Esej na temat genetyki: Heredity Carrier of Living Cell

Esej o genetyce: The Heredity Carrier of Living Cell!

Jednym z najbardziej niezwykłych aspektów życia jest nie tylko ciągłe poszukiwanie stanów dynamicznej równowagi w odniesieniu do środowiska, ale także wytwarzanie niezwykle wiernych kopii siebie przez niezliczone pokolenia.

Wiele roślin i zwierząt istnieje dzisiaj w formie praktycznie identycznej z formą ich przodków sprzed tysięcy lat. Wiele współczesnych gatunków życia wydaje się przypominać, jeśli nie duplikować, przodków sprzed tysiąca lat. Człowiek z Cro-Magnon, sprzed 25 tysięcy lat, był fizycznie mało różny od współczesnego człowieka.

The Carriers of Heredity:

Jądra żywych komórek zawierają drobne prętopodobne struktury w parach, chromosomy (tak nazwane z powodu ich zdolności do absorbowania pewnych barwników). Te dwa zbiory pojawiają się po zbadaniu jako identyczne lub prawie identyczne. Chociaż chromosomy komórki mogą różnić się znacznie pod względem wielkości i kształtu, każdy chromosom będzie miał "wiązanie" w przybliżeniu o tym samym rozmiarze i kształcie. Tam, gdzie reprodukcja ma charakter seksualny, jeden zestaw reprezentuje dziedzictwo ojca; drugi ustanowił dziedziczenie od matki. Liczba chromosomów w żywej komórce różni się w zależności od gatunku zwierzęcia lub rośliny. W ludziach jest dwadzieścia trzy pary.

Chromosomy niosą to, co Schrodinger nazwał "skryptem kodu". Ten skrypt kodu kieruje rozwojem organizmu od czasu zapłodnienia jaja do stanu dorosłego i w istotny sposób reguluje biologiczne funkcjonowanie organizmu przez całe życie.

Aby zastosować znacznie uproszczoną i zbyt mechaniczną analogię, możemy powiedzieć, że chromosomowi nosiciele dziedziczności funkcjonują jak taśmy z wybijakiem lub karty, które są podawane do elektronicznych komputerów. Powodują, że maszyna przechodzi serię przewidywalnych kroków. Ta analogia byłaby bardziej kompletna, gdyby jednym z procesów wywołanych w komputerze było powielenie odpowiedniej maszyny, wraz z identycznym zbiorem perforowanych taśm lub kart.

"Powielany" duplikator angażowałby się wówczas w te same procesy, samopowielanie i wszystko - i to trwałoby w nieskończoność. Aby analogia była idealna, reprodukcja komputera wymagałaby funkcji dwóch komputerów rodzicielskich, "męskiego" i "żeńskiego", z których każdy miałby wkład do potomstwa zestawu własnych taśm perforowanych lub kart, które działałyby wspólnie w kierowaniu funkcjonowaniem potomstwa.

Aż do minionej dekady biolodzy uważali, że specyficzna cecha organizmu jest regulowana przez specyficzny region chromosomu lub dopasowaną parę chromosomów. Ten region był określany jako gen. Przed rokiem 1953 biolodzy uważali gen za wysoce złożoną cząsteczkę białka. Jednak teoria genów w ostatnich latach przeszła rewolucję.

Po pierwsze, odkryto, że chemiczny nośnik cech dziedzicznych nie jest białkiem, ale chemicznym, dezoksyrybonukleinowym kwasem-DNA w skrócie, który koncentruje się w jądrach komórek. Kwas rybonukleinowy (RNA) - w pobliżu repliki DNA - przenosi się z jąder komórkowych do cytoplazmy lub zewnętrznych warstw komórek. W ten sposób RNA faktycznie przekazuje zakodowaną dziedziczną informację DNA do innych tkanek.

Chromosomy składają się głównie z cząsteczek DNA. DNA, poprzez wykorzystanie swojego "partnera chemicznego", RNA, ma wyjątkową zdolność reprodukowania się w identyczny sposób, ilekroć jego środowisko zawiera niezbędne surowce. Jednak duplikacja genów chromosomowych nie jest w żadnym wypadku jedyną funkcją DNA.

Dzięki pionierskiej pracy Andre Lwoffa, Jacquesa Monoda i Francois Jacoba z Instytutu Pasteura w Paryżu, okazało się, że kiedy obca substancja zostanie wprowadzona do komórki, powoduje, że DNA komórki wytwarza dokładnie enzym potrzebny do konwersji substancji do postaci chemicznej, którą komórki mogą wykorzystać do rozwoju i namnażania.

Zatem, w pewnym sensie, podstawowa funkcja genów może być włączana lub wyłączana - mogą wykonywać zadania inne niż tylko przekazywanie cech dziedzicznych. Badania są kontynuowane i, jak pisaliśmy, wydaje się oczywiste, że możemy jeszcze nie wiedzieć o funkcjach DNA. Jest jednak oczywiste, że służy on jako rodzaj "mózgu w komórce" (używając prostej analogii), którego pełne implikacje zmusza nas do gruntownej rewizji naszej koncepcji komórki i być może natury samego życia.

Drugim ważnym odkryciem było to, że cząsteczki DNA w chromosomie zwykle nie działają niezależnie od siebie. Zwykle pracują w zespołach, w tym sensie, że funkcjonowanie jednego wpływa na funkcjonowanie innych. Jeden autor uważa chromosom za "hierarchię pól", a nie za zbiór cząstek. Koncepcja genów jest nadal przydatna, ale teraz wydaje się, że najlepiej jest myśleć o genie jako funkcji regionu chromosomu, a nie jako konkretnej cząstce.

Jak widzieliśmy, chromosomy występują w komórkach ciała w dopasowanych parach. Wygląda na to, że ich funkcje - geny - występują również w dopasowanych parach, z których jedna z każdej pary jest powiązana z jednym chromosomem, a jego wiązaniem z dopasowanym chromosomem. Kiedy mówimy, że cecha dziedziczna, taka jak kolor skóry, jest regulowana przez grupę genową, mamy na myśli parę grup genów.

Jednak często zdarza się, że jeden członek pary genów lub pary grup genowych jest recesywny; to znaczy, że w połączeniu z dominującym genem lub grupą genową nie ujawnia swoich cech w wynikowej strukturze ciała. Tak więc, gdy gen dla brązowych oczu jest połączony z genem dla niebieskich oczu, przeważa gen dla oczu brązowych. Aby osoba miała niebieskie oczy, musi nosić dwa recesywne geny dla niebieskiego.

Kolor oczu jest jedną z nielicznych cech charakterystycznych u ludzi najwyraźniej regulowanych przez pojedynczą parę genów. Inne takie cechy obejmują typ krwi, albinizm i "ślepotę smaku" dla niektórych chemikaliów. W takich przypadkach, jeśli znamy historię genetyczną mężczyzny i kobiety od kilku pokoleń, możemy z dużą dokładnością przewidzieć, jaki odsetek dzieci może wykazywać daną cechę. Ten rodzaj dziedziczenia jest zgodny z zasadami Mendla, tj. Zasadami dziedziczności sformułowanymi przez Gregora, Mendla (1822-1884). Cechy tak odziedziczone są "jednoznaczne" w tym sensie, że pojawiają się w całości lub wcale.

Jednak o wiele bardziej powszechne wśród ludzi są cechy odziedziczone, które są wynikiem mieszania, tj. Wzajemnego oddziaływania zespołów genów. Te cechy nie są zgodne z zasadą "wszystko albo nic"; pojawiają się jako punkt na kontinuum. Dobrym przykładem wśród ludzi są wzrost, kolor skóry i predyspozycje do określonych chorób. Bardzo trudno jest przewidzieć wynik mieszania; na przykład, nawet gdybyśmy znali kolory skóry przodków dziecka, przez kilka pokoleń, nadal nie byłby bezpieczny przewidzieć kolor dziecka przed jego urodzeniem.

Oczywiście, ze względu na sposoby, w jakie czynniki środowiskowe pozornie mogą wpływać na cechy fizyczne, nigdy nie można bezpiecznie przewidzieć, że jakaś dziedziczna cecha pojawi się u dorosłego potomstwa. Zjawisko to jest wystarczająco ważne, aby można je było bardziej szczegółowo zbadać.

Wzorzec genów organizmu jest określany jako genotyp organizmu, jego wewnętrzna struktura chromosomowa. Genotyp decyduje o tym, jaki może być organizm w danym środowisku, a także określa dziedziczne cechy, które organizm może przekazywać swoim potomkom (chociaż, jeśli reprodukcja jest heteroseksualna, genotyp potomstwa jest oczywiście produktem genotypu ojca i matka).

Zewnętrzny wygląd organizmu nazywany jest jego fenotypem. Fenotyp wydaje się być zawsze produktem jego genotypowych i środowiskowych wpływów. Fenotypy mogą się znacznie różnić, nawet jeśli genotypy pozostają takie same. Na przykład, gdy osoby z azjatyckiej ekstrakcji przenoszą się do Stanów Zjednoczonych, ich dzieci (jeśli są hodowane w tym kraju) wydają się większe niż rodzice i ich wnuki jeszcze większe. Oznacza to zmianę fenotypu, ale niekoniecznie zmianę w genotypie. Lepsze odżywianie może zwiększyć wielkość przyszłych pokoleń bez zmiany ich potencjału dziedzicznego. Odwrotnie, dwie osoby mogą mieć ten sam fenotyp dla danej cechy, ale różnią się genotypem.

Współcześni genetycy są skłonni dawać mniejszą wagę niż ich przodkom wpływowi genotypu. Z pewnością dziedziczenie genetyczne ma znaczenie przy określaniu rodzaju osoby dorosłej, ale faktem jest, że nie znamy dokładnej roli, jaką odgrywa genotyp w określaniu fenotypu. Naukowcy debatowali nad tym, co nazywali problemem natury-wychowania.

Kwestię można sformułować w ten sposób: Jakie cechy organizmu są produktami dziedziczenia fizycznego i które są produktami wpływu na środowisko? Ale współcześni naukowcy praktycznie porzucili debatę na ten temat; wielu twierdzi, że skoro nie mamy odpowiednich środków na ustalenie faktów, kontynuowanie takiej debaty jest daremne.

Najlepsze badania nad efektem dziedziczenia genetycznego to badania na bliźniętach jednojajowych. Ponieważ identyczne bliźnięta powstają w wyniku rozszczepienia pojedynczego zapłodnionego jaja, przypuszczalnie mają identyczne geny. To, co jest określone przez dziedziczność, powinno zatem pojawić się dokładnie w tej samej formie w dwóch bliźniętach - z zastrzeżeniem, oczywiście, takiej modyfikacji środowiska, jaka mogła nastąpić.

To prawda, że ​​bliźnięta jednojajowe zazwyczaj wyglądają bardzo podobnie, czasami nawet do momentu, w którym ich rodzice nie potrafią ich rozróżnić. Jednakże fakt ten nie oznacza, że ​​muszą być podobne pod innymi względami.

Według jednego z badań, różnica IQ identycznych bliźniąt, które zostały wychowane razem, wynosi 3, 1 punktu; braci bliźnich razem wzrósł o 8, 5 punktu. Władze wskazują jednak, że identyczne bliźniacze badania nie mają dużego znaczenia. Większość bliźniaczych badań dotyczy bliźniąt hodowanych razem, a bliźnięta jednojajowe mają podobne środowisko, niż bliźniaki, które nie są bliźniaczkami. Identyfikują się blisko siebie i przybliżają świat dookoła w niemal tych samych kategoriach. Co więcej, zwykle korzystają z tej samej diety i opieki medycznej.

Najbardziej uzasadnionym rodzajem badań w odniesieniu do kontrowersji przyrodniczo-wychowawczej jest to, że bliźnięta jednojajowe były rozdzielone w okresie niemowlęcym i wychowywały się w kontakcie ze sobą iw odmiennych środowiskach. W tych warunkach bliźnięta są mniej podobne; na przykład średnia różnica w wynikach IQ podwaja różnicę identyczności! Wygrane wzrosły razem. Jednak do tej pory zbadano niedostateczną liczbę przypadków identycznych bliźniaków wychowanych oddzielnie w odmiennych środowiskach, aby powiedzieć nam wiele, że jest rozstrzygająca. Pozostajemy bezpieczniejsi, gdy odmawiamy stwierdzenia, że ​​niektóre cechy są dziedziczne, a inne nabywane. Wydaje się prawdopodobne, że wszystkie cechy fizyczne reprezentują mieszankę obu wpływów.

Czy cechy osobowości są dziedziczone?

To pytanie ma łatwą odpowiedź: Brak dowodów! Jest oczywiste, że pewne cechy osobowości pojawiają się regularnie w jednej linii rodzinnej, a nie w innej. Znaczna część członków rodziny może być niezwykle energiczna lub niezwykle leniwa, niezwykle pobudliwa lub niezwykle flegmatyczna, niezwykle porywcza lub wyjątkowo powolna w stosunku do gniewu, niezwykle miłosierna lub wyjątkowo zimna.

Jednak częste pojawianie się danej cechy osobowości w danej linii rodzinnej można łatwo wytłumaczyć w wyniku dziedziczenia społecznego lub kulturowego. John Jr. może być porywczy, ponieważ zauważył, że w wielu sytuacjach równie szybki temperament Johna Sr. osiąga pożądane rezultaty.

Kiedy tak się dzieje, cecha osobowości jest wyuczona i nie jest dziedziczona genetycznie. O ile wiemy, wszystkie cechy osobowości są wyuczone. Nie mamy jednak rozstrzygających dowodów na to, że jest to prawdą; jeśli kiedykolwiek nauczymy się przeprowadzać sensowne badania w tej dziedzinie, może się okazać, że niektóre cechy osobowości mają podłoże genetyczne.

Niektóre osoby są tym, co nazywamy "wysoko nawleczonymi"; są niezwykle wrażliwi i łatwo się denerwują. Ten szczególny typ osobowości może okazać się w części produktem określonego wzoru genu. Ale nie wiemy, że tak jest.

Kiedy ktoś mówi, że Mary, która została złapana na kradzieży w sklepie, "podchodzi do niej uczciwie", zwykle oznacza, że ​​odziedziczyła tendencję, która pojawiła się w rodzinie wcześniej - być może ciotka Maude Maude była również handlarzem. Przypisanie takiego zachowania dziedziczeniu wykracza daleko poza dowody.

Najmądrzejszym zdaniem nauczyciela jest to, że fizyczne w spuściźnie samo w sobie rzadko ma jakiekolwiek kluczowe znaczenie. Oznacza to, że jako nauczyciele możemy uzyskać kilka wskazówek, jak radzić sobie z dzieckiem lub młodzieżą ze znajomości jego genetycznego charakteru, nawet jeśli posiadamy taką wiedzę. Istotne znaczenie ma zdolność dziecka do modyfikowania się poprzez interakcję ze środowiskiem. Wszyscy z wyjątkiem beznadziejnie wadliwych mają taką zdolność.

Rasa i genetyka:

Współczesna genetyka pomaga nam lepiej zrozumieć, czym jest wyścig i czym różnią się rasy. Dwie cechy genów mają w tym kontekście pierwszorzędne znaczenie. Jedną z cech charakterystycznych jest to, że funkcja konkretnej cząsteczki DNA lub współpracującej grupy takich cząsteczek (zespół genów) pozostaje stabilna przez nieokreślony czas.

Mutacje, które zostaną omówione w następnej sekcji, występują; ale, z wyjątkiem mutacji, funkcje genów się nie zmieniają. W związku z tym gen wytwarzający brązowe oczy będzie nadal to robić w nieskończoność. Ponadto, o ile wiemy, struktura molekularna takiego genu jest taka sama, niezależnie od tego, czy osoba jest Murzynem, Szwedem czy Polinezyjczykiem.

Drugą cechą charakterystyczną genów jest to, że mogą się one różnić niezależnie. Na pierwszy rzut oka stwierdzenie to może wydawać się sprzeczne z wcześniejszym twierdzeniem, że większość cech fizycznych jest produktem zespołów genowych i że chromosom może być lepiej rozumiany jako "pole sił" o wysoce złożonych liliach interakcji.

Jeśli jednak uznamy, że niezależna zmienność genetyczna jest względna, to znaczy nie jest całkowicie niezależna, ale względnie taka - nie ma sprzeczności. W wyniku tej drugiej cechy genów, geny wytwarzające wysoką posturę mogą występować u osób, które niosą geny dla czarnej lub białej skóry, wąskiego lub szerokiego nosa, blond lub ciemnych włosów, niebieskich lub brązowych oczu. Tak więc każda dziedziczna cecha może pojawić się w połączeniu z jakąkolwiek inną cechą.

Te dwie zasady genetyczne nadają sens następującej definicji rasy: "Rasy są populacjami, które różnią się względną powszechnością niektórych ich genów." Tak więc, w danej rasie dana cecha, taka jak wysoka, może występować częściej niż w rasie. inna rasa. Szczególny odcień skóry może być bardziej powszechny w jednym wyścigu niż w innym.

Nie oznacza to, że geny zdolne do wytwarzania cech zupełnie różniących się od zwykłych są nieobecne w rasie; oznacza to raczej, że istnieją "większość cech", które są wystarczająco powszechne, aby większość członków rasy wyglądała inaczej niż większość członków innej rasy.

Definicja ta nie jest wolna od trudności, ponieważ pozostaje kwestią decydowania o tym, jakich cech użyć do zdefiniowania konkretnej rasy. Jeśli używamy tylko jednej cechy, takiej jak kolor skóry, i zakładamy, że każdy z czarną skórą należy do "czarnej rasy", musimy włączyć ludzi, którzy różnią się znacznie od siebie innymi cechami (np. Indianie azjatyccy, Melanezyjczycy i Afrykanie).

Konieczne jest zatem stosowanie kilku cech, które można łatwo zmierzyć i które mają tendencję do występowania w połączeniu. Antropolodzy używali koloru skóry, koloru włosów i tekstury, koloru oczu, kształtu głowy i wzrostu. Obecnie stosowane schematy klasyfikacyjne zazwyczaj proponują trzy rasy pierwotne lub rasę rasową: kaukaską, negroidalną i mongoloidalną.

W ramach tej struktury można zidentyfikować kilkaset różnych ras, np. Nordycki, alpejski, śródziemnomorski, armeński, hindi i tak dalej. Ponieważ baza obecnie powszechnie używana do klasyfikowania ludzi pod względem rasowym jest arbitralna, a ponieważ mieszanie rasowe najwyraźniej nastąpiło od czasu pierwszego rozwoju charakterystycznych ras, możemy jedynie wyciągnąć wniosek, że pojęcie rasy nie ma większego znaczenia. W słowach Dunna i Dobzhansky'ego. "Kiedy mówimy, że dwie populacje są rasowo różne, nie mówimy zbyt wiele".

Między rasami mogą występować ogromne różnice kulturowe, ale jest to kwestia uczenia się, a nie produktu różnic biologicznych. Nikt jeszcze nie był w stanie przedstawić naukowo udowodnionych dowodów, że jedna rasa jest lepsza od drugiej w jakikolwiek sposób, który uważamy za ważny.

Niektóre rasy są fizycznie silniejsze od innych, niektóre mogą wytrzymać zimno lepiej niż inne, niektóre potrafią lepiej wytrzymać działanie gorąca niż inne - ale są to sprawy stosunkowo niewielkie. Nie ma dowodów na to, że jakakolwiek rasa ma wyższą zdolność do inteligentnego zachowania lub monopol na moralność.

Chociaż różnice kulturowe mogą w niektórych miejscach prowadzić do niemoralnego mieszania się na tle rasowym, nie jest znana żadna szkoda biologiczna, która może wynikać z mieszanki rasowej. Przeciwnie, doświadczenie z hybrydyzacją w całym królestwie roślin i zwierząt sugeruje, że szczep hybrydowy może być biologicznie lepszy, tj. Silniejszy i bardziej energiczny niż odmiany macierzyste.

Wielu naukowców społecznych uważa, że ​​ostatecznie powszechne mieszanie się na tle rasowym nastąpi nie tylko, ale będzie jedynym ostatecznym rozwiązaniem problemu uprzedzeń rasowych.

Główna lekcja rasowa, jaką współczesna genetyka ma dla przyszłych nauczycieli, polega na tym, że nie istnieją żadne znane biologiczne granice, które uniemożliwiałyby jednej rasie poznanie tego, czego nauczyły się inne rasy. Jednak ograniczenia kulturowe mogą być dość poważne i mogą wymagać pokoleń do przezwyciężenia.

Nauczyciele powinni zdawać sobie sprawę, że ze względu na pochodzenie kulturowe niektóre rasy zazwyczaj przewyższają inne klasy w przeciętnej klasie amerykańskiej. Na przykład, autorzy mieszkają w społeczności z dość dużą populacją chińsko-amerykańską, a chińskie dzieci i młodzież są zwykle "wysokiej jakości" w przedmiotach akademickich. Tradycja kulturowa stypendialnych nagród, która rozciąga się wstecz na tysiące lat, niewątpliwie wyjaśnia chiński spektakl.