Essay on Genetics: The Living Cell of Living Cell

Essay on Genetics: The Living Leader of Living Cell!

En av de mest anmärkningsvärda aspekterna av livet är dess kapacitet att inte bara kontinuerligt söka tillstånd av dynamisk jämvikt i förhållande till miljön utan också att producera anmärkningsvärda trogna kopior av sig själv för otaliga generationer.

Många växter och djur finns idag i en form som är nästan identisk med deras förfäder tusentals år sedan. Många dagens levnadsarter verkar likna nära, om de inte ska dupliceras, förfäder för flera tusen år sedan. Cro-Magnon-mannen 25.000 år sedan var fysiskt lite annorlunda än den moderna mannen.

Herrediens bärare:

Kärnor av levande celler innehåller små stav som strukturer i par, kromosomerna (så kallade på grund av deras förmåga att absorbera vissa färgämnen). De två uppsättningarna verkar vid undersökning vara identiska eller nästan så. Även om kromosomerna i en cell kan variera markant i storlek och form, kommer varje kromosom att ha en "kompis" av ungefär samma storlek och form. Om reproduktion är sexuell representerar en uppsättning arv från fadern; den andra sätter arv från moderen. Antalet kromosomer i en levande cell varierar från en art av djur eller växt till en annan. På människor finns tjugotvå par.

Kromosomer bär vad Schrodinger har kallat ett "kodskript." Detta kodskript styr utvecklingen av organismen från det att ägget befruktas till vuxenstaten och på stora sätt styr organismens biologiska funktion under hela livet.

För att använda en överdimensionerad och alldeles för mekanisk analogi kan vi säga att kromosomala bärare av ärftlighet fungerar som de stansade banden eller korten som matas in i elektroniska datorer. De får en maskin att gå igenom en rad förutsägbara steg. Denna analogi skulle vara mer fullständig om en av de processer som inducerades i datorn var duplicering av respektive maskin, komplett med en identisk uppsättning stansade band eller kort.

Den "förökade" duplicatorn skulle då engagera sig i samma processer, självkopiering och allting - och detta skulle fortsätta på obestämd tid. För att analogi ska vara perfekt skulle reproduktionen av en dator kräva funktionerna hos två föräldradatorer, "man" och "kvinna", som var och en skulle bidra till avkomman en uppsättning egna stansade band eller kort som skulle fungera gemensamt för att styra avkommans funktion.

Fram till det senaste decenniet eller så trodde biologerna att en specifik egenskap hos en organism styrs av en specifik region av en kromosom eller matchad kromosom. Denna region hänvisades till som en gen. Före 1953 tänkte biologerna en gen att vara en mycket komplex proteinmolekyl. Emellertid har genteori under senare år genomgått en revolution.

Först upptäcktes det att den kemiska bäraren av ärftliga egenskaper inte är protein utan ett kemiskt, deoxiribonukleinsyra-DNA för korta, vilket är centrerat i cellkärnorna. Ribonukleinsyra (RNA) - en nära replika av DNA-rörelser ut ur cellkärnor i cellernas cytoplasma eller yttre skikt. Således sänder RNA faktiskt den kodade ärftliga informationen av DNA till andra vävnader.

Kromosomer består huvudsakligen av molekyler av DNA. DNA, genom användningen av sitt "partner-kemiska" RNA, har den unika förmågan att reproducera sig identiskt närhelst dess miljö innehåller de nödvändiga råmaterialen. Dubbelering av kromosomala gener är emellertid inte alls den enda funktionen av DNA.

Genom pionjärarbetet av Andre Lwoff, Jacques Monod och Francois Jacob från Pasteur-institutet i Paris framgår det att när ett främmande ämne införs i en cell, utlöser det cellens DNA att producera exakt till enzym som behövs för att omvandla substans till en kemisk form som celler kan använda för att utvecklas och multiplicera.

På så sätt kan generens grundfunktion slås på eller av - de kan utföra andra uppgifter än att bara överföra arveliga egenskaper. Forskning fortsätter, och enligt detta skrivande verkar det tydligt att vi ännu inte kan veta lite om DNA: s funktioner. Det är dock uppenbart att det tjänar som en typ av "hjärna i cellen" (för att använda en rå analogi), vars fulla konsekvenser tvingar oss att fundamentalt se över vårt begrepp av cellen och kanske själva livets natur.

En andra stor upptäckt har varit att DNA-molekyler i en kromosom vanligtvis inte arbetar oberoende av varandra. De tenderar att arbeta i lag, i den meningen att funktionen hos en påverkar andras funktion. En auktoritet uppfattar en kromosom som en "hierarki av fält" snarare än en sammansättning av partiklar. Genkonceptet är fortfarande användbart men det verkar nu bäst att tänka på en gen som en funktion av en region av en kromosom snarare än som en specifik partikel.

Som vi har sett uppträder kromosomer i kroppsceller i matchade par. Tydligen uppträder deras funktionsgener också i matchade par, varav ett av varje par är associerat med en kromosom, dess kompis med den matchade kromosomen. När vi säger att en ärftlig egenskap, som hudfärg, styrs av en gengrupp, menar vi verkligen ett par gengrupper.

Det är emellertid vanligt att en medlem i ett genpar eller gengruppspar är recessiv; det vill säga när det parras med en dominant gen eller gengrupp misslyckas det att göra dess egenskaper uppenbara i den resulterande kroppsstrukturen. Således, när en gen för bruna ögon är parad med en gen för blå ögon, råder genen för bruna ögon. För att en person ska ha blå ögon måste han bära två recessiva gener för blå.

Ögonfärg är en av några egenskaper hos människor som styrs av en enda genpar. Andra sådana egenskaper innefattar blodtyp, albinism och "smakblindhet" för vissa kemikalier. I dessa fall kan vi, om vi känner till en man och en kvinnas genetiska historia för några generationer tidigare, med stor noggrannhet kunna förutse hur stor andel av deras barn som kan uppvisa ett visst drag. Denna typ av arv följer mendeliska principer, dvs principerna om ärftlighet formulerad av Gregor, Mendel (1822-1884). Kännetecken som är ärvda är "klara avskurna" i den meningen att de verkar helt eller inte alls.

Men mycket vanligare bland människor är ärftliga egenskaper som är resultatet av blandning, dvs samspelet mellan genlag. Dessa egenskaper följer inte all eller ingen princip; de verkar som en punkt på ett kontinuum. Goda exempel bland människor är storhet, hudfärg och predisposition mot vissa sjukdomar. Det är mycket svårt att förutse resultatet av blandningen; till exempel, även om vi kände hudfärgerna hos en babys förfäder, i flera generationer, skulle det fortfarande inte vara säkert att förutsäga barnets färg före födelsen.

Naturligtvis, på grund av de sätt på vilka miljöfaktorer som uppenbarligen kan påverka fysiska egenskaper är det naturligtvis aldrig säkert att förutsäga att någon särskild typ av ärftlig egenskap kommer att uppträda hos en vuxen avkomma. Detta fenomen är tillräckligt viktigt för att undersökas mer detaljerat.

Mönstret av en organisms gener kallas organismens genotyp, dess inre kromosomala struktur. Genotypen reglerar vad en organism kan bli i en given miljö och bestämmer också de ärftliga egenskaperna som en organism kan överföra till sin avkomma (men om reproduktionen är heteroseksuell, är genotypen av avkomman naturligtvis en produkt av genotypen hos båda papporna och mor).

En organisms yttre utseende kallas dess fenotyp. Fenotypen verkar alltid vara en produkt av dess genotypiska och miljöpåverkan. Fenotyper kan variera avsevärt även när genotyperna är desamma. Till exempel, när personer med asiatisk extraktion flyttar till Förenta staterna, tenderar deras barn (om de odlas i landet) att vara större än föräldrarna och deras barnbarn större än. Detta betyder en förändring i fenotyp men inte nödvändigtvis en förändring av genotypen. Bättre näring kan öka storleken på kommande generationer utan att minst ändra sin ärftliga potential. Omvänt kan två personer ha samma fenotyp för ett visst drag men skiljer sig åt i genotypen.

Moderna genetiker är benägna att ge mindre vikt än vad deras förfäder påverkade genotypen. Visst är det genetiskt arv som är avgörande för att bestämma vilken typ av vuxen en person kommer att bli, men faktum är att vi inte känner till den exakta rollen genotypen spelar för att bestämma fenotypen. Forskare brukade debattera vad de kallade naturkvalitetsfrågan.

Frågan kan formuleras sålunda: Vilka egenskaper hos en organism är produkter av fysiskt arv och vilka är miljömässiga produkter? Men moderna forskare har nästan övergivit debatten om denna fråga. många säger att eftersom vi inte har tillräckliga medel för att fastställa fakta, fortsätter en sådan debatt vara meningslöst.

De bästa studierna om effekten av genetiskt arv är de på identiska tvillingar. Eftersom identiska tvillingar härrör från splittring av ett enda befruktat ägg, antagligen har de identiska gener. Vad som bestäms av ärftlighet borde därför förekomma i exakt samma form i de två tvillingarna, naturligtvis, till sådan miljöändring som kan ha inträffat.

Det är sant att identiska tvillingar oftast ser väldigt lika ut, ibland till den punkt där deras föräldrar knappt kan berätta för dem. Detta innebär emellertid inte att de nödvändigtvis är lika i andra avseenden.

Enligt en studie är IQ-skillnaden mellan identiska tvillingar som har uppburits tillsammans 3, 1 poäng; den av fraternal tvillingar uppfostras, 8, 5 poäng. Myndigheterna påpekar dock att samma dubbla studier inte betyder mycket. De flesta tvillingstudierna involverar tvillingar som uppförts tillsammans, och identiska tvillingar delar en mer liknande miljö än icke-tvilliga syskon. De identifierar sig nära varandra och kommer att se världen runt dem på nästan samma villkor. Dessutom delar de normalt samma kost och vård.

Den mest giltiga typen av studier med avseende på naturkonsekvenser är den för identiska tvillingar som separerades i spädbarn och uppföddes ur kontakt med varandra och i olika miljöer. Under dessa förhållanden tenderar tvillingar att vara mindre lika; till exempel, den genomsnittliga skillnaden i IQ poäng i dubblar den av identiska! Vinna uppföddes tillsammans. Men ett otillräckligt antal fall av identiska tvillingar som uppdelats i olika miljöer har hittills studerats för att berätta mycket för det som är avgörande. Vi förblir säkrare när vi vägrar att säga att vissa egenskaper är ärftliga och andra förvärvas. Det verkar troligt att alla fysiska egenskaper representerar en blandning av båda influenser.

Är personlighetstreken härdad?

Denna fråga har ett enkelt svar: Inget bevis! Det är uppenbart att vissa personlighetsdrag förekommer regelbundet i en familjelinje och inte i någon annan. En betydande del av familjemedlemmarna kan vara ovanligt energisk eller ovanligt lat, ovanligt excitativ eller ovanligt phlegmatisk, ovanligt snabbmättad eller ovanligt långsam till ilska, ovanligt amorös eller ovanligt kall.

Det frekventa utseendet på ett givet personlighetsdrag i en viss familjelinje är emellertid lätt förklarlig som ett resultat av socialt eller kulturellt arv. John Jr. kan vara snabbmättad eftersom han har observerat att John Srs lika snabba humör i många situationer får önskade resultat.

När detta händer lärs personlighetstreget och inte ärftas genetiskt. Såvitt vi vet är alla personlighetsdrag lärd. Vi har emellertid inga avgörande bevis för att detta är sant. om vi någonsin lär oss att genomföra meningsfulla studier på detta område kan vi upptäcka att vissa personlighetsdrag har en genetisk grund.

Vissa personer är vad vi kallar "högsträckta"; de är ovanligt känsliga och lätt upprörd. Denna speciella personlighetstyp kan väl visa sig vara en produkt av ett visst genmönster. Men det vet vi inte.

När någon säger att Maria, som har blivit föremål för butikshöjning, "kommer med det ärligt", betyder han vanligtvis att hon ärvt en tendens som har uppstått i familjen innan - kanske var Maria tante Maude också en butikshändare. Att ålägga sådant beteende till arv är att gå långt utöver bevisen.

Det klokaste stället för en lärare att ta är att den fysiska arv i sig är sällan av någon avgörande betydelse. Det är som lärare vi kan få några ledtrådar om hur man hanterar ett barn eller en ungdom från kunskap om hans genetiska smink, även om vi har sådan kunskap. Det som är av avgörande betydelse är ett barns förmåga att modifiera sig genom interaktion med en miljö. Allt utom den hopplöst defekta har denna kapacitet.

Ras och genetik:

Modern genetik hjälper oss att förstå bättre vad en ras är och hur raser skiljer sig. Två egenskaper hos gener har stor betydelse i detta sammanhang. En egenskap är att funktionen hos en viss DNA-molekyl, eller en samverkande grupp av sådana molekyler (genlag), förblir stabil under en obestämd tidsperiod.

Mutationer, som diskuteras i nästa avsnitt, uppstår; men, utan mutationer, förändras genfunktionerna inte. Sålunda kommer en gen som producerar bruna ögon att fortsätta att göra det på obestämd tid. Vidare är den molekylära strukturen hos en sådan gen, så vitt vi vet, densamma om en person är en negro, en svensk eller en polynesisk.

En andra egenskap hos gener är att de verkar kunna variera oberoende. Vid första tanken kan detta uttalande verka motsäga den tidigare påståendet att de flesta fysiska egenskaper är produkter av gengrupper och att en kromosom bättre kan förstås som ett "fältstyrka" med mycket komplexa liljor av interaktion.

Men om vi anser oberoende genvariation som släkting - det vill säga inte helt oberoende, men relativt så är det ingen motsättning. Som en följd av denna andra egenskap hos gener kan gener som producerar lång mogenhet uppstå hos personer som bär gener för svart eller vit hud, smal eller bred näsa, blont eller mörkt hår, blå eller bruna ögon. Således kan någon arvelig egenskap framträda i samband med något annat drag.

Dessa två genetiska principer ger mening åt följande definition av ras: "Racer är populationer som skiljer sig i den relativa vanheten hos vissa av deras gener." Således kan en given egenskap, såsom höghet, förekomma oftare än i en viss ras en annan ras. En viss hudfärg kan vara vanligare i en tävling än i en annan.

Detta betyder inte att gener som kan producera egenskaper som är helt annorlunda än de vanliga är frånvarande från en ras. det betyder snarare att det finns "majoritetsdrag" som är tillräckligt vanliga för att få de flesta medlemmarna av en ras att se annorlunda ut än de flesta medlemmarna i en annan ras.

Denna definition är inte svårfri, eftersom problemet kvarstår för att bestämma vilka egenskaper som ska användas för att definiera en viss ras. Om vi ​​bara använder en karaktäristisk egenskap som hudfärg och antar att alla med en svart hud tillhör en "svart ras", måste vi inkludera folk som skiljer sig markant från varandra i andra egenskaper (t.ex. asiatiska indianer, melaneser och afrikaner).

Det är därför nödvändigt att använda flera egenskaper som lätt kan mätas och som tenderar att förekomma i kombination. Antropologer har använt hudfärg, hårfärg och konsistens, ögonfärg, huvudform och statur. Klassificeringssystem som används för närvarande föreslår vanligtvis tre primära raser, eller rasen: Kaukasoid, Negroid och Mongoloid.

Inom ramen för detta kan flera hundra distinkta raser identifieras, t.ex. Norden, Alperna, Medelhavet, Armenoid, Hindi och så vidare. Eftersom basen som vanligtvis används för att klassificera människor rasellt är godtycklig, och eftersom rasblandning uppenbarligen har inträffat sedan den första utvecklingen av särskiljande raser, kan vi bara dra slutsatsen att begreppet ras inte är mycket meningsfullt. I Dunn och Dobzhanskys ord. "När vi säger att två populationer är rasartade skiljer vi inte mycket."

Det kan finnas stora skillnader kulturellt mellan raserna, men det handlar om lärande och inte en produkt av biologisk skillnad. Ingen har ännu kunnat framföra vetenskapligt försvarbara bevis för att en ras är överlägsen en annan på något sätt som vi anser vara viktiga.

Vissa tävlingar tenderar att vara fysiskt starkare än andra, vissa kan stå emot kyla bättre än andra, vissa kan tåla värme bättre än andra - men det är relativt små saker. Det finns inga bevis för att någon ras har överlägsen kapacitet för intelligent beteende eller moralmonopol.

Trots att kulturella skillnader på vissa ställen kan göra olaglig rasfamilj, finns det ingen känd biologisk skada som kan bero på rasblandning. Tvärtom föreslår erfarenhet av hybridisering i hela växt- och djurriket att en hybridstam kan vara biologiskt bättre, dvs starkare och mer kraftfull än föräldernas sorter.

Många socialforskare anser att det i slutändan utbrett rasförlovning inte bara kommer att inträffa, men kommer att vara den enda slutliga lösningen på problemet med rasfördomar.

Den huvudsakliga rasenlektionen som modern genetik har för potentiella lärare är att det inte finns några kända biologiska gränser som hindrar en ras från att lära sig vilka andra raser har lärt sig. Men kulturella begränsningar kan vara ganska allvarliga och kan kräva att generationer ska övervinna.

Lärare bör erkänna att vissa rasar på grund av kulturell bakgrund typiskt överträffar andra i ett genomsnittligt amerikanskt klassrum. Till exempel bor författarna i ett samhälle med en ganska stor kinesisk-amerikansk befolkning, och kinesiska barn och ungdomar är vanligtvis "högaktörer" inom akademiska ämnen. En kulturtradition av prisande stipendium, som sträcker sig bakåt tusentals år, förklarar utan tvekan den kinesiska prestationen.