Vererbung ist der Übergang von Charakterzügen zur Nachkommenschaft (von seinem Elternteil oder Vorfahren). Das ist der Prozess, durch den eine Nachkommenschaft-Zelle oder Organismus erwerben oder geneigt gemacht für die Eigenschaften seiner Elternteilzelle oder Organismus werden. Durch die Vererbung können von Personen ausgestellte Schwankungen ansammeln und einige Arten veranlassen sich zu entwickeln. Die Studie der Vererbung in der Biologie wird Genetik genannt, die das Feld von epigenetics einschließt.

Übersicht

In Menschen ist Augenfarbe eine geerbte Eigenschaft, und eine Person könnte den "Charakterzug des braunen Auges" von einem der Eltern erben. Geerbte Charakterzüge werden von Genen kontrolliert, und der ganze Satz von Genen innerhalb eines Genoms eines Organismus wird seinen Genotypen genannt.

Der ganze Satz von erkennbaren Charakterzügen, die die Struktur und das Verhalten eines Organismus zusammensetzen, wird seinen Phänotyp genannt. Diese Charakterzüge kommen aus der Wechselwirkung seines Genotypen mit der Umgebung. Infolgedessen werden viele Aspekte eines Phänotyps eines Organismus nicht geerbt. Zum Beispiel kommt sonnengebräunte Haut aus der Wechselwirkung zwischen einem Genotypen und Sonnenlicht einer Person; so wird Bräune den Kindern von Leuten nicht verzichtet. Jedoch, eine Menschenlohe leichter als andere, wegen Unterschiede in ihrem Genotypen; ein bemerkenswertes Beispiel ist Leute mit dem geerbten Charakterzug des Albinismus, die nicht lohfarben überhaupt tun und zum Sonnenbrand sehr empfindlich sind.

Wie man

bekannt, werden erbliche Charakterzüge von einer Generation zum folgenden über die DNA, ein Molekül passiert, das genetische Information verschlüsselt. DNA ist ein langes aus vier Typen von Basen zusammengesetztes Polymer. Die Folge von Basen entlang einem besonderen DNA-Molekül gibt die genetische Information an, die gewissermaßen einer Folge von Briefen ähnlich ist, die ein Wort darlegen. Bevor sich eine Zelle teilt, wird die DNA kopiert, so dass jede der resultierenden zwei Zellen die DNA-Folge erben wird. Teile eines DNA-Moleküls, die eine einzelne funktionelle Einheit angeben, werden Gene genannt; verschiedene Gene haben verschiedene Folgen von Basen. Innerhalb von Zellen haben sich die langen Ufer der DNA-Form verdichtet Strukturen haben Chromosomen genannt. Die spezifische Position einer DNA-Folge innerhalb eines Chromosoms ist als ein geometrischer Ort bekannt. Wenn sich die DNA-Folge an einem geometrischen Ort zwischen Personen ändert, werden die verschiedenen Formen dieser Folge Allele genannt. DNA-Folgen können sich durch Veränderungen ändern, neue Allele erzeugend. Wenn eine Veränderung innerhalb eines Gens vorkommt, kann das neue Allel den Charakterzug betreffen, den das Gen kontrolliert, den Phänotyp des Organismus verändernd.

Jedoch, während diese einfache Ähnlichkeit zwischen einem Allel und einem Charakterzug in einigen Fällen arbeitet, sind die meisten Charakterzüge komplizierter und werden von vielfachen aufeinander wirkenden Genen innerhalb und unter Organismen kontrolliert. Entwicklungsbiologen schlagen vor, dass komplizierte Wechselwirkungen in genetischen Netzen und Kommunikation unter Zellen zu erblichen Schwankungen führen können, die etwas von der Mechanik in der Entwicklungsknetbarkeit und Kanalisation unterlegen können.

Neue Ergebnisse haben wichtige Beispiele von erblichen Änderungen bestätigt, die von der direkten Agentur vom DNA-Molekül nicht erklärt werden können. Diese Phänomene werden als epigenetic Erbe-Systeme klassifiziert, die sich über Gene kausal oder unabhängig entwickeln. Die Forschung in Weisen und Mechanismen des epigenetic Erbes ist noch in seinem wissenschaftlichen Säuglingsalter jedoch, dieses Gebiet der Forschung hat viel neue Tätigkeit angezogen, weil es das Spielraum von heritability und Entwicklungsbiologie im Allgemeinen verbreitert. DNA methylation, chromatin kennzeichnend, metabolische Schleifen, Gen selbststützend, das durch die RNS-Einmischung und die dreidimensionale Angleichung von Proteinen (wie prions) zum Schweigen bringt, ist Gebiete, wo epigenetic Erbe-Systeme am organismic Niveau entdeckt worden sind. Heritability kann auch an noch größeren Skalen vorkommen. Zum Beispiel wird das ökologische Erbe durch den Prozess des Nische-Aufbaus durch die regelmäßigen und wiederholten Tätigkeiten von Organismen in ihrer Umgebung definiert. Das erzeugt ein Vermächtnis der Wirkung, die modifiziert und zurück ins Auswahl-Regime von nachfolgenden Generationen frisst. Nachkommen erben Gene plus durch die ökologischen Handlungen von Vorfahren erzeugte Umwelteigenschaften. Andere Beispiele von heritability in der Evolution, die nicht unter der direkten Kontrolle von Genen sind, schließen das Erbe von kulturellen Charakterzügen, Gruppe heritability und symbiogenesis ein. Diese Beispiele von heritability, die über dem Gen funktionieren, werden weit gehend laut des Titels des Mehrniveaus oder der hierarchischen Auswahl bedeckt, die ein Thema der intensiven Debatte in der Geschichte der Entwicklungswissenschaft gewesen ist.

Beziehung zur Evolutionstheorie

Als Charles Darwin seine Evolutionstheorie 1859 vorgeschlagen hat, war eines seiner Hauptprobleme der Mangel an einem zu Grunde liegenden Mechanismus für die Vererbung. Darwin hat an eine Mischung des verschmelzenden Erbes und des Erbes von erworbenen Charakterzügen (pangenesis) geglaubt. Das Mischen des Erbes würde zu Gleichförmigkeit über Bevölkerungen in nur einigen Generationen führen und würde so Schwankung von einer Bevölkerung entfernen, auf der Zuchtwahl handeln konnte. Das hat zu Darwin geführt, der einige Ideen von Lamarckian in späteren Ausgaben Auf dem Ursprung der Arten und seiner späteren biologischen Arbeiten annimmt. Die primäre Annäherung von Darwin an die Vererbung sollte entwerfen, wie es geschienen ist zu arbeiten (bemerkend, dass Charakterzüge, die ausführlich im Elternteil zur Zeit der Fortpflanzung nicht ausgedrückt wurden, geerbt werden konnten, dass bestimmte Charakterzüge, usw. geschlechtsgebunden sein konnten), anstatt Mechanismen anzudeuten.

Das anfängliche Modell von Darwin der Vererbung wurde dadurch angenommen, und dann schwer durch, sein Vetter Francis Galton modifiziert, der das Fachwerk für die biometric Schule der Vererbung gelegt hat. Galton hat die Aspekte des pangenesis Modells von Darwin zurückgewiesen, das sich auf erworbene Charakterzüge verlassen hat.

Wie man

zeigte, hatte das Erbe von erworbenen Charakterzügen wenig Basis in den 1880er Jahren, als August Weismann die Schwänze von vielen Generationen von Mäusen geschnitten hat und gefunden hat, dass ihre Nachkommenschaft fortgesetzt hat, Schwänze zu entwickeln.

Geschichte

Die Menschen der Antike hatten eine Vielfalt von Ideen über die Vererbung: Theophrastus hat vorgeschlagen, dass männliche Blumen weibliche Blumen veranlasst haben zu reifen; Hippocrates hat nachgesonnen, dass "Samen" durch verschiedene Körperteile erzeugt und der Nachkommenschaft zur Zeit der Vorstellung übersandt wurden; und Aristoteles hat gedacht, dass sich männliches und weibliches Sperma an der Vorstellung vermischt hat. Aeschylus, in 458 v. Chr., hat den Mann als der Elternteil mit der Frau als eine "Krankenschwester für das junge innerhalb ihrer gesäte Leben vorgeschlagen."

Verschiedene erbliche Mechanismen wurden vorgestellt, ohne richtig geprüft oder gemessen zu werden. Diese haben verschmelzendes Erbe und das Erbe von erworbenen Charakterzügen eingeschlossen. Dennoch sind Leute im Stande gewesen, Innenrassen von Tieren sowie Getreide durch die künstliche Auswahl zu entwickeln. Das Erbe von erworbenen Charakterzügen hat auch einen Teil von frühen Ideen von Lamarckian auf der Evolution gebildet.

Während des 18. Jahrhunderts, holländische microscopist Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) entdeckte "Mikroorganismen" im Sperma von Menschen und anderen Tieren. Einige Wissenschaftler haben nachgesonnen, dass sie einen "kleinen Mann" (Menschlein) innerhalb jedes Spermas gesehen haben. Diese Wissenschaftler haben eine Schule des als der "spermists" bekannten Gedankens gebildet. Sie haben behauptet, dass die einzigen Beiträge der Frau zur folgenden Generation die Gebärmutter waren, in der das Menschlein, und pränatale Einflüsse der Gebärmutter gewachsen ist. Eine gegenüberliegende Schule des Gedankens, des ovists, hat geglaubt, dass der zukünftige Mensch im Ei war, und dass Sperma bloß das Wachstum des Eies stimuliert hat. Ovists hat gedacht, dass Frauen Eier getragen haben, die Jungen und Mädchen-Kinder enthalten, und dass das Geschlecht der Nachkommenschaft kurz vor der Vorstellung bestimmt wurde.

Gregor Mendel: Vater der Genetik

Die Idee vom particulate Erbe von Genen kann dem Mönch von Moravian Gregor Mendel zugeschrieben werden, der seine Arbeit an Erbse-Werken 1865 veröffentlicht hat. Jedoch war seine Arbeit nicht weit bekannt und wurde 1901 wieder entdeckt. Es wurde am Anfang angenommen, dass das Mendelsche Erbe nur für große (qualitative) Unterschiede, wie diejenigen verantwortlich gewesen ist, die von Mendel in seinen Erbse-Werken gesehen sind - und die Idee von der zusätzlichen Wirkung von (quantitativen) Genen bis zu R.A. Fisher (1918) Papier nicht begriffen wurde, "Hat die Korrelation Zwischen Verwandten auf der Annahme des Mendelschen Erbes" der gesamte Beitrag von Mendel Wissenschaftlern eine nützliche Übersicht gegeben, dass Charakterzüge erblich waren. Bezüglich heute ist seine Erbse-Pflanzendemonstration das Fundament der Studie von Mendelschen Charakterzügen geworden. Diese Charakterzüge können auf einer Single geometrische Orte verfolgt werden.

Moderne Entwicklung der Genetik und Vererbung

Arbeiten Sie in den 1930er Jahren durch Fisher, und andere sind auf eine Kombination von Mendelschen und biometric Schulen in die moderne Entwicklungssynthese hinausgelaufen. Die moderne Synthese hat die Lücke zwischen experimentellen Genetikern und Naturforschern überbrückt; und zwischen beiden und Paläontologisten, dass feststellend:

1. Alle Entwicklungsphänomene können in einem Weg erklärt werden, der mit bekannten genetischen Mechanismen und den Beobachtungsbeweisen von Naturforschern im Einklang stehend ist.
2. Evolution ist allmählich: kleine genetische Änderungen, Wiederkombination durch die Zuchtwahl bestellt. Diskontinuitäten unter Arten (oder anderer taxa) werden als das Entstehen allmählich durch die geografische Trennung und das Erlöschen (nicht saltation) erklärt.
3. Auswahl ist überwältigend der Hauptmechanismus der Änderung; sogar geringe Vorteile, sind wenn fortgesetzt, wichtig. Der Gegenstand der Auswahl ist der Phänotyp in seiner Umgebungsumgebung. Die Rolle des genetischen Antriebs ist doppelsinnig; obwohl stark unterstützt, am Anfang durch Dobzhansky wurde es später degradiert, weil Ergebnisse von ökologischer Genetik erhalten wurden.
4. Der Primat des Bevölkerungsdenkens: Die genetische in natürlichen Bevölkerungen getragene Ungleichheit ist ein Schlüsselfaktor in der Evolution. Die Kraft der Zuchtwahl war in freier Wildbahn größer als erwartet; die Wirkung von ökologischen Faktoren wie Nische-Beruf und die Bedeutung von Barrieren für den Genfluss ist alle wichtig.
5. In der Paläontologie wird die Fähigkeit, historische Beobachtungen durch die Extrapolation vom Mikro-bis Makroevolution zu erklären, vorgeschlagen. Historische Eventualität bedeutet, dass Erklärungen an verschiedenen Niveaus bestehen können. Gradualismus bedeutet unveränderliche Rate der Änderung nicht.

Die Idee, dass Artbildung nach Bevölkerungen vorkommt, wird reproduktiv isoliert ist sehr diskutiert worden. In Werken muss polyploidy in jede Ansicht von der Artbildung eingeschlossen werden. Formulierungen wie 'Evolution bestehen in erster Linie aus Änderungen in den Frequenzen von Allelen zwischen einer Generation, und ein anderer' wurde eher später vorgeschlagen. Die traditionelle Ansicht besteht darin, dass Entwicklungsbiologie ('evo-devo') wenig Rolle in der Synthese gespielt hat, aber eine Rechnung der Arbeit von Gavin de Beer von Stephen Jay Gould weist darauf hin, dass er eine Ausnahme sein kann.

Fast alle Aspekte der Synthese sind zuweilen mit unterschiedlichen Graden des Erfolgs herausgefordert worden. Es gibt zweifellos jedoch, dass die Synthese ein großer Grenzstein in der Entwicklungsbiologie war. Es hat viele Verwirrungen abgeräumt, und war dafür direkt verantwortlich, sehr viel Forschung im Zeitalter des postzweiten Weltkriegs zu stimulieren.

Trofim Lysenko hat jedoch einen Rückstoß dessen verursacht, was jetzt Lysenkoism in der Sowjetunion genannt wird, als er Ideen von Lamarckian auf dem Erbe von erworbenen Charakterzügen betont hat. Diese Bewegung hat landwirtschaftliche Forschung betroffen und hat zu Nahrungsmittelknappheit in den 1960er Jahren geführt und hat ernstlich die UDSSR betroffen.

Allgemeine genetische Unordnungen

:*Down-Syndrom

:*Huntington'S-Krankheit

:*Phenylketonuria (PKU)

:*Hemophilia

Typen der Vererbung

'Dominierend und rückläufig'

Wie man

sagt, ist ein Allel dominierend, wenn es immer im Äußeren eines Organismus (Phänotyp) ausgedrückt wird. Zum Beispiel in Erbsen ist das Allel für grüne Schoten, G, dazu für gelbe Schoten, g dominierend. Da das Allel für grüne Schoten dominierend ist, werden Erbse-Werke mit dem Paar von Allelen GG (homozygote) oder Gg (heterozygote) grüne Schoten haben. Das Allel für gelbe Schoten ist rückläufig. Die Effekten dieses Allels werden nur gesehen, wenn es in beiden Chromosomen, gg (homozygote) da ist.

Die Beschreibung einer Weise des biologischen Erbes besteht aus drei Hauptkategorien:

:1. Zahl von beteiligten geometrischen Orten

:*Monogenetic (hat auch "einfach" genannt) - ein geometrischer Ort

:*Oligogenetic - wenige geometrische Orte

:*Polygenetic - viele geometrische Orte

:2. Beteiligte Chromosomen

:*Autosomal - geometrische Orte sind auf einem Sexualchromosom nicht gelegen

:*Gonosomal - geometrische Orte sind auf einem Sexualchromosom gelegen

: ** X-chromosomal - geometrische Orte sind auf dem X-Chromosom (der allgemeinere Fall) gelegen

: ** Y-chromosomal - geometrische Orte sind auf dem Y-Chromosom gelegen

:*Mitochondrial - geometrische Orte sind auf der mitochondrial DNA gelegen

:3. Korrelationsgenotyp-Phänotyp

:*Dominant

:*Intermediate (hat auch "codominant" genannt)

:*Recessive

Diese drei Kategorien sind ein Teil jeder genauen Beschreibung einer Weise des Erbes in der obengenannten Ordnung. Außerdem können mehr Spezifizierungen wie folgt hinzugefügt werden:

:4. Zusammenfallende und Umweltwechselwirkungen

:*Penetrance

: ** Vollenden

: ** Unvollständig (percentual Zahl)

:*Expressivity

: ** Konstante

: ** Variable

:*Heritability (im polygenetischen und manchmal auch in oligogenetic Weisen des Erbes)

:*Maternal oder väterliche Prägungsphänomene (sieh auch epigenetics)

:5. Geschlechtsgebundene Wechselwirkungen

:*Sex-linked Erbe (gonosomal geometrische Orte)

:*Sex-limited Phänotyp-Ausdruck (z.B, cryptorchism)

:*Inheritance durch die mütterliche Linie (im Falle

:*Inheritance durch die väterliche Linie (im Falle Y-chromosomal geometrischer Orte)

:6. Wechselwirkungen des geometrischen Orts des geometrischen Orts

:*Epistasis mit anderen geometrischen Orten (z.B, Überüberlegenheit)

Die:*Gene-Kopplung mit anderen geometrischen Orten (sieh auch das Hinübergehen)

:*Homozygotous tödliche Faktoren

:*Semi-lethal Faktoren

Entschluss und Beschreibung einer Weise des Erbes werden in erster Linie durch die statistische Analyse von Zuchtdaten erreicht. Im Falle dass die beteiligten geometrischen Orte bekannt sind, können Methoden der molekularen Genetik auch verwendet werden.

Siehe auch

• Genetik
• Genetische Unordnung
• Hartes Erbe
• Heritability

Zeichen und Verweisungen

Links

• Enzyklopädie von Stanford des Philosophie-Zugangs auf Heredity und Heritability