Genetica is fundamenteel voor het begrijpen van dieren. We hebben het over een fascinerende en complexe wetenschap, die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de erfelijke eigenschappen van levende wezens. Zonder genetica zou het onmogelijk zijn geweest om zulke belangrijke concepten als evolutie te ontcijferen.
Hoe worden karakters van generatie op generatie geërfd? Wat zijn genen en hoe komen ze tot uiting? In de volgende regels beantwoorden we deze vragen en nog veel meer.
DNA: het basismolecuul van het leven
Zoals we in eerdere regels al hebben gezegd, is genetica de wetenschap die beschrijft hoe biologische overerving van generatie op generatie wordt overgedragen via DNA.
DNA is het molecuul dat wordt beschouwd als de basis van genetische overerving en dus van het leven zelf. Het is een zeer lange dubbele keten van nucleïnezuren, die in elke dierlijke cel aanwezig is en die de functie en eigenschappen ervan bepaalt.
DNA bevat de informatie die nodig is voor daaropvolgende genexpressie. Genexpressie bij dieren kan elk kenmerk van hen zijn: de aanwezigheid van structuren zoals hoorns, haar, ogen en vele andere morfologische kenmerken.
Hoe brengt DNA zijn genetische informatie tot expressie in dieren?
Zoals we hebben uitgelegd, DNA is opgebouwd uit lange ketens van nucleïnezuren. Deze zijn hetzelfde, behalve één regio, de stikstofbase genaamd, die adenine (A), guanine (G), thymine (T) of cytosine (C) kan zijn. De volgorde van de stikstofbasen geeft aanleiding tot de zogenaamde genetische code, die de kenmerken van de dieren bepaalt.
Elke drie paar stikstofbasen - bekend als codons - code voor een ander aminozuur. Aminozuren zijn de "bouwstenen" waaruit eiwitten worden gemaakt. Eiwitten zijn daarom het uiteindelijke doel van genexpressie en ook de basis van de uiterlijke kenmerken van dieren.
Schema van de vorming van een eiwit in het ribosoom. Elk codon codeert voor een ander aminozuur.
chromosomen
Maar wat zijn dan de beroemde chromosomen? Een chromosoom is slechts een van de gecondenseerde DNA-moleculen die in de kern van elke cel worden aangetroffen. Bij mensen zijn er 23 paren, dat wil zeggen in totaal 46. Het hebben van meer of minder chromosomen kan een bron van ziekte zijn, bijvoorbeeld het beroemde syndroom van Down.
Zoals we bij eerdere gelegenheden al zeiden, de meeste dieren zijn diploïde, dat wil zeggen, we hebben twee kopieën van genetisch materiaal in de kern van elke cel - twee sets homologe chromosomen. Deze kopieën worden geërfd van de moeder en de andere van de vader.
Dit is belangrijk omdat, afhankelijk van hoe deze kopieën zijn voor een specifiek allel - elk van de manifestaties die een gen kan verwerven - het individu kan zijn:
- homozygoot, als beide exemplaren hetzelfde zijn.
- Heterozygootals elk allel anders is. In dit geval zal het dominante allel in het dier tot uiting komen, zoals we in de volgende sectie zullen uitleggen.
Het begin van genetica: Mendel's Peas
Tot de negentiende eeuw was de opvatting dat de karakters van levende wezens erfelijk waren iets dat intuïtief was, maar het was niet duidelijk waarom of hoe het werkte. Van huisdieren was bijvoorbeeld bekend dat ze bepaalde eigenschappen erven, zoals haarkleur of de grootte van bepaalde structuren.
In 1865 begon de Tsjechische monnik Gregor Mendel te experimenteren met erwtenvariëteiten om de manier te bestuderen waarop karakters werden overgedragen. Dit was zonder twijfel de oorspronkelijke basis van genetisch onderzoek.
Toen hij gele erwten kruiste met groene erwten, verwachtte hij erwten te krijgen met een mengsel van geelgroene kleuren. Tot zijn verbazing zag hij echter een bepaald aandeel groene erwten en een bepaald aandeel gele erwten gedurende de afstammelingengeneraties.
Dankzij deze experimenten formuleerde de monnik de zogenaamde wetten van Mendel, de basis van de klassieke genetica, die we in de volgende paragraaf zullen presenteren.
De wetten van Mendel
De wetten van Mendel verklaren op een zeer eenvoudige maar waarheidsgetrouwe manier de overerving van karakters in levende wezens. We vertellen je er in een paar regels over:
- Eerste wet of beginsel van uniformiteit: "Als twee raszuivere individuen worden gekruist, zijn de resulterende hybriden allemaal hetzelfde." De kruising van twee homozygote individuen, de ene dominant (AA) en de andere recessief (aa), levert alleen heterozygote individuen (Aa) op met hetzelfde fenotype -uiterlijk uiterlijk van het personage-.
Bij dieren kunnen we denken aan een crèmekleurig paard (AA) en een andere zwarte kleur (aa) die homozygoot zijn. Bij het kruisen zullen al hun nakomelingen Aa zijn, die door dominantie van het karakter een crèmekleur zullen vertonen. Deze informatie is erg belangrijk voor bijvoorbeeld het selecteren van het fokken van bepaalde hondenrassen.
- Tweede wet of segregatiebeginsel: "Sommige individuen zijn in staat een karakter over te dragen, ook al komt het niet in hen tot uiting."
Deze keer kruisten we een merrie en een crèmekleurig paard, maar beide heterozygoot (Aa). De resulterende nakomelingen zullen crèmekleurige en zwartgekleurde veulens zijn, met een verhouding van drie op één, aangezien sommige veulens beide recessieve exemplaren zullen erven met een waarschijnlijkheid van 25%.
Dus 3/4 van het nageslacht zal crème zijn en de resterende 1/4 zal zwart van kleur zijn. In dit geval kunnen we zien hoe de ouders het gen voor zwarte kleur niet tot expressie brachten, maar beiden waren er drager van.
- Derde wet of beginsel van onafhankelijke combinatie: wanneer twee karakters worden beschouwd, worden deze onafhankelijk van elkaar aan de nakomelingen doorgegeven, zonder te worden gekoppeld.
De eerste twee wetten van Mendel samengevat in een diagram.
Zoals we in het artikel hebben gezien, is genetica een zeer belangrijke wetenschap die ons in staat stelt levende wezens te kennen en de overdracht van karakters door de evolutionaire geschiedenis van soorten te verklaren. Elk Het morfologische karakter van een dier wordt bepaald door de omgeving en zijn genotype.
