HERITABILNOST: GENETSKE BAZE, METODE PROUČAVANJA, PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Nasljednosti je svojstvo koje ima određeni fenotipski karakteristiku populacije biti zajednička ili naslijediti preko genotipa. Ovu osobinu ili karakter općenito prenosimo s roditelja na svoje potomke.

Fenotipski izraz (koji odgovara vidljivim osobinama pojedinca) nasljednog karaktera osjetljiv je na okoliš u kojem se potomstvo razvija, pa se neće nužno izraziti na isti način kao u roditelja.

Shema nasljeđivanja krvne grupe između roditelja AB i O (Izvor: AB i O_RegularInheritance.PNG: korisnik: Dr.saptarshiderivativni rad: Ksd5 putem Wikimedia Commonsa)

U populaciji eksperimentalnih organizama relativno je lako odrediti koje su nasljedne osobine, budući da se izraz roditeljske osobine u potomstvu može primijetiti uzgojem potomstva u istom okruženju u kojem se razvijaju roditelji.

U divljim populacijama, s druge strane, teško je razlikovati koji su fenotipski znakovi koji se prenose nasljedno, a koji su produkt promjena okolišnih uvjeta, to jest epigenetske promjene.

Ovo je posebno teško razlikovati za većinu fenotipskih osobina u ljudskoj populaciji, gdje se sugerira da su najbolji modeli za proučavanje identični parovi blizanaca koji su razdvojeni pri rođenju i koji odrastaju u istom okruženju.

Jedan od prvih znanstvenika koji je proučavao nasljednost bio je Gregor Mendel. Mendel je u svojim eksperimentima dobivao linije biljaka graška s likovima koji su naslijeđeni i gotovo u cijelosti izraženi između roditelja i potomstva.

Genetske osnove za proučavanje nasljednosti

Heritabilnost je rezultat prijenosa gena putem gameta (s roditelja na potomstvo) spolnom reprodukcijom. Međutim, tijekom sinteze i fuzije gamete, događaju se dvije rekombinacije koje mogu promijeniti raspored i redoslijed ovih gena.

Znanstvenici koji rade na eksperimentalnoj identifikaciji nasljednih osobina rade čistim linijama, izogenim za većinu lokusa (genetski identične), jer jedinke iz čistih linija imaju isti genotip na homozigotni način.

Izogena linija jamči da arhitektura gena u jezgri ne utječe na fenotip koji se promatra, budući da, unatoč činjenici da pojedinci dijele isti genotip, mijenjanjem položaja gena u jezgri, varijacije u fenotip.

Za istraživače je dobivanje čistih i izogenih linija svojevrsno „jamstvo“ da su fenotipske osobine koje dijele roditelji i potomci proizvod genotipa i, prema tome, potpuno nasljedne.

Mendelijsko nasljeđivanje osobina boje krzna u goveda (Izvor: Sciencia58 putem Wikimedia Commons)

Unatoč činjenici da je fenotip uvijek proizvod genotipa, važno je imati na umu da, iako pojedinci imaju isti genotip, može se dogoditi da nisu svi geni izraženi u navedenom fenotipu.

Zajamčiti ekspresiju gena vrlo je složeno istraživanje, budući da se njihova ekspresija može razlikovati za svaki genotip, a ponekad su ti geni regulirani i drugim faktorima kao što su epigenetski faktori, oni iz okoliša ili drugi geni.

Metode ispitivanja

Grana genetike poznata kao "Klasična genetika" usredotočena je na proučavanje nasljednosti osobina. U klasičnoj genetici roditelji se križaju s potomcima čitave populacije nekoliko generacija, dok ne dobiju čiste i izogene linije.

H2 statistika

Jednom kada se pokaže svojstvenost osobine, stupanj nasljednosti može se kvantificirati statističkim indeksom identificiranim kao H2.

Heritabilnost (H2) izračunava se kao odnos između varijacija genotipskih sredstava (S2g) i ukupne fenotipske varijance populacije (S2p). Fenotipska varijancija populacije može se razgraditi u varijancu genotipskog sredstva (S2g) i rezidualnu varijansu (S2e).

Statistika nasljeđivanja (H2) govori nam o tome koliki udio fenotipske varijacije u populaciji nastaje zbog genotipske varijacije. Ovaj indeks ne pokazuje koliki je udio pojedinačnog fenotipa koji se može pripisati njegovom nasljeđivanju i njegovoj okolini.

Mora se uzeti u obzir da je fenotip pojedinca posljedica interakcije njegovih gena i uvjeta okoliša u kojem se razvija.

Suvremene tehnike

Trenutno postoje alati kao što je Sljedeća generacija sekvenciranja (SNG) pomoću kojih je moguće sekvencirati čitav genom jedinki, tako da se nasljedne osobine mogu pratiti in vivo u genom organizama.

Pored toga, suvremeni alati za bioinformatiku omogućuju nuklearnu arhitekturu prilično precizno modeliranu tako da grubo locira gene u jezgri.

Primjeri

- Heritabilnost u biljkama

Predložena je statistička metoda za mjerenje stupnja nasljeđivanja likova za biljne vrste koje imaju komercijalni interes. Stoga se većina primjera iz literature odnosi na biljne vrste važne za prehrambenu industriju.

Kod svih vrsta usjeva proučava se nasljednost znakova agronomije poput otpornosti na patogene, prinosa voća, otpornosti na vruće ili hladne temperature, veličine lišća itd.

Klasičnim genetskim poboljšanjem povrtnih kultura poput rajčice nastoji odabrati biljke s genotipom koji ima nasljedne karaktere kako bi se dobila rajčica koja je veća, crvena i otporna na vlažno okruženje.

U vrstama trave poput pšenice, cilj je između ostalog odabrati nasljedne znakove za veličinu, sadržaj škroba i tvrdoću sjemena. S tim ciljem miješaju se sorte s različitih mjesta dok se ne dobiju čiste linije svakog.

Dobivanjem čistih linija one se mogu kombinirati u hibridnu sortu, genetskim inženjeringom, kako bi se dobili transgeni usjevi koji kombiniraju najbolje likove u jednoj sorti.

- Heritabilnost u ljudi

U medicini se proučava kako se neki poremećaji ličnosti prenose između roditelja i potomaka.

Na primjer, kronična depresija je fenotipska osobina koja je proizvod genotipa, ali ako ljudi s tim genotipom žive u poznatom, sretnom, stabilnom i predvidljivom okruženju, genotip se nikada neće vidjeti u fenotipu.

Genetička bihevioralna osobenost od posebnog je interesa za određivanje nasljednosti kvocijenta inteligencije (IQ). Do danas je ustanovljeno da su visoke razine IQ-a jednako nasljedne osobine kao i uobičajeni IQ.

Međutim, visoki IQ ili kronična depresija izraženi su ovisno o stimulaciji okoliša.

Tipičan primjer heritabilnosti je karakter stasa. Ako je roditelj visok, potomci su najvjerojatnije visoki. Međutim, bilo bi jasno pogrešno vjerovati da, u visini pojedinca, 1,80 m je zbog gena, a još 0,3 m zbog okoliša.

U mnogim slučajevima dugovječnost je također proučavana kao nasljedna osobina. Za studije dugovječnosti na ljudima provodi se genealogija obitelji koja pokušava ugraditi podatke okoliša u kojem je živio svaki od pojedinaca rodoslovnog stabla.

Većina studija dugovječnosti otkrila je da se ova osobina ponaša kao nasljedna osobina u većini slučajeva i čak se povećava u svakoj generaciji ako je odgajana u pravom okruženju.

Reference

1. Bratko, D., Butković, A., i Vukasović Hlupić, T. (2017). Heritabilnost osobnosti. Psihološkijske strahove, 26 (1), 1-24.
2. de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Genomska nasljednost: što je to? PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
3. Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). Heritabilnost IQ-a. Priroda, 388 (6641), 468.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, i Miller, JH (2005). Uvod u genetsku analizu. Macmillan.
5. Mousseau, TA, i Roff, DA (1987). Prirodni odabir i heritabilnost fitnes komponenata. Nasljednost, 59 (2), 181.
6. Vukasović, T., & Bratko, D. (2015). Heritabilnost osobnosti: metaanaliza genetičkih studija ponašanja. Psihološki bilten, 141 (4), 769.
7. Wray, N., i Visscher, P. (2008). Procjena nasljednosti osobina. Obrazovanje prirode, 1 (1), 29.