2.21 : Dziedziczenie

Pionierska praca Gregora Mendla nad zasadami dziedziczenia fundamentalnie zmieniła nasze rozumienie tego, jak cechy są przekazywane z pokolenia na pokolenie. Jego eksperymenty z roślinami grochu położyły podwaliny pod odkrycie genów, odrębnych jednostek w organizmach, które kontrolują dziedziczność.

Każdy gen występuje w parach, a połączenie tych genów od obojga rodziców tworzy genotyp osobnika. Ten genotyp jest planem potencjalnych cech. Przykłady cech genotypu obejmują grupę krwi, kolor oczu i obecność chorób dziedzicznych. Na przykład geny odziedziczone po rodzicach mogą decydować o tym, czy dana osoba ma brązowe, niebieskie czy zielone oczy. Fenotyp odnosi się do obserwowalnych cech organizmu, takich jak wygląd fizyczny i zachowanie, które wynikają zarówno z uwarunkowań genetycznych, jak i wpływów środowiskowych. Czynniki takie jak odżywianie i klimat mogą wpływać na te cechy.

W modelu Mendla koncepcja dominacji odgrywa kluczową rolę w ekspresji genów. Dominujące geny maskują efekty innych w parach, w których dwa geny się różnią. Na przykład u ludzi gen brązowych oczu dominuje nad genem niebieskich oczu. W rezultacie dziecko odziedziczające gen brązowych oczu od jednego rodzica i gen niebieskich oczu od drugiego będzie zazwyczaj miało brązowe oczy. Jednak jeśli oboje rodzice, pomimo posiadania brązowych oczu, są nosicielami recesywnego genu niebieskich oczu, mogą mieć niebieskookie dziecko.

Zasada ta rozciąga się na inne cechy fizyczne. Na przykład kręcone włosy są cechą dominującą nad prostymi włosami. Oznacza to, że jeśli dziecko otrzyma co najmniej jeden gen kręconych włosów od któregokolwiek z rodziców, prawdopodobnie będzie miało kręcone włosy, niezależnie od drugiego genu.

Jednak nie wszystkie cechy są zgodne z tak prostymi wzorcami dziedziczenia. Na cechy psychologiczne, takie jak inteligencja, temperament i predyspozycje do pewnych zachowań, wpływa wiele genów, z których każdy przyczynia się do jednej cechy. Każdy zaangażowany gen ma niewielki efekt addytywny, przyczyniając się do ogromnej różnorodności obserwowanej w ludzkich osobowościach i zachowaniach. Ta złożoność utrudnia przewidywanie cech psychologicznych wyłącznie na podstawie genów rodzicielskich.

Szczegółowe wyjaśnienie ekspresji genów nie kończy się na samym kodzie genetycznym; rozciąga się na domenę epigenetyki, złożonej warstwy, która moduluje aktywność genów bez zmiany samej sekwencji DNA. Ten dodatkowy mechanizm regulacyjny jest kluczowy dla zrozumienia, w jaki sposób geny są wyrażane w różny sposób w różnych komórkach i stadiach rozwoju.