Wanneer een ouder met blauwe ogen en ouder met bruine ogen hun genen voor oogkleur doorgeven aan hun nakomelingen, is dit een voorbeeld van erfelijkheid.

De kinderen erven de genen die bestaan uit deoxyribonucleïnezuur (DNA ) van de ouders, en ze kunnen blauwe of bruine ogen hebben. Genetica is echter complex en meer dan één gen is verantwoordelijk voor de oogkleur.

Evenzo bepalen veel genen andere eigenschappen zoals haarkleur of lengte.
Erfelijkheid Definitie in de biologie

Erfelijkheid is de studie van hoe ouders hun eigenschappen doorgeven aan hun nakomelingen via genetica
. Er bestaan veel theorieën over erfelijkheid, en de algemene concepten van erfelijkheid verschenen voordat mensen cellen volledig begrepen.

Echter, hedendaagse erfelijkheid en genetica zijn nieuwere gebieden.

Hoewel de basis voor het bestuderen van genen verscheen in de jaren 1850 en gedurende de 19e eeuw, het werd grotendeels genegeerd tot het begin van de 20e eeuw.
Menselijke eigenschappen en erfelijkheid

Menselijke eigenschappen zijn specifieke kenmerken die individuen identificeren. De ouders geven deze door via hun genen. Sommige gemakkelijk te identificeren menselijke eigenschappen zijn lengte, oogkleur, haarkleur, haartype, oorlelbevestiging en tongrollen. Wanneer u gemeenschappelijke versus ongewone eigenschappen vergelijkt, kijkt u meestal naar dominante versus recessieve eigenschappen.

Een dominante eigenschap, zoals bruin haar, komt bijvoorbeeld vaker voor in de populatie, terwijl een recessieve eigenschap, zoals rood haar, komt minder vaak voor. Niet alle dominante eigenschappen komen echter veel voor.

Als je genetica gaat bestuderen, moet je de relatie begrijpen tussen DNA en erfelijke
eigenschappen
.

De cellen van de meeste levende organismen bevatten DNA, de stof waaruit je genen bestaan. Wanneer cellen zich voortplanten, kunnen ze het DNA-molecuul of genetische informatie doorgeven aan de volgende generatie. Uw cellen hebben bijvoorbeeld het genetische materiaal dat bepaalt of u blond haar of zwart haar hebt.

Uw genotype zijn de genen in de cellen, terwijl uw fenotype de fysieke eigenschappen is die zichtbaar zijn en worden beïnvloed door zowel de genen en omgeving.

Er zijn variaties tussen de genen, dus DNA-sequenties verschillen. Genetische variatie
maakt mensen uniek, en het is een belangrijk concept bij natuurlijke selectie, omdat gunstige eigenschappen meer kans hebben om te overleven en door te geven.

Hoewel identieke tweelingen hetzelfde DNA hebben, heeft hun genexpressie kan varieren. Als de ene tweeling meer voeding krijgt dan de andere, kan hij of zij langer zijn ondanks dezelfde genen.
Geschiedenis van erfelijkheid

Aanvankelijk begrepen mensen erfelijkheid vanuit een reproductief perspectief. Ze bedachten basisconcepten, zoals het stuifmeel en de stampers van planten die vergelijkbaar zijn met het ei en het sperma van mensen.

Ondanks het fokken van hybride kruisingen in planten en andere soorten, bleef genetica een mysterie. Jarenlang geloofden ze dat bloed erfelijkheid overdroeg. Zelfs Charles Darwin dacht dat bloed verantwoordelijk was voor erfelijkheid.

In de jaren 1700 schreven Carolus Linnaeus en Josef Gottlieb Kölreuter over het kruisen van verschillende plantensoorten en ontdekten dat de hybriden tussenliggende eigenschappen hadden.

Gregor Mendel's werk in de jaren 1860 geholpen bij het verbeteren van het begrip van hybride kruisingen
en overerving
. Hij weerlegde gevestigde theorieën, maar zijn werk werd niet volledig begrepen bij publicatie.

Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries en Carl Erich Correns herontdekten het werk van Mendel in de vroege 20e eeuw. Elk van deze wetenschappers bestudeerde plantenhybriden en kwam tot vergelijkbare conclusies.
Erfelijkheid en genetica

Genetica is de studie van biologische erfenis, en Gregor Mendel wordt beschouwd als zijn vader. Hij vestigde de belangrijkste concepten van erfelijkheid door erwtenplanten te bestuderen. Erfelijke elementen zijn genen en eigenschappen zijn specifieke kenmerken, zoals de bloemkleur.

Vaak Mendeliaanse overerving genoemd, zijn bevindingen vestigden de relatie tussen genen en eigenschappen.

Mendel concentreerde zich op zeven kenmerken in erwt planten: hoogte, bloemkleur, erwtkleur, erwtvorm, podvorm, podkleur en bloempositie. Erwten waren goede proefpersonen omdat ze snelle voortplantingscycli hadden en gemakkelijk te kweken waren. Nadat hij zuivere erwtenlijnen van erwten had vastgesteld, kon hij ze kruisen om hybriden te maken.

Hij concludeerde dat eigenschappen zoals podvorm erfelijke elementen of genen waren.
Soorten erfelijkheid

Allelen zijn de verschillende vormen van een gen. Genetische variaties zoals mutaties zijn verantwoordelijk voor het creëren van allelen. Verschillen in DNA-basenparen kunnen ook de functie of het fenotype veranderen. De conclusies van Mendel over allelen werden de basis voor twee belangrijke erfelijkheidswetten: de wet van segregatie en de wet van onafhankelijk assortiment.

De wet van segregatie stelt dat allelparen scheiden wanneer gameten worden gevormd. De wet van onafhankelijk assortiment stelt dat de allelen van verschillende genen onafhankelijk van elkaar sorteren.

Allelen bestaan in dominante of recessieve vormen. Dominante allelen
worden uitgedrukt of zichtbaar. Bruine ogen zijn bijvoorbeeld dominant. Aan de andere kant worden recessieve allelen
niet altijd uitgedrukt of zichtbaar. Blauwe ogen zijn bijvoorbeeld recessief. Wil iemand blauwe ogen hebben, dan moet hij of zij daarvoor twee allelen erven.

Het is belangrijk op te merken dat dominante eigenschappen niet altijd gebruikelijk zijn in een populatie. Een voorbeeld hiervan zijn bepaalde genetische ziekten, zoals de ziekte van Huntington, die wordt veroorzaakt door een dominant allel maar niet gebruikelijk in de populatie.

Aangezien er verschillende soorten allelen zijn, hebben sommige organismen twee allelen voor een enkele eigenschap. Homozygoot
betekent dat er twee identieke allelen zijn voor één gen en heterozygoot
betekent dat er twee verschillende allelen zijn voor een gen. Toen Mendel zijn erwtenplanten bestudeerde, ontdekte hij dat de F _{2-generatie (kleinkinderen) altijd een 3: 1-verhouding in hun fenotypes had.}

Dit betekent dat de dominante eigenschap driemaal vaker opdook dan de recessieve.
Erfelijkheidsvoorbeelden

Punnett-vierkanten
kunnen je helpen homozygote versus heterozygote kruisen en heterozygote versus heterozygote kruisen te begrijpen. Vanwege hun complexiteit kunnen echter niet alle kruisen worden berekend met behulp van Punnett-vierkanten.

Genoemd naar Reginald C. Punnett, kunnen de diagrammen u helpen bij het voorspellen van fenotypes en genotypes voor nakomelingen. De vierkanten tonen de waarschijnlijkheid van bepaalde kruisen.

De algemene bevindingen van Mendel toonden aan dat genen erfelijkheid doorgeven. Elke ouders draagt de helft van zijn of haar genen over aan de nakomelingen. Ouders kunnen ook verschillende sets genen aan verschillende nakomelingen geven. Identieke tweelingen hebben bijvoorbeeld hetzelfde DNA, maar broers en zussen niet.
Niet-Mendeliaanse erfenis

Het werk van Mendel was nauwkeurig maar simplistisch, dus de moderne genetica heeft meer antwoorden gevonden. Ten eerste komen eigenschappen niet altijd uit één gen. Meerdere genen regelen polygene eigenschappen
, zoals haarkleur, oogkleur en huidskleur. Dit betekent dat meer dan één gen verantwoordelijk is voor het hebben van bruin of zwart haar.

Eén gen kan ook meerdere kenmerken beïnvloeden. Dit is pleiotropie
en genen kunnen niet-gerelateerde eigenschappen beheersen. In sommige gevallen is pleiotropie gekoppeld aan genetische ziekten en aandoeningen. Sikkelcelanemie is bijvoorbeeld een erfelijke genetische aandoening die de rode bloedcellen aantast door ze halvemaanvormig te maken.

Naast de rode bloedcellen beïnvloedt de aandoening ook de bloedstroom en andere organen. Dit betekent dat het invloed heeft op meerdere eigenschappen.

Mendel dacht dat elk gen slechts twee allelen had. Er kunnen echter veel verschillende allelen van een gen zijn. Meerdere allelen kunnen één gen besturen. Een voorbeeld hiervan is de vachtkleur bij konijnen. Een ander voorbeeld is het ABO-bloedgroepsysteem bij mensen. Mensen hebben drie allelen voor bloed: A, B en O. A en B zijn dominant over O, dus ze zijn codominant.
Andere overervingspatronen

Volledige dominantie is het patroon dat Mendel beschreef. Hij zag dat het ene allel dominant was terwijl het andere recessief was. Het dominante allel was zichtbaar omdat het werd uitgedrukt. Zaadvorm in erwtenplanten is een voorbeeld van volledige dominantie; de ronde zaadallelen zijn dominant over de gerimpelde.

Genetica is echter complexer en volledige dominantie gebeurt niet altijd.

In onvolledige dominantie
, één allel is niet volledig dominant. Leeuwenbekken zijn een klassiek voorbeeld van onvolledige dominantie. Dit betekent dat het fenotype van de nakomelingen tussen het fenotype van de twee ouders lijkt te liggen. Wanneer een witte leeuwebek en een rood leeuwebekras, kunnen ze roze leeuwebekjes hebben. Wanneer u deze roze leeuwebekken kruist, zijn de resultaten rood, wit en roze.

In codominance
worden beide allelen gelijk uitgedrukt. Sommige bloemen kunnen bijvoorbeeld een mix van verschillende kleuren zijn. Een rode bloem en een witte bloem kunnen nakomelingen produceren met een mix van rode en witte bloemblaadjes. De twee fenotypes van de ouders worden beide uitgedrukt, dus de nakomelingen hebben een derde fenotype dat ze combineert.
Dodelijke allelen

Bepaalde kruisen kunnen dodelijk zijn. Een dodelijk allel
kan een organisme doden. In de jaren 1900 ontdekte Lucien Cuenót dat toen hij gele muizen kruiste met bruine muizen, de nakomelingen bruin en geel waren.

Toen hij echter twee gele muizen kruiste, had de nakomelingen een 2: 1-verhouding in plaats van de 3: 1 verhouding die Mendel vond. Er waren twee gele muizen voor één bruine muis.

Cuenót kwam erachter dat geel de dominante kleur was, dus deze muizen waren heterozygoten. Ongeveer een vierde van de muizen die zijn gefokt door de heterozygoten te kruisen stierven echter tijdens de embryonale fase. Dit was de reden waarom de verhouding 2: 1 was in plaats van 3: 1.

Mutaties kunnen dodelijke genen veroorzaken. Hoewel sommige organismen in de embryonale stadia kunnen sterven, kunnen anderen misschien jaren met deze genen leven. Mensen kunnen ook dodelijke allelen hebben, en er zijn verschillende genetische aandoeningen aan verbonden.
Erfelijkheid en milieu

Hoe een levend organisme uitpakt, hangt af van zowel de erfelijkheid als de omgeving. Fenylketonurie (PKU) is bijvoorbeeld een van de genetische aandoeningen die mensen kunnen erven. PKU kan intellectuele handicaps en andere problemen veroorzaken omdat het lichaam het aminozuur fenylalanine niet kan verwerken.

Als u alleen naar de genetica kijkt, zou u verwachten dat een persoon met PKU altijd een intellectuele handicap zou hebben. Dankzij vroege detectie bij pasgeborenen is het echter mogelijk dat mensen met PKU op een eiwitarm dieet leven en nooit ernstige gezondheidsproblemen ontwikkelen.

Als u naar zowel de omgevingsfactoren als de genetica kijkt, is het mogelijk om te zien hoe iemand leeft, kan de genexpressie beïnvloeden.

Hortensia's zijn een ander voorbeeld van de invloed op het milieu
op genen. Twee hortensia-planten met dezelfde genen kunnen verschillende kleuren hebben vanwege de pH van de grond. Zure grond creëert blauwe hortensia's, terwijl alkalische grond roze maakt. Bodemvoedingsstoffen en mineralen beïnvloeden ook de kleur van deze planten. Blauwe hortensia's moeten bijvoorbeeld aluminium in de grond hebben om deze kleur te worden.
Mendel's bijdragen

Hoewel de studies van Gregor Mendel de basis hebben gelegd voor meer onderzoek, heeft de moderne genetica zijn bevindingen uitgebreid en nieuwe erfenispatronen ontdekt, zoals onvolledige dominantie en codominantie.

Begrijpen hoe genen verantwoordelijk zijn voor fysieke eigenschappen die je kunt zien, is een cruciaal aspect van de biologie. Van genetische aandoeningen tot plantenveredeling, erfelijkheid kan veel vragen verklaren die mensen stellen over de wereld om hen heen