遺伝学は次のとおりです：歴史、法律、原則、枝および障害
この世界のすべての生物は、一連の化学的コマンドによって制御される物理的な外観（表現型）を持っています。 すべての生細胞の中には、一連の化学物質であるDeuxiribonucleid Acid（DNA）を含む核があります。 生物のすべての細胞は同じDNAのコピーを持っています。 したがって、ハムスターAでは、目の細胞は脚の細胞、耳の細胞、有毛細胞などとまったく同じDNAのコピーを持っています。 しかし、これらの細胞が特定の細胞に発達するように命令するのもこのDNAであり、それらが眼細胞、脚細胞、有毛細胞、または他の細胞であるかどうかは関係ありません。
すべての生物のDNAは、染色体と呼ばれる容器に保管されています。 各染色体には、体の物理的形状を調節する特定の役割を持つDNAが格納されています。 各種の染色体数は異なります。 したがって、精子の各染色体は卵子から別の染色体のペアを取得する必要があるため、すべての生物が種間で交配できるわけではありません。
染色体の数が同じでも、結婚が成功したわけではありません ロックとロックのように、精子と卵子の染色体のペアは同一でなければなりません。 丸い鍵を平らな南京錠に挿入することはできません。 これが、同じ染色体を持つ種間の交配が必ずしも成功するとは限らない理由です。 たとえ成功したとしても、それは通常、子孫の欠陥や親の死を引き起こす突然変異を生み出します。
遺伝学の定義
遺伝学は、生物（ウイルスやプリオンなど）の遺伝と亜生物を研究する生物学の一分野です。 要するに、遺伝学は遺伝子とそのすべての側面の研究であると言うことができます。 「遺伝学」という用語は、ウィリアム・ベイトソンがアダム・チャドウィックへの個人的な手紙で紹介し、1906年に第3回遺伝学国際会議を使用しました。
遺伝学に関して、DNAは非常に重要な役割/貢献をしています。 DNAは生物の基本的な性質を制御する遺伝物質であり、次の形で表現されます。 ポリペプチド、ただしすべてのタンパク質ではありません（触媒反応を示すRNAとして発現できますが、 SNRPなど）。
専門家によると遺伝学を理解する
- ジェームズ・ワトソン（1928-）と英国の化学者フランシス・クリック（1916）
遺伝学はの一部です 分子 非常に大きくて複雑なものがすべての中核にあります 細胞、デオキシリボ核酸（DNA）分子。
- オビスマ
この理論は、本当の特徴は女性の親によって産まれた卵からの子孫であると主張しています。 男性の細胞は卵子の発達の活性化因子として機能する液体のみを生成しますが。
- ボンネット（1720 – 1793）
すでに小さな人間を形成している精子細胞に見られます。 これは、顕微鏡の発明の開発と一致しており、まだ単純です。
- Wolff（1733-1794）、Von Baer（1792-1880）
この理論は、精子と卵細胞には調節理論がないという以前の理論に反しています。 前成説ですが、雄が受精した卵子は少しずつ成長して成熟した個体になります 完璧です。
- フランシス・クリック
DNAが運ぶ情報の流れをシリーズ「セントラルドグマ」で説明します。セントラルドグマは、DNAが細胞だけでなく個人にも運ばれる情報の流れを読み取ります。 他のものは複製によって、そうでなければRNAの形でシグナルを媒介することができ、それは次にポリペプチドに翻訳されることができ、表現型の構成要素が存在する 生命体。
遺伝学の分野は、遺伝学（分子）の細胞内領域から市民に始まります。 より詳細には、遺伝学は次のことを説明しようとしています。
- 受け継がれる情報伝達資料（遺伝資料）、
- 情報の表現方法（遺伝子発現）、
- ある人から別の人へ（遺伝的遺伝）情報がどのように転送されるか。
遺伝的発達の歴史
科学としての遺伝学の発展の歴史は、19世紀の終わり頃にオーストリアの僧侶GregorJohannが始めたときに始まります。 メンデルは、エンドウ豆の植物に関する彼の交差実験の結果を正しく解釈して、注意深い分析を行うことができました。 (Pisum satifum）。 実際、メンデルは実験間の実験を行った最初の人ではありませんでした。
しかし、各個人を全体として見た前任者とは対照的に、 複雑なメンデルは、形質から形質への遺伝形式を観察したため、 続いて。 形質の遺伝形式に関する彼の推論は、後に科学の一分野としての遺伝学の発展の主な基礎となり、メンデルプンは遺伝学の父として認識されています。
形質の遺伝形式に関するメンデルの研究は、1866年に出版されました。 ブルン自然史学会の議事録. しかし、30年以上の間、他の研究者がそれに注意を払ったことはありません。 3人の別々の植物学者、すなわちオランダのユーゴー・ド・フリース、ドイツのカール・コーレンス、そして オーストリアのEricvon Tschermak-Seyseneggは、彼らの研究においてメンデルの法則の正しさの証拠を見ました 各。 その時から20世紀半ば頃まで、メンデルの法則に基づくさまざまな実験的交配が遺伝学の分野の研究を支配していました。 これは古典遺伝学と呼ばれる時代の始まりを示しました。
さらに、生化学が科学の新しい分野として発展し始めた20世紀の初めに、科学者は 遺伝学者は、遺伝物質の性質、特に遺伝物質の性質についてもっと知りたいと思っています。 生化学。
1920年代、そして1940年代に、遺伝物質の化合物がジオキシリボ核酸（DNA）であることが明らかになりました。 J.D.ワトソンとF.H.C.による1953年のDNAの分子構造のモデルの発見 クリックは遺伝学の新時代、すなわち遺伝学を開始します 分子。
分子遺伝学研究の発展は非常に急速に起こっています。 科学が一般に10年で倍加時間を経験する場合、分子遺伝学ではわずか2年です。 実際、1970年代に導入されて以来、より革新的な開発を目の当たりにすることができます。 DNA分子操作技術または組換えDNA技術、またはエンジニアリングと呼ばれるより一般的な用語 遺伝学。
今日では、羊、豚、猿などの生物が工学技術によって得られることが一般的なニュースです。 クローニングと呼ばれる遺伝学一方、ヒトでは、全ゲノムマッピングが行われているか、ゲノムプロジェクトとして知られています。 人間 （ヒトゲノムプロジェクト）、1990年に発売され、2005年に完成する予定です。 このプロジェクトの実施は、所定のスケジュールより2年早く実行されていたことが判明しました。
遺伝法
遺伝的発達の歴史を理解した後、ここでメンデルの法則について説明します。 私たちが知っているように、目の色には、茶色、青、緑、灰色の目、黒い髪、茶色、 金髪または赤、これらは私たちが集団内の個人で観察できる遺伝的変異のほんの一例です。
この形質を親から子孫に移すメカニズムを説明できる遺伝的原理は何ですか？ 遺伝の考えられる説明は、「混合」仮説、つまり重要な考えです。 両方の親によって提供された遺伝学は、青と混合から緑を得ることによって混合されます 黄。 この仮説は、世代から世代へと、自由繁殖個体群が個体の均一な個体群を生み出すことを予測しています。
しかし、私たちの毎日の観察、および動植物育種実験の結果は、これらの予測に反していることが判明しました。 混合仮説はまた、世代をスキップする形質など、形質継承の他の現象を説明することができません。
この混合モデルの代替は、継承仮説です。 このモデルによれば、親は、子孫のこの特定の特性を保持する独自の特性（遺伝子）を持つ継承されたユニットを渡します。 生物の遺伝子プールは、ペンキのバケツというよりはビー玉の束のようなものです。 ビー玉のように、遺伝子は無制限の形で世代から世代へと分類され、受け継がれます。 現代の遺伝学の起源は修道院の庭から始まります。そこでは、グレゴール・メンデルという僧侶が粒子の遺伝のメカニズムに注目しました。 メンデルは、慎重に計画された実験でエンドウ豆を栽培することにより、遺伝の基本原理を発見しました。
メンデルによって発見された遺伝の基本原理は、メンデルの法則Iとメンデルの法則IIの2つの法則で定式化されました。
メンデルの最初の法則（対立遺伝子の分離）
分離の法則としても知られるメンデルの最初の法則は、配偶子形成時の対立遺伝子分離の規則に関係しています。 配偶子の形成は減数分裂によって起こります。減数分裂では、相同ペアが互いに分離し、ペアになりません/二倍体から一倍体へと独立して遺伝子の対立遺伝子が分離されます。 したがって、各配偶子細胞には、その対立遺伝子からの遺伝子が1つだけ含まれています。 この現象は、2つの異なる特性を持つ1つのキャラクターの交配であるモノハイブリッド交配で観察できます。
モノハイブリッドクロス
P1 UU x UU
（紫）（白）
G1 U x u
F1 UU
女性の配偶子の形成時に、UUはUとUに分離するため、配偶子細胞では、紫色の植物には1種類の対立遺伝子、つまりU対立遺伝子しか含まれていません。 一方、白い花を持つ雄の植物は、ホモ接合性劣性であり、遺伝子型はuuです。 この対立遺伝子はuとuに自由に分離するため、白い植物の雄の配偶子は1種類の対立遺伝子、つまりu対立遺伝子しか持ちません。 配偶子形成のこのプロセスは、メンデルの法則Iの現象を説明しています。
- メンデルの法則II（遺伝子の独立した品揃え）
メンデルの第2法則は、品揃えの法則としても知られています。 この法則によれば、各遺伝子/形質は他の遺伝子/形質と独立してペアリングすることができます。 この法則は、配偶子がジハイブリッド交配で形成される場合に適用されます。
ディハイブリッドクロス
P1 BBKK x bbkk
（黄色い丸い種）（緑色のしわのある種）
G1 BK x bk
F1 BbKk
P2 BbKk x BbKk
G2 BK、Bk、bK、bk BK、Bk、bK、bk
2番目の親配偶子の形成時に、BとbとKとkの間に自由な融合（より正確には自由な組み合わせ）があります。 この無料の品揃えは、BK、Bk、bK、bkの4種類の配偶子の組み合わせを生み出します。 配偶子形成のこのプロセスは、メンデルの法則IIの現象を説明しています。
P遺伝学の原則
科学としての遺伝学の発展は、メンデルがエンドウ豆に対して行った実験から切り離すことはできません。 メンデルは、形質の異なる植物間の交配において、形質が親から子孫にどのように受け継がれるかを説明することに成功しました。
Pisum sativumは、入手が容易で、種子の色、種子の形、花の色など、明確に区別できる品種があるため、遺伝子実験に使用できるという利点があります。 Pisum sativumには、人工的な交配を容易にするのに十分な大きさの花があります。
異なる特性を持つ交配で、メンデルは紫色の花を持つ植物を白い顕花植物と交配し、紫色の花をつけた植物を生産しました（F1）。 この紫色の花の特徴は優勢と呼ばれます。 F1がF1と交差する場合、F2の花は紫：白の比率= 3：1で生成されます。 観察された形質は表現型と呼ばれ、制御因子は遺伝子型と呼ばれます。
2つの異なる特性を持つクロスでは、たとえば、しわの寄った緑（rryy）のある黄色の円（RRYY）、結果として得られるF1の黄色の円（RrYy）。 F1をF1と交差させると、9：3：3：1の比率で、丸い黄色、丸い緑、しわのある黄色、しわのある緑の比率が得られます。 この十字架から、メンデルの法則Iまたは分離の法則が決定され、メンデルの法則IIまたは自由分離の法則が決定されました。
遺伝子がどのように機能するか、または遺伝子発現がどのように機能するかという一般的な概念は、優性と劣性に基づいています。 つまり、対立遺伝子は表現型で完全に発現しているか、まったく発現していないかのどちらかです。 この原則はメンデルの原則です。 しかし、研究によると、分離パターンに影響を与える遺伝子の作用や相互作用にはさまざまな種類があります。 遺伝子作用のタイプは、2つの一般的なカテゴリーに分けることができます：同じ遺伝子座の対立遺伝子間（遺伝子座内）と異なる遺伝子座の対立遺伝子間（遺伝子座間）。
a。 遺伝子座内相互作用
遺伝子座内相互作用には3種類あります。 メンデルが彼の研究で結論付けたように、最初のタイプが支配的です。 優性タイプでは、2つのホモ接合性の親のF2比は3：1です。2番目のタイプは、優性なし/優性不完全です。 このタイプでは、ヘテロ接合体の表現型は2つの親の中間にあります。 たとえば、赤と白の4時の十字架は、F1でピンクの花を生成します。 F2は、赤1：ピンク2：白1の比率で広げられます。 3番目のタイプは優勢です。 この状況では、ヘテロ接合体は、2つの親の間の範囲外の表現型の値を持っています。
エピスタシスを含まない別のタイプの遺伝子作用は、相加的遺伝子作用です。 添加物では、1つの遺伝子座にある各対立遺伝子が表現型の値を増減させます。 一例は、小麦粒の内側の色です。 小麦の穀粒の色は、各遺伝子座に2つの対立遺伝子を持つ3つの遺伝子座R1、R2、およびR3によって決定されました。 種子の色は濃い赤から白まで変化し、色の強さは色を追加する対立遺伝子の数によって異なります。 濃い赤色はR1R1R2R2R3R3で、白色はr1r1r2r2r3r3です。交差した場合、F1はR1r1R2r2R3r3であり、2つの親の中間色を示します。
遺伝子の作用では、同じ遺伝子型が発生することもありますが、環境条件が均一であっても同じ表現型を発現しないことがあります。 この違いは浸透の違いと呼ばれます。 浸透率は、特定の遺伝子型の表現型を示す特定の遺伝子型の個体の割合です。 たとえば、遺伝子型aaまたはA_を持っているが、と同じ表現型を示さない生物 通常、エピスタシスまたはサプレッサー遺伝子の存在のため、または 環境。 浸透という用語は、正確な原因が不明な場合の影響を説明するために使用できます。
あまり明確でない遺伝的結果を生み出す傾向がある別のイベントは表現度です。 表現度は、特定の遺伝子型が個体でその表現型を表現する程度です。 たとえば、遺伝子型A_の表現型は赤である必要がありますが、表示される色の程度は異なります。たとえば、青、濃い赤、ピンク、白などです。 これらの異なる色の表現度は、他の遺伝子の影響または確実に知られていない環境の影響によるものです。
重要な環境条件光：露出の長さまたは暗期の長さは いくつかの植物種で開花を誘発する温度：多くの生化学的プロセスが影響を受けるプロセス 温度による。 生化学反応経路には、温度に敏感な酵素が含まれます。
温度の変化は表現型を変える可能性があります。 栄養：たとえば、いくつかの新しい遺伝子型の影響は、植物がストレスの多い環境にある場合にのみ見ることができます。 人工治療：化合物やホルモンの投与により、形質の発現が見えなくなることがあります。
遺伝的変異または多様性は非常に重要です。なぜなら、遺伝的変異がない場合は、 非常に厳しい環境の変化があると、生息地の種が絶滅することになります 当然。 対立遺伝子変異の形での遺伝的多様性は、突然変異によって引き起こされます。 突然変異は、染色体上の周辺領域からの遺伝子座と遺伝情報に応じて、さまざまな頻度で自然発生的に発生します。 突然変異はDNAの変化をもたらし、その結果酵素を変化させ、生理学的メカニズムの変化を引き起こします。これは後で自然淘汰の過程を通じて評価されます。
遺伝学部門
遺伝学は、純粋科学と応用科学の両方を発展させます。 ブランチ 理科 主に研究対象の特定の側面を深めた結果として形成されました。
遺伝学の純粋な枝：
- 分子遺伝学
- 細胞遺伝学（細胞遺伝学）
- 遺伝学 人口
- 定量的遺伝学
- 発生遺伝学
遺伝学の応用分野：
- 遺伝医学
- 繁殖科学
- 遺伝子工学または遺伝子工学
バイオテクノロジーは応用科学であり、直接遺伝学の分野ではありませんが、遺伝学の分野の発展と密接に関連しています。
- 逆遺伝学
古典遺伝学の研究は、初期症状の遺伝的表現型（明らかに人間の観察による）から始まり、次に遺伝子レベルでの遺伝子型の説明を探します。 研究の方向性を逆転させることにより、遺伝学の方法論に新しい哲学を迅速かつ効率的にもたらすための分子遺伝学的手法の開発。
多くの遺伝子が配列決定されているため、人々は染色体上に遺伝子を挿入または変更し、表現型の影響が発生します。 この哲学を用いた分析技術は、遺伝学などの研究にグループ化されています。 逆遺伝学、遺伝学の古典的な技術の研究は高度な遺伝学または遺伝的方向性と呼ばれています アップ。
遺伝性疾患
遺伝性疾患は、突然変異が卵子細胞または精子細胞で発生するために受け継がれる可能性のあるDNA突然変異の進化によって引き起こされます。
一般に、これらの障害は4つのカテゴリに分類されます。
単一遺伝子障害
世代から世代へと簡単にたどることができる遺伝性疾患は、通常、単一遺伝子障害、つまり、うまく機能しない遺伝子が1つだけです。
多因子性障害
私たちが遺伝学と遺伝的に関連する障害を理解するにつれて、それはますます認識されています 人間の多くの病気は、環境要因と 遺伝子。 この多因子性疾患のリスクは、単一遺伝子障害と比較して予測するのが困難です。
環境要因と比較した病気の発生率への遺伝的寄与の相対的な重要性は、例えば、遺伝率と呼ばれます 統合失調症の遺伝率は85％です。これは、統合失調症の人の親戚または親戚が曝露される可能性が高いことを意味します。 統合失調症。
染色体異常
染色体異常は多くの遺伝病を引き起こし、染色体の数とこれらの染色体の構造の変化を含みます。 染色体数の変化は、減数分裂または有糸分裂中に適切に分離しない染色体によって引き起こされます。たとえば、ダウン症、フラジル症候群、ハンチントン韓国、ターナー症候群などです。
突然変異
DNA複製プロセス中に、2番目の鎖の重合でエラーが発生することがあります。 突然変異と呼ばれるこれらのエラーは、特に遺伝子のタンパク質コード配列で発生する場合、生物の表現型に影響を与える可能性があります。 DNAポリメラーゼの「校正」スキルのため、エラー率は多くの場合、最も低いエラー（それぞれ1,000万〜1億塩基に1つ）です。
（校正を行わないと、エラー率は1000倍になります。これは、多くのウイルスがDNAおよびRNAポリメラーゼに依存しており、 校正、彼らはより高い突然変異率を知覚します。）DNAの進化の速度を増加させるプロセスは、変異原性と呼ばれます：変異原性化学物質は促進します 多くの場合、塩基対構造を破壊することによるDNA複製のエラー。一方、UV放射は、破壊を引き起こすことによって突然変異を誘発します。 DNA構造。 DNA破壊の化学的性質も自然に発生し、細胞はDNA修復メカニズムを使用してそれらを修復します DNAの不一致と睡眠-しかし、修復はDNAを配列に戻すことができない場合があります 元の。
交差交換された染色体DNAと遺伝子が組換えを使用する生物では、減数分裂の周りの整列のエラーも突然変異を引き起こす可能性があります。 クロスオーバーのエラーは、同じシーケンスによってパートナー染色体が間違ったアラインメントを採用する場合に特に発生する可能性があります。 これにより、ゲノムの特定の領域がこの手法で変異しやすくなります。 このエラーにより、DNA配列に大きな構造変化が生じます-複製、逆位、または削除 すべての領域、または意図的に反対の染色体間ですべての部分を交換する（ 転座）。
これはについての説明です 遺伝学は次のとおりです：歴史、法律、原則、枝および障害 教師教育のすべての読者に役立つことを願っています。 コム
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