מורשת: בסיסים גנטיים, שיטות לימוד, דוגמאות - ביולוגיה - 2025

התורשתיות היא הנכס שמכיל מאפיין פנוטיפי למדידה של אוכלוסייה להיות משותף או בירושה דרך הגנוטיפ. באופן כללי, תכונה או אופי זה מועברים מהוריהם לצאצאיהם.

הביטוי הפנוטיפי (שתואם את התכונות הגלויות של אדם) בעל אופי תורשתי רגיש לסביבה בה מתפתחים הצאצאים, כך שהוא לא בהכרח יבוא לידי ביטוי באותו אופן כמו אצל ההורים.

דפוס ירושה של סוג דם בין הורים AB&O (מקור: AB & O_Regular Inheritance.PNG: משתמש: Dr.saptarshiderivative: Ksd5 באמצעות Wikimedia Commons)

באוכלוסיות של אורגניזמים ניסיוניים קל יחסית לקבוע מהן התכונות היבשות, מכיוון שניתן לראות את הביטוי לתכונה של הורה בצאצאים על ידי גידול הצאצאים באותה סביבה בה מתפתחים ההורים.

באוכלוסיות פראיות, לעומת זאת, קשה להבחין באילו תווים פנוטיפיים מועברים על ידי תורשה ואשר הם תוצר של תנאים סביבתיים משתנים, כלומר אלו שינויים אפיגנטיים.

קשה מאוד להבחין בכך ברוב התכונות הפנוטימיות באוכלוסיות אנושיות, שם הוצע כי המודלים הטובים ביותר למחקר הם זוגות תאומים זהים המופרדים בלידתם וגדלים באותה סביבה.

אחד המדענים הראשונים שחקרו את מורשתו היה גרגור מנדל. בניסוייו השיג מנדל קווי צמחי אפונה עם דמויות שעברו בירושה ובאו לידי ביטוי כמעט לחלוטין בין הורים לצאצאים.

בסיסים גנטיים לחקר מורשת

מורשת היא תוצאה של העברת גנים דרך גמטות (מהורים לצאצאים) דרך רבייה מינית. עם זאת, במהלך סינתזת ואיחוי של גרמיטים, מתרחשים שני קומבינציות שיכולות לשנות את הסידור ואת רצף הגנים הללו.

מדענים העובדים על זיהוי ניסיוני של תכונות מורשות עובדים עם קווים טהורים, איזוגניים לרוב המקומות (זהים גנטית), מכיוון שלאנשים מקווים טהורים יש אותו גנוטיפ בצורה הומוזיגית.

קווים איזוגניים מבטיחים כי הארכיטקטורה של הגנים בגרעין אינה משפיעה על הפנוטיפ הנצפה, שכן, למרות העובדה שאנשים יחידים חולקים את אותו גנוטיפ, על ידי שינוי מיקום הגנים בגרעין, וריאציות ב פנוטיפ.

עבור החוקרים, השגת קווים טהורים ואיזוגניים היא סוג של "ערובה" כי התכונות הפנוטיפיות המשותפות להורים וצאצאים הם תוצר של הגנוטיפ ולכן הם יורשים לחלוטין.

ירושה של מנדליאנית לתכונות צבע הפרווה בבקר (מקור: Sciencia58 דרך ויקימדיה Commons)

למרות העובדה שהפנוטיפ הוא תמיד תוצר של הגנוטיפ, חשוב לזכור כי למרות שלאנשים יש אותו סוג גנוטיפ, יתכן שזה יקרה שלא כל הגנים באים לידי ביטוי בפנוטיפ האמור.

הבטחת ביטוי של גנים הוא מחקר מורכב מאוד, מכיוון שהביטוי שלהם עשוי להיות שונה לכל סוג גנוטי, ולעיתים גנים אלה מוסדרים על ידי גורמים אחרים כמו גורמים אפגנטיים, אלו של הסביבה או גנים אחרים.

שיטות לימוד

ענף הגנטיקה המכונה "גנטיקה קלאסית" מתמקד בחקר מורשת התכונות. בגנטיקה קלאסית חוצים הורים עם צאצאים של אוכלוסיות שלמות במשך כמה דורות, עד שהם מקבלים קווים טהורים ואיזוגניים.

נתון H2

לאחר הדגמת מורשתה של תכונה, ניתן לכמת את מידת התורשה על ידי אינדקס סטטיסטי המזוהה כ- H2.

תורשתית (H2) מחושבת כיחס בין השונות בין האמצעים הגנוטיפיים (S2g) לבין השונות הפנוטיפית הכוללת של האוכלוסייה (S2p). ניתן לפרק את השונות הפנוטיפית של האוכלוסייה לשונות של האמצעים הגנוטיפיים (S2g) ולשונות השיורית (S2e).

נתון התורשה (H2) מגלה לנו מה הפרופורציה של השונות הפנוטיפית באוכלוסייה בגלל השינוי הגנוטיפי. אינדקס זה אינו מציין מה החלק של פנוטיפ אינדיבידואלי שניתן להקצות אותו לירושה ולסביבתו.

יש לקחת בחשבון כי הפנוטיפ של אדם הוא תוצאה של האינטראקציה בין הגנים שלו לתנאים הסביבתיים בהם הוא מתפתח.

טכניקות מודרניות

נכון לעכשיו, ישנם כלים כמו Next Generation Sequencing (SNG) איתם ניתן לרצף את הגנום כולו של פרטים, כך שניתן לעקוב אחר תכונות תורשתיות in vivo ב- גנום של אורגניזמים.

בנוסף, כלי ביו-אינפורמטיקה מודרניים מאפשרים לעצב את האדריכלות הגרעינית בצורה מדויקת למדי כדי לאתר בערך גנים בתוך הגרעין.

דוגמאות

- מורשת בצמחים

השיטה הסטטיסטית למדידת מידת מורשת הדמויות הוצעה למיני יבולים בעלי עניין מסחרי. לכן, רוב הדוגמאות בספרות מתייחסות למיני צמחים החשובים לתעשיית המזון.

בכל מיני היבולים נלמדת מורשת הדמויות בעלות עניין אגרונומי כמו עמידות בפני פתוגנים, יבול פרי, עמידות לטמפרטורות חמות או קרות, גודל עלווה וכו '.

השיפור הגנטי הקלאסי של גידולי ירקות כמו עגבנייה, מבקש לבחור צמחים בעלי סוג גנוטי שיש להם תווים מורשים כדי להשיג עגבניות גדולות יותר, אדומות ועמידות בפני סביבות לחות.

במיני דשא כמו חיטה, המטרה היא לבחור את הדמויות הרבות ביחס לגודל, לתוכן העמילן ולקשיות הזרעים. במטרה זו מעורבבים הזנים ממקומות שונים עד לקבלת קווים טהורים של כל אחד מהם.

על ידי השגת הקווים הטהורים ניתן לשלב אותם למגוון היברידי, באמצעות הנדסה גנטית, כדי להשיג גידולים מהונדסים אשר אוספים את הדמויות הטובות ביותר במגוון יחיד.

- מורשת אצל בני אדם

ברפואה נחקר כיצד מועברים הפרעות אישיות בין הורים לצאצאים.

דיכאון כרוני, למשל, הוא תכונה פנוטיפית שהיא תוצר של הגנוטיפ, אך אם אנשים עם סוג הגנוטיפ הזה חיים בסביבה מוכרת, שמחה, יציבה וצפויה, הגנוטיפ לעולם לא יכול להיראות בפנוטיפ.

גנטיקה התנהגותית היא מעניינת במיוחד בקביעת מורשת הקווינט אינטליגנציה (IQ). נכון להיום, רמות גבוהות של מנת משכל נמצאו כתכונות תורשתיות כמו מנת משכל רגילה.

עם זאת, מנת משכל גבוהה או דיכאון כרוני באים לידי ביטוי בהתאם לגירוי של הסביבה.

דוגמא אופיינית לירושה היא אופי הקומה. אם ההורה הוא גבוה, ככל הנראה הצאצאים גבוהים. עם זאת, ברור יהיה שגוי להאמין כי בגובהו של האדם 1.80 מ 'נובעים מגנים ו -0.3 מ' נוספים נובעים מהסביבה.

במקרים רבים, אריכות ימים נחקרה גם כתכונה מורשת. למחקרי אריכות ימים בבני אדם, מבוצעת היוחסין של המשפחה, תוך ניסיון לשלב את נתוני הסביבה בה התגורר כל אחד מאנשי העץ הגנאולוגי.

מרבית מחקרי האריכות ימים מצאו שתכונה זו מתנהגת כתכונה מורשת ברוב המקרים ואף עולה בכל דור אם היא גדלה בסביבה הנכונה.

הפניות

1. Bratko, D., Butković, A., & Vukasović Hlupić, T. (2017). מורשת אישיות. Psihologijske חושש, 26 (1), 1-24.
2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). מורשת גנומית: מה זה? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
3. דבלין, ב., דניאלס, מ., ורודר, ק '(1997). מורשת IQ. טבע, 388 (6641), 468.
4. גריפית'ס, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). מבוא לניתוח גנטי. מקמילן.
5. מוסו, ת"א, ורוף, ד"ר (1987). בחירה טבעית ותורשת רכיבי הכושר. תורשה, 59 (2), 181.
6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). מורשת אישיות: מטה-אנליזה של מחקרים גנטיים בהתנהגות. עלון פסיכולוגי, 141 (4), 769.
7. Wray, N., and Visscher, P. (2008). הערכת מורשת תכונה. חינוך לטבע, 1 (1), 29.