Dobro je poznata činjenica da svi živi organizmi, od amebe do ljudske vrste, imaju staničnu strukturu. Međutim, ne razmišljaju svi o tome kako se pojavljuju nova stvorenja, prema kojim se zakonima prirode nasljeđuju određeni znakovi. Dakle, možda je vrijeme da osvježimo sjećanje na osnove genetike, zaboravljene iz školskog kolegija biologije, najvažnije za evoluciju znanosti?
Značenje gena
Žive stanice temelje se na genetskom materijalu - nukleinskim kiselinama, koje se sastoje od ponavljajućih nukleotida, koji su zauzvrat predstavljeni zbrojem dušične baze, fosfatne skupine i šećera s pet ugljika, riboze ili deoksiriboze. Takve sekvence su jedinstvene, stoga na svijetu ne postoje dva potpuno identična živa bića. Međutim, skup gena je daleko od slučajnog, a dolazi iz matične stanice (kod organizama s aseksualnim tipom razmnožavanja) ili obje roditeljske stanice (sa spolnim tipom). U slučaju ljudi i mnogih životinja, konačno grupiranje genetskog materijala događa se u vrijeme formiranja zigota zbog fuzije ženskih i muških zametnih stanica. U budućnosti, ovaj setprogramira razvoj svih tkiva, organa, vanjskih značajki i djelomično čak i razinu budućeg zdravlja.
Osnovni uvjeti
Možda su najvažniji koncepti genetike kao znanosti nasljednost i varijabilnost. Zahvaljujući prvom fenomenu, svi živi organizmi nastavljaju svoju vrstu i održavaju svjetske populacije, a drugi pomaže u razvoju dodajući nove značajke i zamjenjujući one koje su izgubile svoj značaj. Sve je to otkrio i postavio temelje genetike Gregor Mendel, austrijski botaničar i biolog koji je živio i radio za dobrobit znanosti u drugoj polovici 19. stoljeća. Zakone svoje teorije nasljeđa otkrio je kvalitativnom analizom i eksperimentima na biljkama. Konkretno, najčešće je koristio grašak, jer je u njemu bilo lako izolirati alel. Ovaj koncept znači alternativno obilježje, odnosno jedinstveni nukleotidni slijed koji daje jednu od dvije mogućnosti za ispoljavanje značajke. Na primjer, crveno ili bijelo cvijeće, dugi ili kratki rep i tako dalje. Međutim, među njima vrijedi razlikovati druge važne pojmove.
Mendelov prvi zakon
Dominantni (dominantni, prevladavajući) i recesivni alel (potisnut, slab) dva su znaka koji utječu jedan na drugi i manifestiraju se prema određenim pravilima, odnosno prema Mendelovim zakonima. Dakle, prvi od njih navodi da će svi hibridi dobiveni u prvoj generaciji nositi samo jednu osobinu dobivenu od roditeljskih organizama i koja prevladava među njima. Na primjer, ako je dominantni alel crvena boja cvijeća, a recesivni alel bijela, onda kada se dvije biljke križaju ss ovim osobinama dobivamo hibride samo s crvenim cvjetovima.
Ovaj zakon vrijedi ako su matične biljke čiste linije, odnosno homozigote. No, vrijedi istaknuti da je u prvom zakonu mala izmjena – kodominacija obilježja, odnosno nepotpuna dominacija. Ovo pravilo kaže da svi znakovi nemaju striktno prevladavajući utjecaj na druge, već se mogu pojaviti istovremeno. Na primjer, roditelji s crvenim i bijelim cvjetovima imaju generaciju s ružičastim laticama. To je zato što iako je dominantni alel crven, on nema puni utjecaj na recesivni, bijeli. I stoga se zbog miješanja znakova pojavljuje treća vrsta boja.
Mendelov drugi zakon
Činjenica je da je svaki gen označen s dva identična slova latinske abecede, na primjer "Aa". U ovom slučaju veliki znak označava dominantnu osobinu, a mali znači recesivnu. Tako se homozigotni aleli označavaju "aa" ili "AA", budući da nose istu osobinu, a heterozigotni aleli - "Aa", odnosno nose rudimente oba roditeljska svojstva.
Zapravo, sljedeći Mendelov zakon je izgrađen na tome - o cijepanju znakova. Za ovaj pokus križao je dvije biljke s heterozigotnim alelima dobivenim u prvoj generaciji prvog pokusa. Tako je primio očitovanje oba znaka. Na primjer, dominantni alel su ljubičasti cvjetovi, a recesivni alel bijeli, njihovi genotipovi su "AA" i"aa". Prilikom njihovog križanja u prvom pokusu dobio je biljke genotipova "Aa" i "Aa", odnosno heterozigote. A po primitku druge generacije, odnosno "Aa" + "Aa", dobivamo "AA", "Aa", "Aa" i "aa". Odnosno, pojavljuju se i ljubičasti i bijeli cvjetovi, osim toga, u omjeru 3: 1.
Treći zakon
I posljednji Mendelov zakon - o neovisnom nasljeđivanju dviju dominantnih osobina. Najlakše ga je razmotriti na primjeru međusobnog križanja različitih sorti graška - s glatkim žutim i naboranim zelenim sjemenkama, gdje je dominantan alel glatkoća i žuta boja.
Kao rezultat, dobit ćemo različite kombinacije ovih osobina, odnosno slične roditeljskim, a pored njih - žute naborane i zelene glatke sjemenke. U ovom slučaju, tekstura graška neće ovisiti o njihovoj boji. Stoga će ove dvije osobine biti naslijeđene bez utjecaja jedna na drugu.
