Zákonitosti dedičnosti, ktorá súvisí s pohlavným rozmnožovaním a premenlivosti (variability) živých organizmov skúma vedný odbor genetika. Jej predmetom je skúmať, akým spôsobom sú gény prenášané z generácie na generáciu.
Ľudstvo od pradávna pozorovalo, že deti sa podobajú na rodičov. Skúšali „krížiť“ navzájom rôzne druhy živočíchov a rastlín, pričom vypozorovali, že novovzniknutý organizmus má vlastnosti oboch rodičovských organizmov. Takéto obdobie nazývame aj “klasickým obdobím genetiky“, pretože ľudia ešte nepoznali príčiny a podstatu javov ktoré v rámci „kríženia“ pozorovali. Pojem „genetika“ zaviedol až v 20.storočí Wiliam Bateson (obr. 1a). Základy modernej genetiky položil G.J. Mendel (obr. 1b). v polke 19. storočia. Dlhé roky „krížil“ hrach, pričom sledoval ľahko pozorovateľné dedičné znaky. Záver, ktorý jeho práca priniesla, možno jednoducho vyložiť tak, že sa nededia znaky a vlastnosti ako také, ale niečo, čo vznik týchto znakov, vlastností podmieňuje. Mendel toto „niečo“ nazval elementami, v roku 1909 dostali tieto „elementy“ názov gény.
W. Bateson
J.G. Mendel
V súčasnej dobe poznáme niekoľko genetických poddisciplín, medzi ktorými nie sú však ostré hranice, jednotlivé poddisciplíny sa prelínajú. V základe ich rozdeľujeme:
-
Klasická genetika – zaoberá sa napr. analýzou rodokmeňov;
-
Molekulárna genetika - zisťuje molekulárnu podstatu znaku a funkcie jednotlivých génov
-
Populačná genetika - zaoberá sa sledovaním dedičnosti organizmov v rámci populácie, analýzou populačnej subštruktúry a pod.
-
Kvantitatívna genetika – zaoberá sa skúmaním dedičnosti znakov v skupinách organizmov, ktorých prejav je viazaný na viacero génov ako napr. výška, hmotnosť
Ďalej poznáme napr. genetiku mikroorganizmov, genetiku rastlín, genetiku človeka, atď.
Dedičnosť je schopnosť živého organizmu uchovávať súbor dedičných informácií o najrôznejších vlastnostiach a následne ich odovzdať svojim potomkom. Dedičnosť zabezpečuje i to, že deti sa podobajú na svojich rodičov.
Pod pojmom premenlivosť chápeme tvarovú a funkčnú rozmanitosť organizmov a ich schopnosť reagovať na rôzne podmienky prostredia odlišným spôsobom (adaptácia). Teda, napr. že deti nie sú celkom rovnaké ako ich rodičia, alebo, že súrodenci sa medzi sebou odlišujú. Dcérske organizmy od materských zdedia určité predpoklady, no nie všetky znaky sa prejavia navonok.
Na to, aby sme si mohli objasniť zákonitosti genetiky, potrebujeme poznať význam základných pojmov, ktoré si vysvetlíme v nasledujúcom texte.
Pod pojmom hybridizácia (kríženie) rozumieme spôsob pohlavného rozmnožovania, kedy sledujeme výskyt foriem určitých znakov u rodičov a ich potomkov. V prípade, že sledujeme prenos jedného génu, hovoríme o monohybridnom krížení, ak sledujeme prenos viac génov, hovoríme o dihybridnom, trihybridnom, atď. krížení.
Kríženie je spôsob pohlavného rozmnožovania, pri ktorom sa sleduje výskyt foriem určitých znakov u rodičov a ich potomkov. Ak sledujeme prenos jedného znaku hovoríme o monohybridnom krížení (monohybridizmus). Ak sledujeme prenos dvoch a viac znakov hovoríme o di-, trihybridizme atď.
Znakom nazývame všetko, čo sa prejaví navonok na základe určitého génu (predpokladu). Za kvalitatívny znak považujeme napr. farbu očí, vlasov – t.j. znak prejavujúci sa kvalitou. Na druhej strane napr. výška je kvantitatívnym vyjadrením znaku, t.j. kvantitatívny znak. Ďalej rozlišujeme znaky morfologické (napr. rozmery tela), funkčné (napr. schopnosť vyvíjať biologickú aktivitu) a psychické (napr. nadanie, povaha, IQ). Hotové znaky sa od rodičov nededia, dedia sa len predpoklady – gény, čo je molekulový predpoklad na vytvorenie určitého znaku, vlastnosti. Je to časť DNA, nesie úplnú genetickú informáciu pre vytvorenie znaku. Gény sa môžu ale i nemusia prejaviť. Ak sa na vytvorení určitého znaku podieľa malý počet génov, najčastejšie jeden gén, ktorý má veľký podiel na vytvorení tohto znaku, hovoríme o géne (génoch) veľkého účinku. Ak sú znaky podmienené spolupôsobením väčšieho počtu génov (ktoré majú na vytvorenie znaku menší vplyv), takýmto génom hovoríme gény malého účinku.
Súbor všetkých znakov živého organizmu, ktoré sa u tohto organizmu prejavili, nazývame fenotyp. Veľký fenotypový účinok majú gény veľkého účinku (napr. dedenie krvnej skupiny u človeka). Malý fenotypový účinok majú gény malého účinku – takto sa dedí napr. výška človeka (kvalitatívny znak).
Súbor všetkých génov živého organizmu, tak, ako sa u neho vyskytujú v konkrétnych formách, je genotyp. Obsahuje gény, informácie ktorých sa navonok vo fenotype môžu objaviť ale nemusia sa vo fenotype prejaviť vôbec, alebo sa prejavia až o niekoľko generácií. Určuje rozsah fenotypových možností jedinca. Teda, iba to, pre čo sa v genotype nachádzajú predpoklady, jedine to sa prejaví vo fenotype.
Konkrétna kvalita (forma) určitého génu, ktorá je nositeľom informácie pre danú formu znaku, je alela. Napr. gén určuje farbu očí mušky vínnej, alela určuje konkrétnu farbu – alela pre červenú farbu, alela pre bielu, a pod. Znak je potom farba očí, ktorá sa prejaví. Eukarytotické organizmy majú v telovej bunke každý gén zastúpený dvoma alelami – alelovým párom. V pohlavnej bunke je prítomný len jeden člen alelového páru.
Zopakujte si:
1. Čo je podstatou dedičnosti a premenlivosti?2. Na príkladoch vysvetli pojmy kvalitatívny a kvantitatívny znak.
3. Uveď príklady na psychické znaky u človeka.
4. Prejaví sa každý gén vo fenotype?
Použitá literatúra:
http://www.bioweb.genezis.eu/?cat=7&file=genetikahttp://www.ta3k.sk/bio/
http://www.statpedu.sk/files/documents/svp/gymnazia/vzdelavacie_oblasti/biologia_isced3.pdf
Zdroje obrazkov:
http://post.queensu.ca/~forsdyke/book04.htmhttp://scienceworld.wolfram.com/biography/Mendel.html