ARVELIGHET: GENETISKE BASER, UNDERSØKELSESMETODER, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den arvbarheten er eiendommen som har en målbar fenotypisk karakteristikk av en befolkning som skal deles eller arvet gjennom genotype. Generelt blir denne egenskapen eller karakteren sendt videre fra foreldrene til deres etterkommere.

Det fenotypiske uttrykket (som tilsvarer de synlige egenskapene til et individ) av en arvelig karakter, er mottagelig for miljøet som avkommet utvikler seg i, så det vil ikke nødvendigvis komme til uttrykk på samme måte som hos foreldrene.

Arvemønster av blodtype mellom AB & O-foreldre (Kilde: AB & O_RegularInheritance.PNG: bruker: Dr.saptarshiderivative arbeid: Ksd5 via Wikimedia Commons)

I bestander av eksperimentelle organismer er det relativt enkelt å bestemme hva de arvelige trekkene er, siden uttrykk for en egenskap hos en forelder i avkommet kan observeres ved å oppdra avkom i samme miljø som foreldrene utvikler.

I ville bestander er det derimot vanskelig å skille hvilke som er de fenotypiske karakterene som overføres av arvelighet, og som er et produkt av endrede miljøforhold, det vil si epigenetiske forandringer.

Dette er spesielt vanskelig å skille for de fleste fenotype trekk hos mennesker, der det er antydet at de beste modellene for studien er identiske tvillingpar som er atskilt ved fødselen og som vokser opp i samme miljø.

En av de første forskerne som studerte arvelighet var Gregor Mendel. I sine eksperimenter oppnådde Mendel erteplantlinjer med karakterer som ble arvet og uttrykte nesten helt mellom foreldre og avkom.

Genetiske grunnlag for å studere arvelighet

Arvelighet er et resultat av overføring av gener gjennom kjønnsceller (fra foreldre til avkom) gjennom seksuell reproduksjon. Under gamettsyntese og fusjon oppstår imidlertid to rekombinasjoner som kan endre arrangementet og sekvensen til disse genene.

Forskere som arbeider med eksperimentell identifisering av arvelige egenskaper, fungerer med rene linjer, isogene for de fleste lokiasjoner (genetisk identiske), siden individer fra rene linjer har samme genotype på en homozygot måte.

Isogene linjer garanterer at arkitekturen til genene i kjernen ikke påvirker fenotypen som er observert, ettersom, til tross for at individer deler den samme genotypen, ved å variere plasseringen av genene i kjernen, varianter i fenotype.

For forskere er det å skaffe rene og isogene linjer en slags "garanti" for at de fenotypiske trekkene som foreldre og etterkommere deler, er et produkt av genotypen og derfor er fullt arvelige.

Mendelsk arv fra pelsfargeegenskaper hos storfe (Kilde: Sciencia58 via Wikimedia Commons)

Til tross for at fenotypen alltid er et produkt av genotypen, er det viktig å ta hensyn til at selv om individer har samme genotype, kan det hende at ikke alle genene kommer til uttrykk i den fenotypen.

Å garantere uttrykk for gener er en veldig sammensatt studie, siden deres uttrykk kan variere for hver genotype, og ved noen tilfeller er disse genene regulert av andre faktorer som epigenetiske faktorer, miljøets eller andre gener.

Studiemetoder

Genetikkgrenen kjent som "Klassisk genetikk" fokuserer på studiet av arvbarhet av egenskaper. I klassisk genetikk lages kryss av foreldre med etterkommere av hele populasjoner i flere generasjoner, inntil de får rene og isogene linjer.

H2-statistikk

Når arveligheten av en egenskap er påvist, kan arvelighetsgraden kvantifiseres med en statistisk indeks identifisert som H2.

Arveligheten (H2) beregnes som forholdet mellom variansene til de genotypiske midlene (S2g) og den totale fenotypiske variansen til populasjonen (S2p). Den fenotypiske variansen til populasjonen kan dekomponeres i variansen til de genotypiske midlene (S2g) og den resterende variansen (S2e).

Arvbarhetsstatistikken (H2) forteller oss hvilken andel fenotypisk variasjon i en populasjon som skyldes genotypisk variasjon. Denne indeksen indikerer ikke hvor stor andel av en individuell fenotype som kan tilordnes arv og miljø.

Det må tas i betraktning at fenotypen til et individ er en konsekvens av samspillet mellom genene og miljøforholdene det utvikler seg i.

Moderne teknikker

For øyeblikket er det verktøy som Next Generation Sequencing (SNG) som det er mulig å sekvensere hele genomet til individer, slik at arvelige egenskaper kan spores in vivo i genom av organismer.

I tillegg lar moderne bioinformatikkverktøy kjernearkitekturen modelleres ganske nøyaktig for å lokalisere gener i kjernen.

eksempler

- Arvelighet hos planter

Den statistiske metoden for å måle karakteren av arvelighet for karakterene ble foreslått for avlingsarter med kommersiell interesse. Derfor er de fleste eksemplene i litteraturen knyttet til plantearter som er viktige for matindustrien.

I alle avlingsarter blir arveligheten av karakterene av agronomisk interesse, som motstand mot patogener, fruktutbytte, motstand mot varme eller kalde temperaturer, løvstørrelse, etc. undersøkt.

Den klassiske genetiske forbedringen av vegetabilske avlinger som tomat, søker å velge planter med en genotype som har arvelige karakterer for å få tomater som er større, røde og motstandsdyktige mot fuktige miljøer.

I gressarter som hvete, er målet å velge arvelige karakterer for blant annet størrelse, stivelsesinnhold og frøhardhet. Med dette målet blandes variantene fra forskjellige steder inntil man får rene linjer av hver enkelt.

Ved å oppnå de rene linjene kan disse kombineres i en hybrid variasjon, gjennom genteknologi, for å få transgene avlinger som samler de beste karakterene i en enkelt variant.

- Arvelighet hos mennesker

I medisin studeres det hvordan noen personlighetsforstyrrelser overføres mellom foreldre og etterkommere.

Kronisk depresjon, for eksempel, er en fenotypisk egenskap som er et produkt av genotypen, men hvis mennesker med den genotypen lever i et kjent, lykkelig, stabilt og forutsigbart miljø, kan genotypen aldri sees i fenotypen.

Atferdsgenetikk er av spesiell interesse for å bestemme arvelighet av intelligenskvotient (IQ). Til dags dato har høye nivåer av IQ vist seg å være arvelige egenskaper som en vanlig IQ.

Imidlertid uttrykkes høy IQ eller kronisk depresjon avhengig av stimulering av miljøet.

Et typisk eksempel på arvelighet er karakteren av statur. Hvis forelderen er høy, er avkommet mest sannsynlig høyt. Imidlertid vil det være helt klart galt å tro at 1,80 m i en persons høyde skyldes gener og ytterligere 0,3 m skyldes miljøet.

I mange tilfeller har levetid også blitt studert som en arvelig egenskap. For lang levetidsstudier på mennesker, blir slektsgrensen til familien utført for å prøve å innlemme dataene fra miljøet der hver enkeltindivid i slektstreet bodde.

De fleste levetidsstudier har funnet at denne egenskapen oppfører seg som en arvelig egenskap i de fleste tilfeller og til og med øker i hver generasjon hvis den er oppdratt i riktig miljø.

referanser

1. Bratko, D., Butković, A., & Vukasović Hlupić, T. (2017). Arvelighet av personlighet. Psihologijske frykter, 26 (1), 1-24.
2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Genom arvelighet: hva er det? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Arveligheten av IQ. Nature, 388 (6641), 468.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
5. Mousseau, TA, & Roff, DA (1987). Naturlig utvalg og arvelighet av fitnesskomponenter. Arvelighet, 59 (2), 181.
6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). Arvelighet av personlighet: en metaanalyse av atferdsgenetiske studier. Psykologisk bulletin, 141 (4), 769.
7. Wray, N., & Visscher, P. (2008). Estimerer egenskapens arvelighet. Naturopplæring, 1 (1), 29.