Teoria e conceitos da herança biológica, como é transmitida, exemplos

O Herança biológica É o processo pelo qual os filhos de uma célula ou um organismo recebe o dote genético de seus pais. O estudo dos genes e como eles são transmitidos de uma geração para outra é o campo de estudo da genética da herança.

A herança pode ser definida como a semelhança entre os pais e seus descendentes, mas esse termo também abrange as diferenças inerentes à variação genética que ocorre durante a reprodução.

Um cisne e seu jovem (imagem de Hans Benn em www.Pixabay.com)

A herança biológica é um dos atributos mais significativos das células vivas e, portanto, de organismos multicelulares, pois significa a capacidade de transmitir propriedades e características determinadas por gerações sucessivas, colaborando com mecanismos de seleção adaptativa e natural.

Muitos autores têm a opinião de que o homem se tornou familiar são os conceitos básicos de herança biológica por milhares de anos, quando os processos de domesticação de plantas e animais começaram e, selecionando as características que ele considerou mais importante, ele fez cruzamentos para obter descidas que vai manter essas características.

No entanto, nosso entendimento atual dos fundamentos físicos e moleculares da herança é relativamente recente, pois estes não foram elucidados até o início do século XX, quando a comunidade científica encontrou a teoria cromossômica da herança.

Apesar do exposto, os princípios da herança dos recursos ou caracteres foram analisados ​​com alguma profundidade alguns anos antes por Gregorio Mendel, que atualmente é considerado como o "pai da herança".

É importante mencionar que antes e depois da formulação dessa teoria cromossômica da herança, muitas outras descobertas foram de importância transcendental para nossa compreensão moderna da genética dos seres vivos. Entre eles, o isolamento e a caracterização de ácidos nucleicos, a descoberta e o estudo dos cromossomos, entre outros, podem ser mencionados, entre outros.

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Teoria da herança biológica

Gregor mendel

Os fundamentos básicos da herança foram propostos inicialmente pelo monge austríaco Gregorio Mendel (1822-1884) em 1856.

Mendel entendeu, com base nos experimentos que realizou com cruzes de plantas de ervilhas, que tanto semelhanças quanto diferenças entre os pais e seus descendentes poderiam ser explicadas por uma transmissão mecânica de unidades hereditárias discretas, isto é, dos genes dos genes.

As ervilhas de Mendel e suas características (fonte: Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Isso lançou as fundações para a compreensão da genética moderna, pois foi aprendido que a razão da herdabilidade dos personagens foi devido à transferência física dos genes nos cromossomos por meio da reprodução (sexual ou assexual).

De acordo com os resultados que obteve, Mendel formulou as "leis de herança" que estão atualmente em vigor para alguns personagens:

Pode atendê -lo: o que é recessividade? (Com exemplos)

- Lei de segregação: sustenta que os genes têm formas "alternativas" conhecidas como alelos e isso influencia diretamente o fenótipo (características visíveis).

- Lei da herança independente: implica que a herança de um recurso é independente da de outra, embora isso não seja totalmente verdadeiro para muitas características.

Thomas Morgan em 1908, estudando a genética da mosca da fruta, Drosophila melanogaster, Ele mostrou que a herança de fenótipos ocorreu como descrito anteriormente por Mendel. Além disso, foi ele quem elucidou que as unidades de herança (os genes) foram transmitidos através de cromossomos.

Assim, e graças à participação de muitos outros pesquisadores, hoje sabemos que a herança biológica é dada graças à transmissão das unidades hereditárias contidas nos cromossomos, nos cromossomos autossômicos, sexuais ou plastídicos (nos eucariotos).

A expressão ou a aparência de um fenótipo específico depende das características do genótipo (dominância e recessividade).

Conceitos básicos

Para entender como os mecanismos de herança biológica funcionam, é necessário entender alguns conceitos fundamentais.

Embora nem todas as características herdadas sejam devidas à sequência de nucleotídeos que compõem o DNA de cada organismo, quando nos referimos à herança biológica, geralmente estamos falando sobre a transmissão das informações contidas nos genes.

Gen

Um gene é definido, então, como a unidade física fundamental de herança e é uma sequência de DNA definida, que contém todas as informações necessárias para a expressão de alguma característica ou característica em um ser vivo.

Alelos

Os genes podem ter mais de uma maneira, produto de pequenas variações na sequência que as caracteriza; Formas alternativas do mesmo gene são conhecidas como alelos.

Geralmente, os alelos são definidos de acordo com as características fenotípicas que conferem e, em uma população, é comum encontrar vários alelos para o mesmo gene.

DNA, genes e cromossomos (Fonte: Thomas SplettSser [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Um mamífero, por exemplo, herda de seus pais dois alelos de cada gene, um vem de sua mãe e outro de seu pai. Esse alelo do genótipo que sempre é expresso no fenótipo é chamado de alelo dominante, enquanto o que permanece "silencioso" (das quais as características fenotípicas são observadas) é conhecida como alelo recessivo.

Em alguns casos, ambos os alelos podem ser expressos, gerando a aparência de um fenótipo intermediário, para que sejam chamados de alelos co -codominantes juntos.

Homozigose e heterozigose

Quando um indivíduo herda dois alelos de seus pais, sejam os dois dominantes ou recessivos, é conhecido, geneticamente falando, como homozigoto para tais alelos. Quando, por outro lado, um indivíduo herda dois alelos diferentes, um dominante e outro recessivo, é chamado de heterozigótico para tais alelos.

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Cromossomos

Os genes de organismos procarióticos e eucarióticos são encontrados em estruturas conhecidas como cromossomos. Nos procariontes, as células que não têm um núcleo, geralmente há apenas um cromossomo; Isso consiste em DNA associado a algumas proteínas, tem uma forma circular e é extremamente inscrito.

Eucariotos, células que têm núcleo, têm um ou mais cromossomos, dependendo da espécie, e estes são compostos de um material chamado cromatina. A cromatina de cada cromossomo consiste em uma molécula de DNA intimamente associada a quatro tipos de proteínas chamadas histonas, que facilitam sua compactação dentro do núcleo.

Nos eucariotos, existem mais de um tipo de cromossomo. Existem nucleares, mitocondriais e cloroplastídicos (restritos a organismos fotossintéticos). Os cromossomos nucleares são autossômicos e sexuais (aqueles que especificam sexo).

Ploidia

A ploidia no número completo de "jogos" de cromossomos que uma célula tem. Os seres humanos, por exemplo, como todos os mamíferos e um grande número de animais, têm dois jogos de cromossomos, um do pai e outro da mãe, portanto, é dito de suas células que são diplóides.

Haplóides e poliploides

Esses indivíduos e/ou células que têm um único jogo de cromossomos são conhecidos como haplóides, enquanto os organismos que têm mais de dois jogos cromossômicos são, juntos, poliploides (triploides, tetraplóides, hexaplóides e assim por diante).

Gametas

Em organismos com reprodução sexual, isso ocorre graças à fusão de duas células especializadas, produzidas por dois indivíduos diferentes: um "homem" e uma "mulher". Essas células são gametas; Os machos produzem espermatozóides (animais) ou microsporos (plantas) e as fêmeas produzem óvulos ou ovocéluas.

Normalmente, a carga cromossômica de células sexuais (gametas) é haplóide, ou seja, essas células são produzidas através de uma divisão celular que implica uma redução no número de cromossomos.

Genótipo

Em um organismo vivo, o genótipo descreve o conjunto de genes (com seus respectivos alelos) que eles codificam para algum recurso ou característica específica e que são distinguidos de outros por uma função ou sequência específica. Então, o genótipo representa a constituição alélica de um indivíduo.

Embora seja geralmente dito que o genótipo é o que resulta no fenótipo, é importante levar em consideração que existem muitos fatores ambientais e epigenéticos que podem condicionar a aparência de um fenótipo.

Fenótipo

Fenótipo significa literalmente "o formulário mostrado". Muitos textos o definem como o conjunto de características visíveis de um organismo que resultam da expressão de seus genes (genótipo) e de sua interação com o ambiente circundante.

A maioria dos fenótipos é o produto da ação concertada de mais de um gene e o mesmo gene pode participar do estabelecimento de mais de um fenótipo específico.

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Como é a herança genética?

A transmissão dos genes dos progenitores para seus descendentes ocorre no ciclo celular através da mitose e meiose.

Nos procariontes, onde a reprodução ocorre principalmente por bipartição binária ou fissão, os genes são transferidos de uma célula para seus descendentes por meio da cópia exata de seu cromossomo, que é segregado em direção à célula filha antes que a divisão ocorra.

Eucariotos pluricelulares, que geralmente são caracterizados por ter dois tipos de células (somáticos e sexuais), têm dois mecanismos de herança de transmissão ou genes.

Células somáticas, bem como organismos unicelulares mais simples, quando divididos, o fazem por mitose, o que significa que eles dobram seu conteúdo cromossômico e secretam cópias em relação às células filhas. Essas cópias são geralmente exatas, portanto as características das novas células são equivalentes às dos "pais".

As células sexuais desempenham um papel fundamental para a reprodução sexual de organismos multicelulares. Essas células, também conhecidas como gametas, são produzidas pela meiose, que implica uma divisão celular com uma redução concomossômica de carga cromossômica (são células haplóides).

Através da reprodução sexual, dois indivíduos passam seus genes de uma geração para outra ao mesclar suas células gaméticas haplóides e formar um novo indivíduo diplóide que compartilha características de ambos os pais.

Exemplos de herança

Os exemplos clássicos da herança biológica que são usados ​​em textos didáticos para explicar esse processo são baseados em diferentes organismos "modelo".

A mosca da fruta (D. Melanogaster) Por exemplo, um dos modelos de estudo para animais usados ​​por Thomas Morgan, geralmente tem olhos vermelhos. No entanto, durante seus experimentos, Morgan encontrou um homem com olhos brancos e o cruzou com uma fêmea vermelha.

Mosca de frutas. Drosophila melanogaster. Tomado e editado de: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Em vista do fato de que o fenótipo "Red Eyes" é dominante nessa espécie, o resultado da primeira geração da referida cruzamento foi constituída por indivíduos com eyed vermelho. Os cruzamentos subsequentes entre os indivíduos da primeira geração (F1) resultaram em uma geração F2 na qual ambos os fenótipos apareceram.

Como os olhos brancos só apareceram no F2 em uma proporção próxima a 50% dos homens, Morgan significava que era uma "herança ligada a um cromossomo sexual".

Referências

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