Наследственность — понятие в биологии¶
Наследственность — это свойство живых организмов передавать свои признаки и свойства потомкам, обеспечивая преемственность поколений. Вместе с изменчивостью наследственность является одним из трёх столпов эволюционной теории Чарлза Дарвина, а в современной биологии изучается генетикой — наукой о закономерностях наследования признаков.
¶История понятия
Представления о наследственности существовали с древности. В античной Греции Гиппократ и Аристотель предлагали свои объяснения передачи признаков: теория панспермии Гиппократа предполагала, что наследственная информация содержится во всех телесных жидкостях организма и передаётся потомкам в смешанном виде. Аристотель же считал, что отец передаёт потомку «форму», а мать — «материю».
В 1866 году чешский учёный Грегор Мендель опубликовал работу «Опыты над растительными гибридами», в которой на основе скрещиваний гороха сформулировал законы наследования. Работа Менделя осталась незамеченной научным сообществом и была переоткрыта лишь в 1900 году независимо Гуго де Фризом, Карлом Корренсом и Эрихом Чермаком.
В 1902 году Уолтер Саттон и Теодор Бовери независимо друг от друга предположили, что хромосомы являются носителями наследственных факторов. В 1910 году Томас Морган и его сотрудники, работая на плодовых мушках дрозофилах, экспериментально подтвердили хромосомную теорию наследственности и открыли явление кроссинговера.
¶Молекулярные основы
В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик определили структуру ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты, которая является основным носителем наследственной информации у большинства организмов. У эукариот ДНК сосредоточена в ядрах клеток, у прокариот — в нуклеоиде, у вирусов — в виде РНК или ДНК в капсидах.
Генетический код — это система соответствия последовательностей нуклеотидов в ДНК аминокислотам в белках. Код тройковый (каждый кодон состоит из трёх нуклеотидов), вырожденный (большинство аминокислот кодируется несколькими кодонами) и универсальный для почти всех организмов, что подтверждает единство происхождения жизни.
¶Классификация наследования
¶По типу хромосом
- Аутосомное — гены расположены в аутосомах (неполовых хромосомах). У человека аутосом 22 пары.
- Сцепленное с полом — гены находятся в половых хромосомах (X или Y). Пример — гемофилия, ген которой расположен в X-хромосоме.
¶По числу генов
- Моногенное (простое) — признак определяется одним геном с альтернативными аллелями. Классические примеры — группы крови по системе АВО, наследование серповидноклеточной анемии.
- Полигенное (сложное) — признак формируется совместным действием многих генов и среды. К ним относятся рост, интеллект, предрасположенность к диабету.
¶По характеру проявления
- Доминантное — проявляется даже в гетерозиготном состоянии (например, полидактилия).
- Рецессивное — проявляется только у гомозигот (например, альбинизм).
- Кодоминантное — оба аллеля проявляются одновременно (группы крови А и В при генотипе AB).
- Неполное доминирование — гетерозигота имеет промежуточный фенотип (окраска цветков ночной красавицы).
¶Наследственность и изменчивость
Наследственность не означает абсолютной неизменности признаков. Мутации — изменения последовательности ДНК — являются источником новой наследственной информации. Мутации бывают генными, хромосомными и геномными; они могут возникать спонтанно или под действием мутагенов (радиации, химических веществ).
Комбинационная изменчивость возникает в результате независимого распределения генов при мейозе и кроссинговера. Эпигенетические изменения — модификации ДНК и гистонов без изменения последовательности нуклеотидов — также могут наследоваться, хотя их стабильность часто ниже, чем у генных мутаций.
¶Практическое значение
Знание законов наследственности применяется в селекции растений и животных, медицинской генетике (диагностика наследственных заболеваний, генетическое консультирование), криминалистике (ДНК-экспертиза) и биотехнологии. Генетика наследственности лежит в основе генной инженерии и геномного редактирования с помощью системы CRISPR/Cas9.
¶Источники
- Мендель Г. «Опыты над растительными гибридами» (1866)
- Морган Т. «Эволюция и генетика» (1925)
- Уотсон Дж., Бейкер Т., Белл С. и др. «Молекулярная биология гена»
- Стёпин В. Н., Кузьмин Д. Н. «Общая биология»
- Пасечник В. В. «Биология. 9 класс»