Skutečnost, že všechny živé organismy, od améby po lidský druh, mají buněčnou strukturu, je dobře známá. Ne každý však přemýšlí o tom, jak se objevují nová stvoření, podle jakých přírodních zákonů se určitá znamení dědí. Možná je tedy čas osvěžit si vzpomínku na základy genetiky zapomenuté z kurzu školní biologie, které jsou pro vývoj vědy nejdůležitější?
Význam genů
Živé buňky jsou založeny na genetickém materiálu - nukleových kyselinách, skládajících se z opakujících se nukleotidů, které jsou zase reprezentovány součtem dusíkaté báze, fosfátové skupiny a pětiuhlíkového cukru, ribózy nebo deoxyribózy. Takové sekvence jsou jedinečné, proto na světě neexistují dvě zcela totožné živé bytosti. Sada genů však není ani zdaleka náhodná a pochází z mateřské buňky (u organismů s asexuálním typem rozmnožování) nebo obou rodičovských buněk (se sexuálním typem). V případě lidí a mnoha zvířat dochází ke konečnému seskupení genetického materiálu v době tvorby zygoty v důsledku fúze samičích a samčích zárodečných buněk. V budoucnu tato sadaprogramuje vývoj všech tkání, orgánů, vnějších rysů a částečně i úrovně budoucího zdraví.
Základní pojmy
Snad nejdůležitějšími pojmy genetiky jako vědy jsou dědičnost a variabilita. Díky prvnímu jevu všechny živé organismy pokračují ve svém druhu a udržují světové populace a druhý pomáhá vyvíjet se přidáváním nových funkcí a nahrazováním těch, které ztratily svůj význam. To vše objevil Gregor Mendel, rakouský botanik a biolog, který žil a pracoval ve prospěch vědy ve druhé polovině 19. století a položil základy genetiky. Pomocí kvalitativní analýzy a experimentů na rostlinách objevil zákony své teorie dědičnosti. Nejčastěji používal hrách, protože v něm bylo snadné izolovat alelu. Tento koncept znamená alternativní znak, tj. jedinečnou nukleotidovou sekvenci, která dává jednu ze dvou možností pro projev znaku. Například červené nebo bílé květy, dlouhý nebo krátký ocas a tak dále. Mezi nimi však stojí za to rozlišovat další důležité pojmy.
Mendelův první zákon
Dominantní (dominantní, převládající) a recesivní alela (potlačená, slabá) jsou dva znaky, které se navzájem ovlivňují a projevují se podle určitých pravidel, respektive podle Mendelových zákonů. První z nich tedy uvádí, že všichni hybridi získaní v první generaci ponesou pouze jednu vlastnost získanou z rodičovských organismů a převládající mezi nimi. Pokud je například dominantní alela červená barva květů a recesivní alela bílá, pak při křížení dvou rostlin ss těmito vlastnostmi získáváme hybridy pouze s červenými květy.
Tento zákon platí, pokud jsou rodičovské rostliny čisté linie, tedy homozygotní. Je však vhodné upozornit, že v prvním zákoně je malá novela - kodominace znaků, neboli neúplná dominance. Toto pravidlo říká, že ne všechna znamení mají striktně převažující vliv na ostatní, ale mohou se objevit současně. Například rodiče s červenými a bílými květy mají generaci s růžovými okvětními lístky. Je to proto, že ačkoli je dominantní alela červená, nemá plný vliv na recesivní, bílou. A proto se díky smíchání znaků objevuje třetí typ barvy.
Mendelův druhý zákon
Faktem je, že každý gen je označen dvěma identickými písmeny latinské abecedy, například „Aa“. V tomto případě velké znaménko znamená dominantní rys a malé znamená recesivní. Homozygotní alely se tedy označují „aa“nebo „AA“, protože nesou stejnou vlastnost, a heterozygotní alely – „Aa“, to znamená, že nesou základy obou rodičovských vlastností.
Na tom byl ve skutečnosti postaven další Mendelův zákon – o dělení znaků. Pro tento experiment zkřížil dvě rostliny s heterozygotními alelami získanými v první generaci prvního experimentu. Tak se mu dostalo projevu obou znamení. Například dominantní alela jsou fialové květy a recesivní alela je bílá, jejich genotypy jsou „AA“a"aa". Při jejich křížení v prvním pokusu obdržel rostliny s genotypy „Aa“a „Aa“, tedy heterozygotní. A po obdržení druhé generace, tedy „Aa“+ „Aa“, dostaneme „AA“, „Aa“, „Aa“a „aa“. To znamená, že se objevují jak fialové, tak bílé květy, navíc v poměru 3:1.
Třetí zákon
A poslední Mendelův zákon – o nezávislém dědění dvou dominantních vlastností. Nejjednodušší je uvažovat o tom na příkladu křížení různých odrůd hrachu mezi sebou - s hladkými žlutými a vrásčitými zelenými semeny, kde dominantní alelou je hladkost a žlutá barva.
V důsledku toho získáme různé kombinace těchto znaků, tedy podobné těm rodičovským, a navíc k nim žlutá vrásčitá a zelená hladká semena. V tomto případě nebude textura hrášku záviset na jeho barvě. Tyto dvě vlastnosti tedy budou zděděny, aniž by se navzájem ovlivňovaly.
