Zawartość
O ciągłości genetycznej możesz myśleć na wiele sposobów. W pewnym sensie odnosi się do spójnej replikacji informacji genetycznej z komórki rodzicielskiej do dwóch komórek potomnych. Inna perspektywa koncentruje się na ciągłości cech rodzicielskich u potomstwa. Na wyższym poziomie możesz zobaczyć wpływ ewolucji na pulę genów w populacji gatunków. Ostatecznie wszystkie te idee zależą od DNA lub kwasu dezoksyrybonukleinowego, który utrzymuje ciągłość genetyczną, ale także wprowadza zmiany genetyczne.
DNA and You
Twoje fizyczne, biochemiczne i do pewnego stopnia cechy behawioralne wynikają z twojego materiału genetycznego, mieszczącego się w 23 parach - matczynych i ojcowskich - chromosomów obciążonych DNA w każdej z komórek twojego ciała. Geny, które stanowią około 2 procent twojego DNA, kodują białka, które wyrażają twoje cechy. Zanim komórka będzie mogła się podzielić, musi zduplikować chromosomy, aby każda komórka potomna otrzymała pełny dopełniacz. Komórka rozpoczyna ten proces od replikacji swojego DNA, tworząc dwie kopie każdej dwuniciowej cząsteczki DNA. Replikowane nici tworzą podwójne ramiona, zwane chromatydami, na każdym chromosomie. Dokładna replikacja DNA jest podstawowym kluczem do ciągłości genetycznej.
Mitosis: The Great Divide
Błona jądrowa komórki otacza chromosomy w gościnnym środowisku. Po replikacji DNA komórka rozpoczyna podział jądrowy, proces zwany mitozą. Na początku tego procesu chromosomy podwójnie chromatydowe gęstnieją i kondensują, a błona jądrowa komórki zaczyna się rozpadać. Mikrotubule zakotwiczone w strukturach zwanych centrosomami chwytają każdy chromosom i wyrównują go wzdłuż osi środkowej komórki. Następnie chromatydy rozdzielają się, tworząc dwa zestawy potomnych chromosomów. Po zakończeniu mitozy każda rozwijająca się komórka potomna otrzymuje jeden zestaw chromosomów. Błony jądrowe powracają, gdy komórka dzieli się w procesie cytokinezy. W ten sposób mitoza zapewnia ciągłość genetyczną między pokoleniami komórek.
Mejoza: seksowna alternatywa
Ciągłości genetycznej nie należy mylić z brakiem zmienności. Fakt, że jesteś podobny do obojga rodziców, ale nie jesteś identyczny, wynika w dużej mierze ze zmian wprowadzonych przez mejozę, która wytwarza komórki płciowe lub gamety. W trakcie dwóch cykli komórkowych specjalne komórki przechodzą mejozę i tworzą gamety zawierające tylko jeden zestaw chromosomów, mieszany zestaw zawierający pojedynczą kopię każdego chromosomu losowo dostarczanego z dowolnego zestawu rodzicielskiego. Mejoza jeszcze bardziej zwiększa zmienność poprzez krzyżowanie matczynych i ojcowskich kopii niektórych chromosomów, wymianę części DNA i tworzenie zasadniczo nowych chromosomów o unikalnej zawartości genetycznej. Podczas zapłodnienia losowe łączenie jaj i plemników przywraca pełną liczbę chromosomów, które kontrolują cechy potomstwa.
Mutanty mogą być mile widziane
Mutacje to spontaniczne zmiany w zawartości informacyjnej genu. Jeśli mutacja występuje w gamecie, potomstwo może odziedziczyć mutację. Niektóre mutacje są korzystne i mogą tworzyć przewagę ewolucyjną, prowadząc nawet do nowych gatunków. Inne mutacje pozostają niezauważone, ale niektóre mogą być szkodliwe i powodować potencjalnie śmiertelne lub osłabiające defekty genetyczne. Ewolucja i selekcja naturalna wyeliminowały niechciane mutacje, pomagając zapewnić ciągłość genetyczną cech, które pomagają gatunkowi przetrwać.