Paveldimumas - organizmo gebėjimas perduoti genetinę informaciją, koduojančią organizmo požymius, palikuonims. Bet kuris gyvas organizmas, atsiradęs lytinio dauginimosi būdu, paveldi unikalų genetinės informacijos rinkinį. Tai reiškia, kad kiekvienos rūšies individui būdingi tam tikri saviti bruožai. Spalvą, dydį ir formą lemia tai, kaip genai perduodami iš vienos kartos į kitą. Daugelis gyvų organizmų atrodo panašūs, pvz., vienas žvirblis į kitą. Tačiau gyvūnai ir augalai, atsiradę lytinio dauginimosi būdu, visada skiriasi nuo savo giminaičių. Tai sukuriama kelių procesų pagalba: mejozės, nes susidarant lytinėms ląstelėms į jas patenka atsitiktinės chromosomos su savo aleliais, taip pat labai svarbus atsitiktinis ląstelių susiliejimas apvaisinimo metu - niekas negali nuspėti, pvz., kuris spermatozoidas su kuriuo alelių rinkiniu susijungs su kiaušialąste, kurios alelių rinkinys taip pat atsitiktinis, krosingoveris - chromosomų apsikeitimas fragmentais mejozės metu, dėl kurio sukuriama dar didesnė genų rinkinių įvairovė, platinimasis - paprastai organizmai siekia „pasėti“ savo rūšį plačiam areale, kad būtų sudaromos sąlygos poruotis su kuo didesne įvairove tos pačios rūšies organizmų, taip didėja tikimybė išplatinti naudingus rūšiai požymius, kurie galėjo nepriklausomai atsirasti vienuose ar kituose organizmuose. Kintamumas yra būtinas rūšiai egzistuoti, nes tik sukuriant didesnę organizmų įvairovę sudaroma galimybė rūšiai išlikti kintant aplinkos sąlygoms.
Dauguma žmogaus ląstelių turi du poras sudarančių, arba homologinių, chromosomų rinkinius. Juose yra sekos (kartu ir genai), kurios išsidėsčiusios atitinkamomis poromis - vadinamaisiais aleliais. Aleliai yra alternatyvios tos paties sekos atmainos.
Dominantinis alelis - geno alelis, lemiantis dominuojančio požymio susidarymą. Jis nustelbia recesyvinį alelį. Žymimas didžiąja raide, jis paprastai pasireiškia gyvo organizmo fenotipe. Genai egzistuoja daugiau nei viena forma. Kiekviena forma, arba alelis, gali turėti skirtingą poveikį gyvo organizmo požymiams, arba fenotipui. Pavyzdžiui, akių spalvą kontroliuojančiame lokuse vienas alelis gali nulemti mėlynas akis, o kitas - rudas. Daugeliu atvejų veiklus, arba ekspresuotas, būna tik vienas iš dviejų alelių.
Recesyvinis alelis - alelis, lemiantis nustelbiamojo požymio susidarymą. Jį nustelbia dominantinis alelis. Jeigu recesyvinis alelis pateks į porą su dominantiniu aleliu, jis bus neveiklus. Tačiau recesyvinis alelis vis tiek yra genetinės informacijos, arba genotipo, dalis. Tai reiškia, kad jis gali būti perduotas kitai kartai.
Genetiniai tyrimai rodo, kad požymiai paveldimi ne atsitiktiniu būdu. Jie laikosi nuspėjamų matematinių modelių. Šie modeliai vadinami pagal juos atradusį Gregorą Johaną Mendelį. Per lytinį dauginimąsi aleliai sukeičiami tarsi kortos kaladėje. Tačiau šis sukeitimas ne visada būna labai kruopštus. Aleliai, esantys arti vienas kito toje pačioje chromosomoje, dažnai pasilieka kartu, taigi yra perduodami kaip viena grupė. Lytinėse chromosomose yra daug alelių, tarp jų ir lytį nulemiančių alelių. Tai reiškia, kad kai kurie požymiai yra būdingi vienai lyčiai, bet būna reti arba išvis nepasireiškia kitoje lytyje. Krosingoveris mejozės metu pergrupuoja genomo sekas. Tai įvyksta atsitiktinai - atsitiktiniu DNR molekulės pertvarkymu arba chromosomų skaičiaus ar formos pakitimu. Tokie pokyčiai vadinami mutacijomis. Jeigu mutacija įvyksta lytinėje ląstelėje, ji gali būti perduota iš vienos kartos į kitą. Mutacijos yra gyvų organizmų kintamumo šaltinis.
Genetika - mokslas apie paveldimumą: apie tai, kaip perduodami požymiai. Mokslininkai dažnai atlieka bandymus, per kuriuos užauginama daug bakterijų, augalų arba gyvūnų kartų. Genetinėje inžinerijoje mokslininkai sąmoningai pakeičia genotipus, perkeldami genus iš vieno organizmo į kitą. Šitaip genetikai inžinieriai gali suteikti organizmui požymius, kurių šis paprastai neturi. Bakterijos, gautos genetinės inžinerijos būdu, gali būti panaudotos gaminti tokioms medžiagoms kaip žmogaus hormonai.
Pelės kaip modeliniai organizmai genetikoje
Pelės, kaip ir kiti gyvūnai, atsiradę lytinio dauginimosi būdu, visada skiriasi nuo savo giminaičių. Tai sukuriama kelių procesų pagalba: mejozės, nes susidarant lytinėms ląstelėms į jas patenka atsitiktinės chromosomos su savo aleliais, taip pat labai svarbus atsitiktinis ląstelių susiliejimas apvaisinimo metu - niekas negali nuspėti, pvz., kuris spermatozoidas su kuriuo alelių rinkiniu susijungs su kiaušialąste, kurios alelių rinkinys taip pat atsitiktinis, krosingoveris - chromosomų apsikeitimas fragmentais mejozės metu, dėl kurio sukuriama dar didesnė genų rinkinių įvairovė, platinimasis - paprastai organizmai siekia „pasėti“ savo rūšį plačiam areale, kad būtų sudaromos sąlygos poruotis su kuo didesne įvairove tos pačios rūšies organizmų, taip didėja tikimybė išplatinti naudingus rūšiai požymius, kurie galėjo nepriklausomai atsirasti vienuose ar kituose organizmuose. Kintamumas yra būtinas rūšiai egzistuoti, nes tik sukuriant didesnę organizmų įvairovę sudaroma galimybė rūšiai išlikti kintant aplinkos sąlygoms.
Pelės turi panašią fiziologiją ir genetinę struktūrą kaip žmonės, todėl tyrimai su pelėmis gali suteikti vertingos informacijos apie vaistų poveikį žmonėms. Tyrimai su pelėmis leidžia įvertinti vaistų saugumą ir efektyvumą prieš pradedant klinikinius tyrimus su žmonėmis. Mokslininkai dažnai atlieka bandymus, per kuriuos užauginama daug pelėms kartų. Tai leidžia stebėti genų perdavimą ir požymių pasireiškimą.
Genetiniai principai: aleliai, genotipas ir fenotipas
Aleliai (aleliniai genai) - genų struktūrinės atmainos. Paprastai būna: AA, Aa, aa. Fenotipas - kaip organizme pasireiškia genai; fenotipą lemia bendras genotipas ir aplinkos sąveika. Dominuojantys dažniau pasireiškia (t.y. Jeigu tėvo aleliai AA ir motinos AA - didelė tikimybė, kad vaikas ir turės rudas akis. Homologinių chromosomų poros yra vadinamos tokios, kai susideda 1 chrom. iš tėvo lytinės ląstelės, o kitas iš motinos lytinės ląstelės. P - angl. Pagal genotipą 2 Aa, 1 Aa, 1 aa. Kai kuriuos paveldimus požymius kontroliuoja daugybiniai aleliai (daugiau nei 2). Tačiau kiekvienas individas paveldi tik 2 iš visų galimų alelių. Taip yra paveldima kraujo grupės, nes aleliai yra ABO.
Pavyzdžiui, akių spalvą kontroliuojančiame lokuse vienas alelis gali nulemti mėlynas akis, o kitas - rudas. Daugeliu atvejų veiklus, arba ekspresuotas, būna tik vienas iš dviejų alelių. Recesyvinis alelis - alelis, lemiantis nustelbiamojo požymio susidarymą. Jį nustelbia dominantinis alelis. Jeigu recesyvinis alelis pateks į porą su dominantiniu aleliu, jis bus neveiklus. Tačiau recesyvinis alelis vis tiek yra genetinės informacijos, arba genotipo, dalis. Tai reiškia, kad jis gali būti perduotas kitai kartai.
Homozigotinis dominuojantis: AA. Homozigotinis recesyvinis: aa. Heterozigotinis: Aa. Recesyvius požymius galima paveldėti, kai individas paveldi du recesyvius alelius (vieną iš kiekvieno tėvo). Pvz., jei alelis „a“ yra recesyvinis, individas turi būti „aa“, kad pasireikštų recesyvus požymis.
Ar dvi juodos pelės gali susilaukti rudų palikuonių?
Taip, dvi juodos pelės gali susilaukti rudų palikuonių, jei jos abi yra heterozigotinės ir neša recesyvinį alelį, atsakingą už rudą kailio spalvą. Tai paaiškinama Mendelio paveldėjimo dėsniais. Jei juoda spalva yra dominuojanti (pvz., žymima "B"), o ruda spalva yra recesyvinė (žymima "b"), tai juoda pelė gali turėti genotipą BB (homozigotiška dominantė) arba Bb (heterozigotiška). Jei abi juodos pelės turi genotipą Bb, jos gali perduoti savo palikuonims recesyvinį alelį "b".
Kai dvi heterozigotinės pelės (Bb x Bb) susikryžminamos, genetiniai deriniai jų palikuonims gali būti šie: BB (juoda), Bb (juoda), Bb (juoda) ir bb (ruda). Taigi, yra 25% tikimybė, kad jų palikuonis turės genotipą bb ir pasireikš rudas kailis.
Štai pavyzdys su jūrų kiaulyčių F1 karta: Sukryžminus homozigotinę juodą (AA) su homozigotine balta (aa), visi F1 kartos palikuonys bus heterozigotiniai (Aa) ir turės juodą kailį. Sukryžminus F1 kartos individus (Aa x Aa), F2 kartoje tikėtinas fenotipų santykis bus 3:1 (3 juodos ir 1 balta). Tai rodo, kad net jei abu tėvai pasižymi dominuojančiu požymiu, recesyvinis požymis gali pasireikšti palikuonims, jei abu tėvai jį neša.
Kaip sužinoti, kokio amžiaus iš tiesų yra kūnas ir kaip „neįjungti“ blogų genų?
Graužikų invazija ir genetinis kintamumas
Graužikai, tokie kaip pelės ir žiurkės, Lietuvoje yra dažni ir pavojingi kenkėjai. Jie sparčiai dauginasi, platina ligas ir gali padaryti žalą turtui. Pelės nėštumas trunka vos 3-3,5 savaitės. Vadoje būna 4-16 jauniklių. Nors jų gyvenimo trukmė trumpa, nevaldoma populiacija gali akimirksniu išaugti iki didžiulio masto-per vienerius metus viena pelių pora gali susilaukti iki 600 palikuonių, todėl svarbu žinoti, kaip užkirsti kelią jiems patekti į patalpas. Tai aktualu ypač dabar, kai rudenį, ieškodami maisto ir prieglobsčio, graužikai traukia į individualius namus, butus, maitinimo įstaigas ar gamyklas. Graužikai yra žinomi kaip pavojingų ligų platintojai. Per savo išmatas, šlapimą ar tiesioginį kontaktą jie gali pernešti leptospirozę, salmoneliozę ir kitas pavojingas ligas. Dažniausiai Lietuvoje, įvairiose patalpose, pasitaikantys graužikai - naminės pelės, pilkosios žiurkės. Retai, bet galima sutikti ir juodųjų žiurkių.
Graužikai pasižymi neįtikėtinu lankstumu - suaugusi žiurkė gali pralįsti pro angą, ne didesnę už nykštį, o pelė - vos už pieštuko skersmens. Įtrūkimai sienose, nesandarios durys, langai ar pamatai - tiesiausias kelias graužikams į patalpas. Užtikrinus barjerus galima apsisaugoti nuo ligų, turto sugadinimo ir net reputacijos praradimo.
Neprofesionalus ir plačiai paplitęs nuodijančių medžiagų naudojimas, atrodo, paskatino atsparių pelių bei žiurkių evoliuciją bei paplitimą. Pelės iš skirtingų šalių greičiausiai susikryžmino, susilaukdamos palikuonių, kurias tyrėjai vadina „keistomis“ ir „pranašesnėmis“ naminėmis pelėmis, nes jos atsparios įprastiems graužikus naikinantiems nuodams. Toks procesas vadinamas horizontaliuoju genų perdavimu ir paprastai matomas tik tarp mikrobų. Panašu, jog procesą skatina žmonės. Pelės iš skirtingų regionų greičiausiai nebūtų susidūrusios, jei nebūtų plitusios dėl žmogaus veiklos.
Kovai su graužikų antplūdžiu reikia aktyvių priemonių, savalaikio įsikišimo ir nuolatinių pastangų derinio. Geriausia graužikų kontrolės forma yra prevencija. Štai kelios taktikos: Užsandarinkite patekimo vietas: Reguliariai apžiūrėkite namus, ar nėra įtrūkimų, skylių ar kitų galimų patekimo vietų. Naudokite plieninę vatą arba sandariklį, kad užsandarintumėte plyšius, ypatingą dėmesį atkreipdami į vietas, kur į namą įeina komunaliniai vamzdžiai. Susitvarkykite: Sutvarkykite rūsius, palėpes ir sandėliukus. Graužikai gali susisukti lizdus senose dėžėse, laikraščiuose ir audiniuose. Pasirūpinkite, kad virtuvėje neliktų maisto likučių, o maisto produktus laikykite sandariuose induose.
Jei aptikote graužikų, apsvarstykite toliau nurodytus naikinimo būdus: Gaudymą spąstais: Tradiciniai spąstai gali būti veiksmingi, jei užkrėstos nedidelės teritorijos. Taip pat yra humaniškesnių spąstų, kuriais graužikai gaudomi jų nesužeidžiant. Katės: Daugelis namų savininkų mano, kad naminė katė gali veiksmingai atbaidyti peles. Profesionali pagalba: Didesnio užkrėtimo atveju verta pasamdyti profesionalią kenkėjų kontrolės tarnybą. Jie turės prieigą prie įrankių ir metodų, kurie gali būti veiksmingesni nei pasidaryk pats metodai.
