Essay on Genetics: The Heredity Carrier of Living Cell

Essay on Genetics: The Heredity Carrier of Living Cell!

Een van de meest opmerkelijke aspecten van het leven is de capaciteit om niet alleen continu te zoeken naar toestanden van dynamisch evenwicht in relatie tot de omgeving, maar ook om opmerkelijk getrouwe kopieën van zichzelf te produceren voor talloze generaties.

Veel planten en dieren bestaan ​​tegenwoordig in een vorm die vrijwel identiek is aan die van hun voorouders duizenden jaren geleden. Veel hedendaagse soorten van het leven lijken veel op voorouders van enkele duizenden jaren geleden, zo niet te dupliceren. Cro-Magnon man, 25.000 jaar geleden, was fysiek weinig anders dan de moderne mens.

The Carriers of Heredity:

Kernen van levende cellen bevatten kleine staafachtige structuren in paren, de chromosomen (zo genoemd vanwege hun vermogen om bepaalde kleurstoffen te absorberen). De twee sets lijken na onderzoek identiek of bijna hetzelfde te zijn. Hoewel de chromosomen van een cel aanzienlijk kunnen variëren in grootte en vorm, heeft elk chromosoom een ​​"mate" van ongeveer dezelfde grootte en vorm. Wanneer de voortplanting seksueel is, staat de ene reeks voor de erfenis van de vader; de ander zette de erfenis van de moeder. Het aantal chromosomen in een levende cel varieert van de ene soort dier of plant tot de andere. Bij de mens zijn er drieëntwintig paren.

Chromosomen dragen wat Schrodinger een 'codescript' heeft genoemd. Dit codescript stuurt de ontwikkeling van het organisme vanaf het moment dat het ei wordt bevrucht tot de volwassen toestand en beheerst op belangrijke manieren het biologische functioneren van het organisme gedurende het hele leven.

Om een ​​enorm versimpelde en veel te mechanische analogie te gebruiken, zouden we kunnen zeggen dat de chromosomale dragers van erfelijkheid functioneren als de geponste banden of kaarten die in elektronische rekenmachines worden ingevoerd. Ze zorgen ervoor dat een machine een aantal voorspelbare stappen doorloopt. Deze analogie zou vollediger zijn als een van de in de computer geïnduceerde processen bestond uit het dupliceren van de betreffende machine, compleet met een identieke reeks geponste banden of kaarten.

De "bewerkte" duplicator zou dan dezelfde processen uitvoeren, zelf duplicatie en alles - en dit zou oneindig doorgaan. Om de analogie perfect te laten zijn, zou de reproductie van een computer de functies vereisen van twee oudercomputers, "mannelijk" en "vrouwelijk", die elk zouden bijdragen aan het nageslacht een set van zijn eigen geslagen banden of kaarten die gezamenlijk zouden werken in het sturen van het functioneren van de nakomelingen.

Tot het laatste decennium of zo, dachten biologen dat een specifiek kenmerk van een organisme wordt bepaald door een specifiek gebied van een chromosoom of een aangepast paar chromosomen. Deze regio werd een gen genoemd. Vóór 1953 bedachten biologen een gen als een zeer complex eiwitmolecuul. De gentheorie heeft echter in de laatste jaren een revolutie ondergaan.

Ten eerste werd ontdekt dat de chemische drager van erfelijke eigenschappen geen eiwit is, maar een chemisch deoxyribonucleïnezuur-DNA voor de korte termijn, dat is gecentreerd in de celkernen. Ribonucleïnezuur (RNA) -na bijna replica van DNA-beweegt uit celkernen naar het cytoplasma of de buitenlagen van de cellen. RNA draagt ​​dus feitelijk de gecodeerde erfelijke informatie van DNA over naar andere weefsels.

Chromosomen bestaan ​​hoofdzakelijk uit DNA-moleculen. DNA heeft, door het gebruik van zijn "partnerchemicaliën", het unieke vermogen zichzelf identiek te reproduceren wanneer zijn omgeving de noodzakelijke grondstoffen bevat. Duplicatie van de chromosomale genen is echter geenszins de enige functie van DNA.

Door het baanbrekende werk van Andre Lwoff, Jacques Monod en Francois Jacob van het Pasteur Instituut in Parijs, lijkt het bewezen dat wanneer een vreemde substantie in een cel wordt geïntroduceerd, het het DNA van de cel triggert om precies te produceren aan het enzym dat nodig is om de stof tot een chemische vorm die cellen kunnen gebruiken om zich te ontwikkelen en te vermenigvuldigen.

In zekere zin kan de basisfunctie van genen dus aan of uit worden gezet - ze kunnen andere taken uitvoeren dan alleen het overdragen van erfelijke eigenschappen. Het onderzoek gaat door en vanaf dit moment lijkt het duidelijk dat we nog maar weinig weten over de functies van DNA. Het is echter duidelijk dat het dient als een soort 'brein in de cel' (om een ​​ruwe analogie te gebruiken), waarvan de volledige implicaties ons dwingen om fundamenteel ons concept van de cel en misschien de aard van het leven zelf te herzien.

Een tweede belangrijke ontdekking was dat DNA-moleculen in een chromosoom meestal niet onafhankelijk van elkaar werken. Ze werken meestal in teams, in die zin dat het functioneren van de een invloed heeft op het functioneren van anderen. Eén autoriteit vat een chromosoom op als een 'hiërarchie van velden' in plaats van een verzameling deeltjes. Het genconcept is nog steeds nuttig, maar het lijkt nu het beste om een ​​gen te beschouwen als een functie van een regio van een chromosoom in plaats van als een specifiek deeltje.

Zoals we hebben gezien, komen chromosomen voor in lichaamscellen in gematchte paren. Blijkbaar komen hun functies-genen ook voor in gematchte paren, waarbij één van elk paar wordt geassocieerd met één chromosoom, zijn partner met het gematchte chromosoom. Wanneer we zeggen dat een erfelijk kenmerk, zoals de huidskleur, wordt bepaald door een gengroep, bedoelen we eigenlijk een paar gengroepen.

Het is echter gebruikelijk dat één lid van een genpaar of gengroeppaar recessief is; dat wil zeggen, wanneer het gepaard gaat met een dominant gen of een dominante groep, slaagt het er niet in zijn eigenschappen duidelijk te maken in de resulterende lichaamsstructuur. Dus wanneer een gen voor bruine ogen gepaard gaat met een gen voor blauwe ogen, prevaleert het gen voor bruine ogen. Als iemand blauwe ogen heeft, moet hij twee recessieve genen dragen voor blauw.

Oogkleur is een van de karakteristieken bij mensen die blijkbaar wordt beheerst door een enkel genpaar. Andere dergelijke kenmerken omvatten bloedgroep, albinisme en "smaakblindheid" voor bepaalde chemicaliën. In deze gevallen kunnen we, als we de genetische geschiedenis van een man en vrouw voor een paar generaties oud kennen, met grote nauwkeurigheid het aandeel van hun kinderen voorspellen dat waarschijnlijk een bepaald kenmerk vertoont. Dit type erfenis volgt de Mendeliaanse principes, dat wil zeggen de erfelijkheidsprincipes geformuleerd door Gregor, Mendel (1822-1884). Eigenschappen die zo worden overgeërfd zijn "duidelijk" in de zin dat ze volledig of helemaal niet verschijnen.

Maar veel gebruikelijker bij mensen zijn overgeërfde karakteristieken die het resultaat zijn van vermenging, dwz het samenspel van genteams. Deze karakteristieken volgen niet het alles of geen principe; ze verschijnen als een punt op een continuüm. Goede voorbeelden bij mensen zijn gestalte, huidskleur en aanleg voor bepaalde ziekten. Het is erg moeilijk om de uitkomst van het mengen te voorspellen; bijvoorbeeld, zelfs als we de huidskleuren van de voorouders van een baby al verschillende generaties kennen, zou het nog steeds niet veilig zijn om de kleur van de baby vóór zijn geboorte te voorspellen.

Natuurlijk, vanwege de manieren waarop omgevingsfactoren schijnbaar de fysieke eigenschappen kunnen beïnvloeden, is men nooit veilig in het voorspellen dat een bepaald soort erfelijke eigenschap zal verschijnen bij een volwassen zoon. Dit verschijnsel is voldoende belangrijk om nader te worden onderzocht.

Het patroon van genen van een organisme wordt het genotype van het organisme, zijn interne chromosomale structuur, genoemd. Het genotype regelt wat een organisme kan worden in een bepaalde omgeving en bepaalt ook de erfelijke eigenschappen die een organisme kan overdragen aan zijn nakomelingen (hoewel reproductie heteroseksueel is, is het genotype van de nakomelingen natuurlijk een product van het genotype van beide vader en moeder).

Het uiterlijk van een organisme wordt zijn fenotype genoemd. Het fenotype lijkt altijd een product te zijn van zijn genotypische en omgevingsinvloeden. Fenotypes kunnen aanzienlijk verschillen, zelfs als de genotypes hetzelfde blijven. Als personen van Aziatische afkomst bijvoorbeeld naar de Verenigde Staten verhuizen, zijn hun kinderen (als ze in dit land worden opgevoed) meestal groter dan de ouders en hun kleinkinderen nog groter. Dit betekent een verandering in het fenotype, maar niet noodzakelijkerwijs een verandering in het genotype. Betere voeding kan de omvang van toekomstige generaties vergroten zonder in het minst hun erfelijke potentieel te veranderen. Omgekeerd kunnen twee personen voor een bepaalde eigenschap hetzelfde fenotype hebben, maar verschillen in genotype.

Moderne genetici zijn geneigd minder gewicht te geven dan hun voorouders aan de invloed van genotype. Zeker, genetische overerving telt voor een groot deel mee bij het bepalen van het soort volwassene dat een persoon zal worden, maar het feit is dat we niet weten wat de rol is van het genotype bij het bepalen van het fenotype. Wetenschappers discussieerden vroeger over wat zij het probleem van de natuur-opvoeding noemden.

Het probleem kan aldus worden geformuleerd: Welke kenmerken van een organisme zijn producten van fysieke overerving en producten van invloed op de omgeving? Maar moderne wetenschappers hebben het debat over deze kwestie praktisch verlaten; Velen zeggen dat, aangezien we geen adequate manier hebben om de feiten vast te stellen, het voortzetten van zo'n debat zinloos is.

De beste studies naar het effect van genetische overerving zijn die op identieke tweelingen. Aangezien identieke tweelingen het gevolg zijn van het splitsen van een enkel bevrucht ei, hebben ze vermoedelijk identieke genen. Wat wordt bepaald door erfelijkheid moet daarom in precies dezelfde vorm verschijnen in het tweelingen-onderwerp, uiteraard, voor een dergelijke omgevingsaanpassing die zich mogelijk heeft voorgedaan.

Het is waar dat identieke tweelingen meestal erg op elkaar lijken, soms tot het punt waarop hun ouders ze nauwelijks van elkaar kunnen onderscheiden. Dit feit houdt echter niet in dat ze noodzakelijkerwijs in andere opzichten op elkaar lijken.

Volgens een studie is het IQ verschil van identieke tweelingen die samen zijn grootgebracht 3, 1 punten; die van twee-eiige tweelingen die samen zijn grootgebracht, 8, 5 punten. De autoriteiten wijzen er echter op dat de identieke tweelingstudies niet veel betekenen. In de meeste van de tweelingstudies worden tweelingen bij elkaar gehouden en identieke tweelingen delen een meer vergelijkbare omgeving dan niet-tweelingbroers en -zussen. Ze identificeren zich nauw met elkaar en komen de wereld om hen heen bijna in dezelfde termen te zien. Bovendien delen ze normaal gesproken dezelfde voeding en medische zorg.

Het meest geldige type onderzoek met betrekking tot de controverse over natuurvoeding is dat van eeneiige tweelingen die gescheiden waren in de kindertijd en grootgebracht waren zonder contact met elkaar en in ongelijke omgevingen. Onder deze omstandigheden lijkt een tweeling minder op elkaar; bijvoorbeeld, het gemiddelde verschil in IQ-scores verdubbelt dat van identieke! Winst samen grootgebracht. Maar een ontoereikend aantal gevallen van identieke tweelingen die in ongelijke omgevingen uit elkaar zijn gehouden, is tot dusver bestudeerd om ons veel te vertellen dat overtuigend is. We blijven op een veiliger terrein als we weigeren te zeggen dat sommige eigenschappen erfelijk zijn en andere eigenschappen worden verworven. Het lijkt waarschijnlijk dat alle fysieke eigenschappen een mix van beide invloeden vertegenwoordigen.

Zijn er persoonlijkheidskenmerken overgeërfd?

Deze vraag heeft een eenvoudig antwoord: geen bewijs! Het is duidelijk dat bepaalde persoonlijkheidskenmerken regelmatig voorkomen in de ene familie en niet in de andere. Een aanzienlijk deel van de leden van een gezin kan ongewoon energiek of ongewoon lui, ongewoon prikkelbaar of ongewoon flegmatiek, ongewoon driftig of ongewoon langzaam van woede, ongewoon verliefd of ongewoon koud zijn.

De frequente verschijning van een bepaald persoonlijkheidskenmerk in een bepaalde gezinslijn is echter gemakkelijk te verklaren als een gevolg van sociale of culturele overerving. John Jr. is misschien opvliegend omdat hij heeft opgemerkt dat John Sr.'s in evenveel situaties even snel temperamentvolle resultaten oplevert.

Wanneer dit gebeurt, wordt het persoonlijkheidskenmerk geleerd en niet genetisch geërfd. Voor zover we weten, worden alle persoonlijkheidskenmerken geleerd. We hebben echter geen sluitend bewijs dat dit waar is; als we ooit leren hoe we zinvolle studies op dit gebied kunnen uitvoeren, kunnen we merken dat sommige persoonlijkheidskenmerken een genetische basis hebben.

Sommige mensen zijn wat we "hoog gespannen" noemen; ze zijn ongewoon gevoelig en gemakkelijk van streek. Dit specifieke persoonlijkheidstype kan voor een deel een product blijken te zijn van een bepaald genpatroon. Maar we weten niet dat dit het geval is.

Wanneer iemand zegt dat Mary, die betrapt werd op winkeldiefstal, 'er eerlijk mee omgaat', bedoelt hij meestal dat ze een tendens heeft geërfd die al eerder in het gezin is verschenen - misschien was tante Maude van Mary ook een winkeldief. Om dergelijk gedrag toe te rekenen aan erfenis, gaat veel verder dan het bewijsmateriaal.

Het verstandigste standpunt voor een leraar om te nemen is dat fysiek in erfdeel op zichzelf zelden van cruciaal belang is. Dat wil zeggen dat we als leraren weinig aanwijzingen kunnen krijgen over hoe we met een kind of een jongere om moeten gaan met kennis van zijn genetische samenstelling, zelfs als we die kennis hebben. Wat van cruciaal belang is, is het vermogen van een kind om zichzelf te veranderen door interactie met een omgeving. Alle behalve de hopeloos defecte hebben deze capaciteit.

Race en genetica:

De moderne genetica helpt ons om beter te begrijpen wat een race is en hoe rassen verschillen. Twee kenmerken van genen zijn in dit verband van primair belang. Eén kenmerk is dat de functie van een bepaald DNA-molecuul, of van een samenwerkende groep van dergelijke moleculen (genteam), gedurende een onbepaalde tijdsduur stabiel blijft.

Mutaties, die in de volgende paragraaf worden besproken, doen zich voor; maar, behoudens mutaties, veranderen genfuncties niet. Zo zal een gen dat bruine ogen produceert, dit voor onbepaalde tijd blijven doen. Verder is, voor zover we weten, de moleculaire structuur van een dergelijk gen hetzelfde, of een persoon nu een neger, een Zweed of een polynesiër is.

Een tweede kenmerk van genen is dat ze onafhankelijk kunnen lijken te variëren. In eerste instantie lijkt deze verklaring in tegenspraak met de eerdere bewering dat de meeste fysieke eigenschappen producten van genteams zijn en dat een chromosoom beter kan worden begrepen als een 'krachtenveld' met zeer complexe lelies van interactie.

Als we echter onafhankelijke-genvariatie als relatief beschouwen - dat wil zeggen, niet absoluut onafhankelijk, maar relatief - is er geen tegenstrijdigheid. Als een resultaat van dit tweede kenmerk van genen kunnen genen die een grote gestalte produceren optreden bij personen die genen dragen voor een zwarte of witte huid, een smalle of brede neus, blond of donker haar, blauwe of bruine ogen. Zo kan elke erfelijke eigenschap verschijnen in combinatie met een andere eigenschap.

Deze twee genetische principes geven betekenis aan de volgende definitie van ras: "Rassen zijn populaties die verschillen in de relatieve gemeenschappelijkheid van sommige van hun genen." Dus in een bepaald ras kan een gegeven eigenschap, zoals grootheid, vaker voorkomen dan in een andere race. Een bepaalde huidtint kan in de ene race vaker voorkomen dan in de andere.

Dit betekent niet dat genen die in staat zijn om eigenschappen te produceren die behoorlijk verschillen van de gebruikelijke, afwezig zijn in een race; het betekent eerder dat er "meerderheidskenmerken" zijn die voldoende gemeenschappelijk zijn om de meeste leden van een race er anders uit te laten zien dan de meeste leden van een ander ras.

Deze definitie is niet vrij van problemen, omdat het probleem blijft bestaan ​​welke eigenschappen moeten worden gebruikt bij het definiëren van een bepaald ras. Als we slechts één kenmerk, zoals huidskleur, gebruiken en aannemen dat iedereen met een zwarte huid tot een 'zwart ras' behoort, moeten we mensen omvatten die duidelijk van elkaar verschillen in andere kenmerken (bijvoorbeeld Aziatische Indianen, Melanesiërs en Afrikanen).

Het is daarom noodzakelijk om verschillende eigenschappen te gebruiken die gemakkelijk kunnen worden gemeten en die de neiging hebben om in combinatie te voorkomen. Antropologen gebruikten huidskleur, haarkleur en textuur, oogkleur, hoofdvorm en gestalte. De momenteel gebruikte classificatieschema's stellen gewoonlijk drie primaire rassen voor, of rassenvoorraad: Caucasoid, Negroid en Mongoloïde.

Binnen dit kader kunnen verschillende honderden verschillende rassen worden geïdentificeerd, bijvoorbeeld Noords, Alpine, Mediterraan, Armenoid, Hindi, enzovoort. Omdat de basis die nu algemeen wordt gebruikt voor het racistisch classificeren van mensen willekeurig is, en aangezien raciale vermenging blijkbaar heeft plaatsgevonden sinds de eerste ontwikkeling van onderscheidende rassen, kunnen we alleen maar concluderen dat het concept van ras niet erg zinvol is. In de woorden van Dunn en Dobzhansky. "Als we zeggen dat twee populaties raciaal anders zijn, zeggen we niet zoveel."

Er kunnen culturele verschillen zijn tussen de rassen, maar dit is een kwestie van leren en geen product van biologisch verschil. Niemand heeft tot nu toe wetenschappelijk verdedigbaar bewijs kunnen leveren dat het ene ras superieur is aan het andere op een manier die wij belangrijk achten.

Sommige races hebben de neiging fysiek sterker te zijn dan andere, sommigen kunnen de kou beter weerstaan ​​dan andere, sommigen kunnen beter tegen warmte dan anderen, maar dit zijn relatief minder belangrijke zaken. Er is geen bewijs dat een ras een superieure capaciteit heeft voor intelligent gedrag of een monopolie op moraliteit.

Hoewel culturele verschillen op sommige plaatsen onverdeelde rassenhuwelijken kunnen zijn, is er geen biologisch nadeel bekend dat kan voortvloeien uit raciale vermenging. Integendeel, ervaring met hybridisatie door het planten- en dierenrijk suggereert dat een hybride stam biologisch beter kan zijn, dat wil zeggen sterker en krachtiger dan de moedervariëteiten.

Veel sociale wetenschappers zijn van mening dat uiteindelijk wijdverspreide raciale gemengde huwelijken niet alleen zullen voorkomen, maar ook de enige definitieve oplossing zullen zijn voor het probleem van raciale vooroordelen.

De belangrijkste raciale les die de moderne genetica heeft voor toekomstige leraren, is dat er geen biologische limieten bekend zijn die voorkomen dat een ras te weten komt wat andere rassen hebben geleerd. Culturele beperkingen kunnen echter behoorlijk serieus zijn en generaties moeten worden overwonnen om te overwinnen.

Leraren moeten erkennen dat, vanwege hun culturele achtergrond, sommige races meestal beter presteren dan anderen in een gemiddeld Amerikaans klaslokaal. De auteurs leven bijvoorbeeld in een gemeenschap met een vrij grote Chinees-Amerikaanse bevolking en Chinese kinderen en jongeren zijn gewoonlijk 'high-performers' in academische onderwerpen. Een culturele traditie van het prijzen van wetenschap, die duizenden jaren teruggaat, verklaart ongetwijfeld de Chinese prestaties.