Untitled

Genetyka zachowania i dziedziczenie cech

• Pojęcia gatunku i populacji

• Zjawisko doboru naturalnego

• Metody genetyczne w badaniach fizjologicznych

Spis treści

• Pojęcie populacji i gatunku

• Genetyka i jej historia

• Podstawy dziedziczenia

• Dobór naturalny

• Genetyka zachowania a osobowość

• Metody genetyczne wykorzystywane w badaniu różnych nieprawidłowości

Pojęcie populacji i gatunku

• Syntetyczna teoria ewolucji (Theodosius Dobzhansky)

  • Biologiczna definicja gatunku opracowana przez Ernsta Waltera Mayra:

  • Gatunki jako grupy naturalnych populacji mogących się krzyżować i izolowanych rozrodczo od innych grup.

  • Dobzhansky: gatunek jako największy zbiór osobników rozmnażających się płciowo, mających wspólną pulę genów.

    • Istotne aspekty koncepcji gatunku według Mayra:

      1. Gatunki definiowane przez odrębność, nie różnice.

      2. Gatunki jako zbiorowości populacji.

      3. Izolacja rozrodcza jako kluczowe kryterium.

    • Krzyżowanie i rozrodcza izolacja definiują gatunek.

Krytyka biologicznej koncepcji gatunku

• Utrudnienia w zastosowaniu definicji w odniesieniu do organizmów rozmnażających się bezpłciowo.

• George Gaylord Simpson wprowadza definicję gatunku ewolucyjnego jako linię niezależnie ewolucyjnych populacji.

• Konflikt dotyczący tego, czym jest gatunek: umowny twór czy rzeczywista jednostka w przyrodzie.

Pojęcie populacji

• Populacja biologiczna:

  • Grupa osobników tego samego gatunku w określonym obszarze, mogących się krzyżować.

  • Interakcje w populacji bardziej intensywne niż z osobnikami innych populacji.

• Genetyka populacji:

  • Analiza stabilności i zmienności cech genetycznych.

  • Kluczowe mechanizmy zmiany składu genetycznego:

    • Mutacje

    • Dryf genetyczny

    • Rekombinacja

    • Migracja

    • Dobór naturalny

• Ocena bioróżnorodności, działania ochronne dla rzadkich gatunków.

Historia genetyki

• Genetyka jako nauka o dziedziczności i zmienności organizmów.

• Gregor Mendel (1866) jako pionier badań nad dziedzicznością.

• Odkrycie praw Mendla przez Hugo de Vries, Carla Corrensa, i Ericha Tschermaka na początku XX wieku.

  • WAżny wpływ Thoma Morgana i Williama Batesona na popularyzację badań Mendla.

• Mendel wprowadza pojęcia:

  • Allele

  • Heterozygota

  • Czystość gamet.

• Wilhelm Johannsen wprowadza pojęcia genotypu i fenotypu.

• Potwierdzenie zasad dziedziczenia według Mendla przez badania na zwierzętach i roślinach, niepełna zgodność z wynikami badań dotyczących innych cech.

Inne ważne informacje o genetyce

• Koncepcje Weismanna dotyczące nośników chromosomowych i mejozy.

• Pauling, Franklin, Watson, i Crick odkrywają strukturę DNA (1953).

• Monod i Jacob odkrywają informacyjne RNA (mRNA).

• Na początku lat 60. ustalono zasady kodu genetycznego i przeprowadzono sekwencjonowanie DNA.

• Współczesne osiągnięcia przyczyniły się do poznania struktury genów organizmów oraz ich funkcji.

Dziedziczenie - podstawy

• Informacja o białkach w DNA.

• Cechy dziedziczności:

  • Odtwarzanie cech rodziców u potomstwa.

  • Materiał genetyczny to DNA, wyjątek wirusy (RNA).

  • Zmiany w DNA wpływają na informację genetyczną.

  • Genom obejmuje wszystkie odcinki DNA.

  • W eukariontów informacja genetyczna również w mitochondriach i chloroplastach.

• Replikacja DNA przed podziałem komórkowym.

• Mechanizm odczytu informacji genetycznej:

  • Promotory i polimeraza.

  • Proces transkrypcji i translacji:

    • Polipeptyd do białka w cytoplazmie.

• Kod genetyczny:

  • Trójkowy, degeneracja kodu, bezprzecinkowy i niezachodzący.

  • Wspólny dla wszystkich organizmów, źródło zmienności.

Zjawisko doboru naturalnego

• Dobór naturalny jako mechanizm różnorodności organizmów.

• Zmiany w częstości alleli:

  • Preferencja korzystnych cech w populacji.

• Dobór kierunkowy, stabilizujący i rozrywający.

  • Mechanizmy dobierania osobników względem cech.

Genetyka zachowania a osobowość

• Działania Francis Galtona, prekursora psychologii różnic indywidualnych.

• Dyskusja na temat wpływów genetycznych i środowiskowych.

  • Dziedziczenie a środowisko (nature vs. nurture).

• Metody oceny wpływu genetyki:

  • Bliźnięta jedno- i dwujajowe (MZ i DZ), analiza podobieństw.

  • Odziedziczalność cech (h2), klasyfikacja według zmienności.

  • Wpływ czynników środowiskowych, różnice pomiędzy bliźniętami MZ a DZ.

Metody genetyczne w badaniu nieprawidłowości

• Rozwój testów genetycznych: cytogenetyczne, biochemiczne, molekularne.

• Testy cytogenetyczne – analiza struktury chromosomów:

  • Pobrane komórki z krwi, szpiku itp.

• Testy biochemiczne – badanie aktywności białek i metabolitów.

• Testy molekularne – analiza DNA za pomocą technologii jak PCR i sekwencjonowanie.