Essay on Genetics: The Living Cell of Living Cell

Essay on Genetics: The Living Cellular of Living Cell!

Et af de mest bemærkelsesværdige aspekter af livet er dets evne til ikke kun løbende at søge stater med dynamisk ligevægt i forhold til miljøet, men også at producere bemærkelsesværdigt trofaste kopier af sig selv til utallige generationer.

Mange planter og dyr eksisterer i dag i en form, der er næsten identisk med deres forfædres tusinder af år siden. Mange nutidige arter af liv ser ud til at ligne tæt, om ikke at duplikere, forfædre for flere tusinde år siden. Cro-Magnon mand for 25.000 år siden var fysisk lidt forskellig fra den moderne mand.

Herredømmebærerne:

Kerne af levende celler indeholder små stang som strukturer i par, kromosomerne (så navngivet på grund af deres evne til at absorbere visse farvestoffer). De to sæt vises ved undersøgelsen for at være identiske eller næsten. Selvom kromosomerne i en celle kan variere markant i størrelse og form, vil hvert kromosom have en "kompis" med omtrent samme størrelse og form. Hvor reproduktion er seksuel, repræsenterer et sæt arven fra faderen; den anden sætter arv fra moderen. Antallet af kromosomer i en levende celle varierer fra en art af dyr eller plante til en anden. I mennesker er der treogtyve par.

Kromosomer bærer, hvad Schrodinger har kaldt et "kode script". Dette kode script styrer organismens udvikling fra det tidspunkt, hvor ægget befrugtes til voksenstaten og på større måder styrer organismens biologiske funktion gennem hele livet.

For at bruge en meget oversimplificeret og alt for mekanisk analogi kan vi sige, at de kromosomale bærere af arvelighed fungerer som de stansede bånd eller kort, der bliver fodret i elektroniske computermaskiner. De får en maskine til at løbe gennem en række forudsigelige trin. Denne analogi ville være mere fuldstændig, hvis en af ​​processerne induceret i computeren var duplikering af den respektive maskine, komplet med et identisk sæt stansede bånd eller kort.

Den "forplantede" duplikator ville derefter engagere sig i de samme processer, selvkopiering og alle - og dette ville fortsætte på ubestemt tid. For at analogien skal være perfekt, ville gengivelse af en computer kræve funktionerne hos to forældre computere, "mand" og "kvinde", som hver især ville bidrage til afkom et sæt af sine egne stansede bånd eller kort, som ville arbejde sammen til at styre afkomets funktion.

Indtil det sidste årti eller deromkring har biologer troet, at en bestemt karakteristisk for en organisme er styret af en specifik region af et kromosom eller matchet par af kromosomer. Denne region blev omtalt som et gen. Før 1953 opfattede biologer et gen som et meget komplekst proteinmolekyle. Genteorien har imidlertid i de senere år været genstand for en revolution.

For det første blev det opdaget, at den kemiske bærer af arvelige træk ikke er protein, men et kemisk, deoxyribonukleinsyre-DNA til kort-som er centreret i kernernes celler. Ribonukleinsyre (RNA) - en nær replik af DNA-bevægelser ud af cellekerner i cellernes cytoplasma eller ydre lag. Således overfører RNA faktisk DNA-kodede arvelige informationer til andre væv.

Kromosomer består hovedsageligt af molekyler af DNA. DNA har gennem sin brug af dets "partner kemiske" RNA den unikke evne til at reproducere sig identisk, når dets miljø indeholder de nødvendige råmaterialer. Overlapning af de kromosomale gener er imidlertid på ingen måde den eneste funktion af DNA.

Gennem pionerarbejdet Andre Lwoff, Jacques Monod og Francois Jacob fra Pasteur-instituttet i Paris fremgår det, at når et fremmed stof indføres i en celle, udløser det cellens DNA til at producere præcist til enzym, der er nødvendigt for at omdanne stof til en kemisk form, som celler kan bruge til at udvikle og formere sig.

Således kan generens grundfunktion på en måde være tændt eller slukket - de kan udføre andre opgaver end blot at overføre arvelige egenskaber. Forskning fortsætter, og det synes som om dette skriftligt, at vi endnu ikke kan vide lidt om DNA's funktioner. Det er imidlertid tydeligt, at det tjener som en slags "hjerne i cellen" (for at anvende en rå analogi), hvis fulde konsekvenser tvinger os til grundlæggende at revidere vores koncept af cellen og måske selve livets natur.

En anden stor opdagelse har været, at DNA-molekyler i et kromosom normalt ikke arbejder uafhængigt af hinanden. De har tendens til at arbejde i hold, i den forstand, at en persons funktion virker for andres funktion. En myndighed opfatter et kromosom som et "hierarki af felter", snarere end en samling af partikler. Genkonceptet er stadig nyttigt, men det synes nu bedst at tænke på et gen som en funktion af et område af et kromosom snarere end som en specifik partikel.

Som vi har set, forekommer kromosomer i kropsceller i matchede par. Tilsyneladende forekommer deres funktioner-gener også i matchede par, hvoraf et af hvert par er forbundet med et kromosom, dets kompis med det matchede kromosom. Når vi siger, at en arvelig karakteristik, som hudfarve, styres af en gengruppe, mener vi virkelig et par gengrupper.

Det er imidlertid almindeligt, at et medlem af et genpar eller gengruppepar er recessiv; det vil sige, når det parres med et dominerende gen eller en gengruppe, undlader det at gøre dets egenskaber tydelige i den resulterende kropsstruktur. Når et gen for brune øjne er parret med et gen for blå øjne, er der således et gen for brune øjne. For at en person skal have blå øjne, skal han bære to recessive gener for blå.

Øjenfarve er et af få karakteristika hos mennesker tilsyneladende styret af et enkelt genpar. Andre sådanne egenskaber omfatter blodtype, albinisme og "smagblindhed" for visse kemikalier. I disse tilfælde kan vi med en betydelig nøjagtighed forudsige, at andelen af ​​deres børn sandsynligvis udviser et givet træk, hvis vi kender en menneskes og en kvinders genetiske historie i nogle få generationer. Denne type arv følger mendeliske principper, dvs. principperne om arvelighed formuleret af Gregor, Mendel (1822-1884). Karakteristika, der er så arvet, er "klart skåret" i den forstand, at de synes helt eller slet ikke.

Men meget mere almindeligt blandt mennesker er arvelige egenskaber, som er resultatet af blanding, dvs. samspillet mellem genhold. Disse egenskaber følger ikke det hele eller ingen princip; de fremstår som et punkt på et kontinuum. Gode ​​eksempler blandt mennesker er statur, hudfarve og disposition for visse sygdomme. Det er meget svært at forudsige resultatet af blanding; for eksempel, selv om vi kendte hudfarverne hos en babys forfædre i flere generationer, ville det stadig ikke være sikkert at forudsige babyens farve før hans fødsel.

Naturligvis er det på grund af de måder, hvorpå miljøfaktorer tilsyneladende kan påvirke fysiske træk, naturligvis aldrig sikkert at forudsige, at en bestemt slags arvelig træk vil forekomme i et voksent afkom. Dette fænomen er tilstrækkeligt vigtigt til at blive udforsket mere detaljeret.

Mønsteret af gener af en organisme er omtalt som organismens genotype, dens interne kromosomale struktur. Genotypen styrer, hvad en organisme kan blive i et givet miljø og bestemmer også de arvelige egenskaber, som en organisme kan overføre til sine afkom (selvom reproduktionen er heteroseksuel, er genotypen af ​​afkom selvfølgelig et produkt af begge farers genotype og mor).

Den organismeres ydre udseende kaldes dens fænotype. Fænotypen synes altid at være et produkt af dets genotype og miljømæssige indflydelse. Fænotyper kan variere betydeligt, selvom genotyper forbliver de samme. For eksempel, når personer med asiatisk udvinding flytter til USA, har deres børn (hvis de opdrættes i dette land) en tendens til at være større end forældrene og deres børnebørn endnu større. Dette betyder en ændring i fænotype, men ikke nødvendigvis en ændring i genotype. Bedre næring kan øge størrelsen af ​​kommende generationer uden i det mindste at ændre deres arvelige potentiale. Omvendt kunne to personer have samme fænotype for et givet træk, men forskelligt i genotype.

Moderne genetikere er tilbøjelige til at give mindre vægt end deres forfædre påvirket af genotype. Det er bestemt, at genetisk arv taler meget for at bestemme den slags voksen en person bliver, men faktum er, at vi ikke kender den nøjagtige rolle genotype spiller i bestemmelse af fænotype. Forskere plejede at diskutere, hvad de kaldte natur-nurture problemet.

Spørgsmålet kan formuleres således: Hvilke karakteristika af en organisme er produkter af fysisk arv og som er miljøpåvirkende produkter? Men moderne forskere har næsten forladt debatten om dette spørgsmål; mange siger, at da vi ikke har tilstrækkelige midler til at fastslå fakta, fortsætter en sådan debat forgæves.

De bedste undersøgelser af effekten af ​​genetisk arv er dem på identiske tvillinger. Da identiske tvillinger skyldes opdeling af et enkelt befrugtet æg, har de formentlig identiske gener. Det, der bestemmes af arvelighed, bør derfor forekomme i nøjagtig samme form i de to tvillinger-emner, selvfølgelig, til en sådan miljøændring, som måtte have fundet sted.

Det er rigtigt, at enslige tvillinger normalt ser meget ens ud, nogle gange til det punkt, hvor deres forældre næppe kan fortælle dem fra hinanden. Denne omstændighed indebærer imidlertid ikke, at de nødvendigvis er ens i andre henseender.

Ifølge en undersøgelse er IQ forskellen mellem identiske tvillinger, der er opdrættet sammen, 3, 1 point; den af ​​broderlige tvillinger opdrættes sammen, 8, 5 point. Myndighederne påpeger imidlertid, at de samme tvillingstudier ikke betyder meget. De fleste af de dobbelte undersøgelser involverer tvillinger opdrættet sammen, og identiske tvillinger deler et mere lignende miljø end ikke-tvilling søskende. De identificerer tæt med hinanden og kommer til at se verden omkring dem på næsten samme vilkår. Desuden deler de normalt den samme kost og lægehjælp.

Den mest gyldige type undersøgelse med hensyn til naturforebyggende kontroversen er den for identiske tvillinger, der blev adskilt i barndommen og opdrættet ude af kontakt med hinanden og i forskellige miljøer. Under disse forhold har tvillinger tendens til at være mindre ens; for eksempel, den gennemsnitlige forskel i IQ score i fordobler den af ​​identiske! Gevinsterne opdrættes sammen. Men et utilstrækkeligt antal tilfælde af identiske tvillinger opdelt i forskellige miljøer er hidtil blevet undersøgt for at fortælle os meget, at det er afgørende. Vi forbliver på sikrere grund, når vi nægter at sige, at nogle træk er arvelige og andre er erhvervet. Det forekommer sandsynligt, at alle fysiske træk repræsenterer en blanding af begge påvirkninger.

Er personlighedstrækninger arvet?

Dette spørgsmål har et let svar: Intet bevis! Det er indlysende, at visse personlighedstrækninger forekommer jævnligt i en familie og ikke i en anden. En væsentlig del af familiemedlemmerne kan være usædvanligt energisk eller usædvanligt doven, usædvanligt spændende eller usædvanligt flegmatisk, usædvanligt hurtighærdet eller usædvanlig langsom til vrede, usædvanlig amorøs eller usædvanlig kold.

Det hyppige udseende af en given personlighedstræk i en given familielinje er dog let forklarlig som følge af social eller kulturel arv. John Jr. kan være hurtigmodig, fordi han har bemærket, at John Sr.s lige hurtige temperament i mange situationer får ønskede resultater.

Når dette sker, læres personlighedstræk og ikke arves genetisk. Så vidt vi ved, læres alle personlighedstræk. Vi har imidlertid ikke noget afgørende bevis for, at dette er sandt; hvis vi nogensinde lærer at gennemføre meningsfulde studier på dette område, kan vi finde ud af, at nogle personlighedstræk har et genetisk grundlag.

Nogle personer er det, vi kalder "højstrenget"; de er usædvanligt følsomme og let forstyrrede. Denne særlige personlighedstype kan godt vise sig at være delvist et produkt af et bestemt genmønster. Men vi ved ikke, det er tilfældet.

Når nogen fortæller, at Mary, der er blevet fanget i butikslifting, "kommer ærligt", betyder han sædvanligvis, at hun arvede en tendens, der har dukket op i familien før - måske var også Maria's Tante Maude også en butikslifter. At pålægge sådan adfærd til arv er at gå langt ud over beviset.

Det klogeste stand for en lærer at tage er, at fysisk i arv i sig selv er sjældent af afgørende betydning. Det er som lærere vi kan få nogle spor om, hvordan man skal håndtere et barn eller en ungdom mod viden om hans genetiske sammensætning, selvom vi har sådan viden. Det afgørende er et barns evne til at ændre sig gennem interaktion med et miljø. Alt undtagen den håbløst defekte har denne kapacitet.

Race og genetik:

Moderne genetik hjælper os med at forstå bedre hvad et løb er, og hvordan løbene er forskellige. To karakteristika af gener er af største betydning i denne sammenhæng. Et kendetegn er, at funktionen af ​​et bestemt DNA-molekyle, eller af en samarbejdende gruppe af sådanne molekyler (genhold), forbliver stabilt i ubestemt tid.

Mutationer, der skal diskuteres i næste afsnit, forekommer; men uden mutationer ændrer genfunktionerne ikke. Således vil et gen, der producerer brune øjne, fortsætte med at gøre det på ubestemt tid. Desuden er den molekylære struktur af et sådant gen det samme, uanset om en person er en negro, en svensk eller en polynesisk.

Et andet karakteristisk for gener er, at de synes at kunne variere uafhængigt. Ved første tankegang kan denne udsagn synes at være i modstrid med det tidligere påstående om, at de fleste fysiske træk er produkter af genhold, og at et kromosom bedre forstås som et "kræftfelt" med meget komplekse liljer af interaktion.

Men hvis vi betragter uafhængig genvariation som relativ-det er ikke helt uafhængig, men relativt er der ingen modsigelse. Som følge af denne anden genstand for gener kan gener, der producerer høj størrelse, forekomme hos personer, der bærer gener for sort eller hvid hud, smal eller bred næse, blond eller mørkt hår, blå eller brune øjne. Således kan ethvert arveligt træk forekomme sammen med noget andet træk.

Disse to genetiske principper giver mening til følgende definition af race: "Racer er populationer, der adskiller sig i den relative commonness af nogle af deres gener." Således kan i et bestemt løb en given egenskab, såsom højhed, forekomme oftere end i et andet løb. En særlig skygge af huden kan være mere almindelig i et løb end i et andet.

Dette betyder ikke, at gener, der er i stand til at producere træk, der er helt forskellige fra de sædvanlige, er fraværende fra et løb; det betyder snarere, at der er "flertal træk", der er tilstrækkeligt fælles for at få de fleste medlemmer af et løb til at se anderledes ud end de fleste medlemmer af et andet løb.

Denne definition er ikke fri for vanskeligheder, idet problemet fortsat er at bestemme hvilke træk, der skal bruges til at definere et bestemt løb. Hvis vi kun bruger en karakteristik, såsom hudfarve, og antager, at alle med en sort hud tilhører et "sort race", skal vi inkludere folk, der adskiller sig markant fra hinanden i andre egenskaber (fx asiatiske indianer, melanesere og afrikanere).

Det er derfor nødvendigt at anvende flere træk, der let måles, og som har tendens til at forekomme i kombination. Antropologer har brugt hudfarve, hårfarve og tekstur, øjenfarve, hovedform og statur. Klassificeringsordninger, der anvendes i øjeblikket, foreslår normalt tre primære racer, eller racemateriale: kaukasoid, negroid og mongoloid.

Inden for denne ramme kan flere hundrede særskilte løb identificeres, fx Norden, Alperne, Middelhavet, Armenoid, Hindi og så videre. Da den base, der nu almindeligvis anvendes til klassificering af mennesker racielt, er vilkårlig, og da racemæssig blanding tilsyneladende har fundet sted siden den første udvikling af særprægede løb, kan vi kun konkludere, at begrebet race ikke er meget meningsfuldt. I Dunn og Dobzhanskys ord. "Når vi siger, at to befolkninger er forskelligt, siger vi ikke meget."

Der kan være store forskelle kulturelt mellem løbene, men det er et spørgsmål om at lære og ikke et produkt af biologisk forskel. Ingen har endnu været i stand til at fremføre videnskabeligt forsvarligt bevis for, at et løb er overlegen til en anden på nogen måde, som vi anser for vigtige.

Nogle løb har tendens til at være fysisk stærkere end andre, nogle kan modstå kolde bedre end andre, nogle kan modstå varme bedre end andre - men det er forholdsvis små spørgsmål. Der er intet bevis for, at ethvert løb har en overlegen kapacitet til intelligent opførsel eller et moralmonopol.

Selvom kulturelle forskelle på nogle steder kan gøre ulovlig racemusik, er der ingen kendt biologisk skade, som kan skyldes racemæssig blanding. Tværtimod viser erfaringerne med hybridisering i hele plante- og dyreriget, at en hybridstamme kan være biologisk bedre, dvs. stærkere og mere energisk end forældresorterne.

Mange samfundsvidenskabelige føler, at i sidste ende udbredt raserisk intermarriage ikke kun vil forekomme, men vil være den eneste endelige løsning på problemet med racemæssige fordomme.

Den største racemessige lektion, som moderne genetik har for potentielle lærere, er, at der ikke er kendte biologiske grænser, som forhindrer et løb i at lære, hvad andre racer har lært. Men kulturelle begrænsninger kan være ret alvorlige og kan kræve generationer at overvinde.

Lærere bør erkende, at nogle racer på grund af kulturel baggrund typisk overgår andre i et gennemsnitligt amerikansk klasseværelse. Forfatterne bor for eksempel i et fællesskab med en temmelig stor kinesisk-amerikansk befolkning, og kinesiske børn og unge er som regel "højtydende" inden for akademiske fag. En kulturhistorisk tradition for prædierestipendium, der strækker sig tilbage tusinder af år, forklarer utvivlsomt den kinesiske forestilling.