Obrie dážďovky. Najväčšia a najúžasnejšia dážďovka na svete
Matky prenášajú DNA len cez svoje dcéry.
Vedci už dlho diskutovali o tom, či je možné veľmi študovanú molekulu mitochondriálnej DNA skutočne zdediť klonovaním. Toto je dôležité vedieť z hľadiska pochopenia mechanizmov dedenia klonmi matkinho genómu u zvierat a rastlín. Konflikt vyriešili dvaja genetici z Uppsalskej univerzity vo Švédsku, ktorí svoj nový výskum predstavili v publikácii v časopise Nature.
Ich výsledky ukazujú, že mitochondriálna DNA sa dôsledne prenáša z matiek na klony potomkov.
Toto dedenie genómu klonmi v skutočnosti robí mitochondriálnu DNA vhodnou na použitie ako pracovný materiál pre genetický výskum.
Genetický materiál u ľudí a iných zvierat sa nachádza na chromozómoch, ktoré sú zdedené od matky a otca. Malá časť genetického materiálu sa zhromažďuje aj v mitochondriách bunky a použila sa na odovzdanie iba matkinho genómu potomkom. Spravodlivosť prenosu čisto materského kódu však bola kontroverzná.
Predchádzajúce výskumné zistenia naznačovali, že počas normálneho oplodnenia sa mitochondriálna DNA úplne nededí z matky na potomka, pretože mitochondriálna DNA otca vstúpila do bunky so spermiou. U matiek sa tiež môžu vyskytnúť genetické zmeny v ich mitochondriálnej DNA, podobne ako to, čo sa stane, keď sa spárované sady chromozómov spoja počas fúzie vajíčka a jadra spermie.
Debata preto stále prebieha – dá sa mitochondriálna DNA skutočne použiť na genetický výskum?
Na overenie tejto hypotézy by bolo potrebné preštudovať stovky, ba až tisíce generácií potomkov, čo je v praxi nereálne. Podľa novej myšlienky švédskych vedcov sa navrhuje modelovať tieto procesy a porovnávať dedičnosť mitochondrií s nejakým iným genetickým materiálom, ktorý sa prenáša iba cez ženy. Ak je vzor dedičnosti identický, dokáže to stabilnú materskú dedičnosť mitochondriálnej DNA.
Muži nemajú žiadny genetický materiál, ktorý by sa dal preniesť len cez ženy. Z tohto dôvodu sa Hans Ellegren a Sophia Berlin rozhodli použiť vtáky (presnejšie sokoly obyčajné) ako ideálne testovacie subjekty, ktoré by mohli pomôcť vyriešiť tento problém.
Vtáky majú jedinečný chromozóm W, ktorý sa dôsledne dedí z matiek na dcéry.
Na porovnanie mitochondriálnej DNA a chromozómu W vedci umiestnili časť genómu do chromozómu W sokola obyčajného a simulovali situáciu dedičnosti. Ak je hypotéza pravdivá, mitochondriálna DNA by sa mala dediť rovnakým spôsobom ako chromozóm W, ktorý sa prenáša len cez ženy.
Prostredníctvom procesov modelovania založených na mechanizmoch možných kombinácií prísne dešifrovaného genómu sokola boli vedci schopní odhadnúť stabilitu dedičnosti mitochondriálnej DNA na najmenej 20 000 nasledujúcich generácií sokola alebo viac ako 200 000 rokov. Tieto teoretické štúdie teda potvrdzujú stabilnú dedičnosť mitochondriálnej DNA aj v rozsahu evolučných procesov.
Výsledky ich výskumu sú dôležité pre rozlúštenie mechanizmov prenosu genetickej informácie od matky. Je to dôležité najmä pre potvrdenie teórie, že časť genetického materiálu je jedinečná a prenáša sa len cez materskú líniu. Ak by táto okolnosť neexistovala, bolo by potrebné prehodnotiť doterajšie výsledky štúdií ľudského genómu, všetkých živočíchov a rastlín. Štúdia je dôležitá aj z hľadiska fylogenetiky, pretože po prvýkrát porovnáva procesy chromozómovej a mitochondriálnej DNA dedičnosti.
Životný program zaznamenaný v genóme, ktorý určuje vzhľad, charakter, zdravie atď., dostane dieťa od mamy a otca, keď sa ich pohlavné bunky pri počatí spoja. No okrem genetického programu na budúceho človeka vplýva veľa rôznych vecí, ktoré sa s rodičmi dejú ako po počatí, tak aj pred ním.
Odborníci z Robinson Research Institute a School of Pediatrics and Reproductive Health na University of Adelaide analyzovali všetko, čo veda v súčasnosti vie o dedičnosti a zverejnili svoje zistenia v najnovšom čísle časopisu Science. „Až v posledných približne desiatich rokoch začala vedecká komunita vážne diskutovať o týchto otázkach a až v posledných piatich rokoch sme začali chápať mechanizmy toho, čo sa deje,“ hovorí Sarah Robertson, profesorka University of Adelaide v Austrálii.
Niektoré fakty sa už stali všeobecne známymi, napríklad, že nastávajúca mamička by nemala fajčiť a piť.
Málokto sa zamýšľa nad tým, že otecko tiež nesmie, a to aj niekoľko mesiacov pred počatím.
Z pozície lekára pôrodník-gynekológ Georgy Mestergazi. O tom, ako to veda vysvetľuje, sa bude diskutovať ďalej. A existuje niekoľko úplne prekvapivých faktov, napríklad, že na zdravie dieťaťa má vplyv nielen výživa nastávajúcej matky, ale aj budúceho otca, ako aj jeho sklon k obezite.
„Ľudia si zvyčajne myslia, že na ničom z toho nezáleží, pretože počatím začína nový život,“ hovorí Sarah Robertson. „Ale v skutočnosti odmeňujeme budúce dieťa celým bremenom našich vlastných životných skúseností.
Faktory ako vek rodičov, strava, obezita, fajčenie a mnohé ďalšie vysielajú signály, ktoré ovplyvňujú zdravie dieťaťa.
Môžu zvýšiť riziko cukrovky a iných metabolických, kardiovaskulárnych, imunologických alebo neurologických porúch.“
Navyše, úloha otca v tomto nie je o nič menšia a často väčšia ako úloha matky.
Najprv vedci popisujú všetky faktory, ktoré ovplyvňujú budúceho človeka v momente počatia a bezprostredne po ňom.
Vajíčko je oplodnené spermiami v dutine vajcovodu a zatiaľ zygota začína sa deliť, pohybuje sa pozdĺž trubice, smeruje do maternice. Po niekoľkých dňoch v štádiu preniká do sliznice maternice blastocysty(toto je guľa pozostávajúca z buniek s číslovaním od 30 do 200). Zatiaľ čo deliace sa vajíčko prechádza vajcovodom, je obklopené tekutinou. Zloženie tejto tekutiny ovplyvňujú rôzne faktory - výživa ženy, metabolické vlastnosti, niektoré zápalové procesy. Už v tomto štádiu ovplyvňujú fungovanie génov v prvých bunkách a môžu urýchliť alebo spomaliť rýchlosť delenia. A často v tomto štádiu je vajíčko odmietnuté kvôli vážnym genetickým patológiám, tehotenstvo sa nevyskytuje a žena ani nevie, že došlo k oplodneniu.
Výživa nastávajúcej matky vo veľkej miere ovplyvňuje skorý vývoj embrya.
Pokles bielkovinovej výživy v prvých troch dňoch vývoja spomaľuje rozmnožovanie buniek a ich diferenciáciu na takzvané zárodočné vrstvy, z ktorých sa následne tvoria rôzne tkanivá a orgány.
Po implantácii blastocysty v maternici výživa ovplyvňuje vývoj placenty, ktorá spája embryo s telom matky.
Zápalové ochorenia tiež zanechávajú stopy na vývoji embrya. V experimente vedci ukázali, že myšiam s bakteriálnym lipopolysacharidom sa narodili mláďatá s nadváhou so zhoršeným bádateľským správaním.
Prítomný je aj otcovský príspevok k podmienkam oplodnenia. Vedci vysvetľujú, že vývoj embrya je ovplyvnený zložením semennej tekutiny. Obsahuje veľa látok - cytokíny vrátane rastových faktorov, ktoré stimulujú delenie buniek. A zápalové ochorenia a infekcie negatívne ovplyvňujú jeho zloženie.
Skoršie skúsenosti rodičov sa prenášajú na ich potomstvo, pretože ovplyvňujú dozrievanie ich zárodočných buniek. Okrem toho existuje zásadný rozdiel medzi vajíčkami a spermiami. Všetky vajíčka sú dostupné v plnom množstve už pri narodení dievčatka. S nástupom puberty v každom menštruačnom cykle len dozrievajú, prechádzajú posledným delením meióza. Naproti tomu spermie sa tvoria počas celého života.
Čím je muž starší, tým viac delení prechádza jeho spermia, čo znamená, že počet chýb – mutácií – sa zvyšuje.
To je dôvod, prečo vek otca zvyšuje počet mutácií, ktoré prenáša na svoje potomstvo. V 20 rokoch je to 25 mutácií a v 40 rokoch už 65. Vek matky nehrá až takú rolu.
To všetko sa týka samotných génov, v nich zaznamenaných dedičných informácií. Ale nielen zmeny sa vyskytujú v DNA, ktoré ovplyvňujú jej nukleotidovú sekvenciu. Dochádza k vonkajším chemickým zmenám, ktoré nemenia štruktúru molekuly, sú tzv epigenetické. Najčastejšie toto metylácia- adícia CH3 metylových skupín na dusíkatú bázu cytozín. Metylácia je najdôležitejším nástrojom na reguláciu génovej aktivity, pretože ak je metylových skupín veľa, bránia génu pracovať v plnej sile a znižujú jeho expresiu.
A to je mechanizmus, ktorým vonkajšie prostredie ovplyvňuje fungovanie génov. Stupeň metylácie sa mení pod vplyvom výživy, stresu a rôznych individuálnych skúseností a niektoré z týchto zmien sa môžu preniesť aj na potomstvo.
Pri tvorbe zárodočných buniek dochádza aj k metylácii DNA. Pravda, pred samotným oplodnením sa väčšina epigenetických markerov vymaže. Ale nie všetky, niektoré zostávajú a sú prenášané prostredníctvom zárodočných buniek do zygoty a vyvíjajúceho sa embrya.
Epigenetika vysvetľuje mnohé úplne úžasné veci, ako napríklad pamäť generácií: že traumatické udalosti sa takto prenášali nielen na deti, ale aj na vnúčatá. No a všednejšie fakty, napríklad vplyv stravy otcov na zdravie detí.
Je známe, že nadváha otca (viac ako nadváha matky) môže viesť k narušeniu normálneho metabolizmu dieťaťa. Fajčenie, alkohol, drogy – to všetko zanecháva na spermiách počas dozrievania epigenetický odtlačok.
Negatívny vplyv na deti môže mať aj zlá strava od otcov s nízkym obsahom bielkovín. A v štúdii sa ukázalo, že nedostatok kyseliny listovej v strave nastávajúcich otcov môže spôsobiť vrodené chyby u potomkov v dôsledku narušenej metylácie.
Pokiaľ ide o vajíčka, väčšina ich vplyvu na embryo sa prenáša cez mitochondrie. Sú to organely, v ktorých prebiehajú energetické procesy pre život bunky. Vývoj embryí je energeticky náročný proces. A embryo dostáva mitochondrie presne z vajíčka cez ženskú líniu, pretože všetko z vajíčka prechádza do zygoty cytoplazme- bunkový obsah (spermia obsahuje len jadro a chvost, prakticky nemá cytoplazmu). Po prvé, embryo dostane mitochondriálnej DNA, v ktorých môžu existovať mutácie (a už je vyvinutý spôsob, ako sa nimi prenášaných chorôb zbaviť). Po druhé, mitochondrie sú ovplyvnené stravou, fajčením a obezitou matiek, čo môže zmeniť ich umiestnenie a aktivitu.
U myší sa presvedčivo ukázalo, že pri obezite a cukrovke majú mitochondrie abnormálne účinky na vyvíjajúce sa embryo.
Takže, bohužiaľ, všetko ovplyvňuje zdravie potomkov. A z výšky získaných vedomostí vedci dôrazne odporúčajú budúcim rodičom, aby pred plánovaním tehotenstva zmenili svoj životný štýl na zdravší. Aj malé zmeny správnym smerom budú mať dlhodobý pozitívny efekt.
Fakt
Bábätká s väčšou pravdepodobnosťou vyzerajú ako oteckovia. Príroda to „vymyslela“ tak, aby sa muž hneď videl v dieťati a rýchlejšie sa vytvoril otcovský pud.
Pre mamu alebo otca?
Dieťa spravidla zdedí farbu očí rodiča, ktorého oči sú tmavšie. Napríklad hnedooká matka a modrooký otec, aj keď je dieťa kópiou svojho otca, budú mať s najväčšou pravdepodobnosťou hnedé oči.
Ak má jeden z rodičov kučeravé vlasy, potom bude mať kučery s najväčšou pravdepodobnosťou aj prvorodený.
Je vaše prvé dieťa chlapec? Potom bude zrejme pomocou génov a chromozómov odovzdaných dieťaťu vyzerať ako jeho matka. Dievča vyzerá ako jej otec. V takýchto prípadoch hovoria: "Bude šťastný."
Bábätko zdedí inteligenciu a inteligenciu od svojej matky. To posledné, mimochodom, potvrdzuje aj veda. Faktom je, že gény „zodpovedné“ za IQ sa nachádzajú na chromozómoch X, z ktorých ženy majú dva (XX) a muži jeden (XY).
Dievča, ktoré sa narodilo geniálnemu otcovi, má oveľa väčšiu šancu, že bude známe ako múdry, rozumný človek, no príroda si s najväčšou pravdepodobnosťou „odpočine“ na synovi geniálnej osobnosti.
Dieťa bude svetlohlavé „ako jeho matka“ iba vtedy, ak medzi príbuznými jeho otca boli blondínky.
Zlé návyky sú zakódované na genetickej úrovni. Závislosť od alkoholu je určená génom zodpovedným za syntézu enzýmu, ktorý rozkladá alkohol. Ak je gén zmutovaný, potom sa u dieťaťa rodičov, ktorí milujú pitie, vyvinie sklon k alkoholizmu.
Charakter podľa dedenia
To, že charakter sa dedí cez gény a chromozómy prenášané na dieťa, zatiaľ nie je vedecky potvrdené. Hoci „gén agresie“, ktorý vedci objavili pred niekoľkými rokmi, už vyvolal tento druh diskusií. Pravda, praktické experimenty ich vyvrátili. A predsa nie nadarmo ruské povesti radili, aby ste sa pri výbere manželky pozreli na svoju budúcu svokru. Koľkokrát ste už pri pohľade na svoju dcéru povedali: "No, je tvrdohlavá - rovnako ako jej starý otec!" alebo si všimli na svojom synovi: "Ach, charakter jeho otca." Áno, toto všetko sa dá pripísať takzvaným nákladom na vzdelávanie. Skutočnosť, že dieťa nevedome kopíruje správanie svojich rodičov a všíma si, ako sa správajú v určitej situácii. Potom akciu zopakuje za podobných podmienok. Medzitým vedci, ktorí sa snažia rozlúštiť ľudský genetický kód, už zistili, že sklon k zdvorilému alebo hrubému správaniu je v nás z 34 % geneticky zakorenený. Ostatné je dané výchovou a prostredím. A dokonca aj náš výber povolania je zo 40% spôsobený určitou kombináciou chromozómov. Prinajmenšom vodcovské vlastnosti sa vo väčšine prípadov dedia. Možno to je dôvod, prečo v Rusku existoval dynastický princíp prenosu kráľovskej moci - z otca na syna.
"Ani matka, ani otec..."
Skutočne sa stáva, že syn alebo dcéra sú úplne iní ako jeho rodičia. Môžu ľahko zopakovať genotyp nejakého vzdialeného príbuzného. Alebo veľmi vzdialené. Navyše tento svet už dávno opustil.
Byť na rozdiel od nikoho iného často otca veľmi znepokojuje. Povedzte svojmu milovanému manželovi, že vaše dieťa vyzerá ako vaša praprababička, a na chvíľu sa upokojí.
Pozrite sa aj na fotografie svojho manžela z detstva a na svoje vlastné a uvidíte: vzhľad rastúceho dieťaťa sa neustále mení a do roka alebo dvoch môže vaše dieťa vykazovať mnohé z vašich čŕt.
Genetik a doktorát Dean Hamer v roku 1993 ako prvý vyhlásil existenciu „génu pre homosexuálov“ a v roku 2004 napísal knihu o objave „génu viery v Boha“.
Britskí vedci analyzovali charakter 609 párov dvojčiat a ukázalo sa, že ak schopnosť viesť vlastný biznis, spoločenskosť a introverzia boli charakteristické pre jedného z bratov, potom boli nevyhnutne prítomné v postave toho druhého. Aj taký zvyk, ako je chuť dlho sedieť pred televízorom, sa dedí na 45 %. A vedci dlho a vážne diskutovali o „géni génia“ a možnosti jeho izolácie a dokonca aj jeho zavedenia do genotypu konkrétnej osoby. V tomto prípade je predmetom sporu morálna zložka problému, a nie vedecké hypotézy. Ako raz povedal Sherlock Holmes pri pohľade na portréty dynastie Baskerville: „Po tomto never v sťahovanie duší!