性土壌は青いアジサイを作り、アルカリ性土壌はピンクのアジサイを作ります。土壌の栄養素とミネラルも、これらの植物の色に影響を与えます。たとえば、青色のアジサイはこの色になるために土壌にアルミニウムが必要です。
メンデルスの貢献
グレゴール・メンデルスの研究はより多くの研究の基盤を作成しましたが、現代の遺伝学は彼の発見を拡大し、不完全な支配や共支配などの新しい遺伝パターンを発見しました。
見ることができる物理的特性に遺伝子がどのように関与しているかを理解することは、生物学の重要な側面です。遺伝病から植物育種まで、遺伝は人々が周囲の世界について尋ねる多くの質問を説明できます。