Kluczowe pojęcia
Genetyka
Dziedziczenie
Rodzina
Cechy fizyczne

Wprowadzenie
Czy ktoś ci kiedyś powiedział, że wyglądasz tak samo jak jeden z twoich rodziców lub dziadków? Niektóre cechy, takie jak kształt linii włosów lub czy twoje płatki uszu są dołączone czy odłączone, są dziedziczone. W tym ćwiczeniu zobaczysz, jak zapisanie niektórych cech na drzewie genealogicznym może pomóc ci określić, w jaki sposób je odziedziczyłeś. Prawdopodobnie odkryjesz kilka cech, które dostałeś od strony twojego taty i w ten Dzień Ojca możesz mu podziękować za przekazanie ich tobie!

Tło
Gdy patrzymy na członków rodziny, łatwo jest zauważyć, że niektóre cechy fizyczne, lub cechy, są wspólne. W 1860 roku botanik Gregor Mendel odkrył, że w roślinach grochu niektóre cechy fizyczne, takie jak kolor kwiatów, są przekazywane w dół w jasnych i przewidywalnych wzorców. Dziś wiemy, że potomstwo dziedziczy swoje DNA od obojga rodziców – po połowie od każdego z nich. W ten sposób powstają dwie kopie każdego genu, który składa się z wielu par DNA. Wiele genów występuje w różnych wersjach, zwanych allelami. Allele to różnice w sekwencji DNA danego genu. Jeśli masz dwa identyczne allele, mówi się, że jesteś homozygotyczny dla tego genu, podczas gdy jeśli masz dwa różne allele, jesteś heterozygotyczny.

Niektóre allele są dominujące, co oznacza, że jeśli masz jedną kopię tego allelu, będziesz wyświetlać tę cechę. Inne allele są recesywne, co oznacza, że potrzebujesz dwóch kopii tego allelu, aby wyświetlić daną cechę. Na przykład, Mendel wziął rośliny grochu, które były homozygotyczne dla różnych cech i skrzyżował je. Podczas krzyżowania homozygotycznych roślin o fioletowych kwiatach z homozygotycznymi roślinami o białych kwiatach, potomstwo (które było heterozygotyczne) miało fioletowe kwiaty. Fioletowy allel był dominujący, a biały recesywny. Kiedy heterozygotyczne potomstwo o fioletowych kwiatach zostało skrzyżowane ze sobą, niektóre z ich potomstwa miałyby dwie kopie allelu recesywnego, dając im białe kwiaty.

Materiały
– Papier i ołówek lub długopis
– Cztery kartki papieru
– Co najmniej trzy pokolenia ludzi z tej samej rodziny. Im więcej członków rodziny, którzy są dostępni, tym lepsze będą wyniki.

Przygotowanie
– Narysuj drzewo genealogiczne, lub rodowód, pokazujący różnych członków twojej rodziny. Uwzględnij wszystkich członków rodziny, od których będziesz uzyskiwał dane. Możesz oznaczyć samców kwadratem, a samice kółkiem. Możesz spojrzeć na ten zasób na „Your Family Health History” (pdf) dla przykładów drzew genealogicznych.
– Zrób trzy kopie swojego drzewa genealogicznego (więc masz cztery w sumie).
– Oznacz każde drzewo genealogiczne jednym z następujących: „Earlobes”, „Widow’s Peak”, „Mid-Digit Hair” i „Hitchhiker’s Thumb.”

Procedura
– Zbierz razem członków rodziny, których umieściłeś na swoim drzewie genealogicznym. Alternatywnie, możesz wykonać tę czynność z niektórymi członkami oddzielnie.
– Określ, czy każdy członek rodziny ma przyczepione czy odczepione płatki uszu. (Zaczepione płatki uszne są wyraźnie przymocowane do boku głowy na dole płatka usznego, podczas gdy odczepione zwisają swobodnie). Mogą być różne – po prostu postaraj się określić, jak bardzo płatki uszne są przyczepione. Czy wielu krewnych ma ten sam typ płatka ucha, czy też występują różnice? Czy widzisz, w jaki sposób ta cecha została odziedziczona? Zapisz swoje wyniki w drzewie genealogicznym „Earlobes”.
– Określ, czy każdy członek rodziny ma wdowi szczyt, czy nie. (Wdowi szczyt to miejsce, w którym linia włosów dochodzi do punktu w kształcie litery V nad czołem danej osoby). Pamiętaj, że szczyty wdowie mogą się znacznie różnić – przy określaniu, czy dana osoba ma szczyt wdowi, licz każdy rodzaj linii włosów w kształcie litery V jako szczyt wdowi. Czy wielu krewnych ma albo wdowi szczyt, albo go nie ma? Czy widzisz, w jaki sposób ta cecha została odziedziczona? Zapisz swoje wyniki na drzewie genealogicznym „wdowiego szczytu”.
– Ustal, czy każdy członek rodziny ma włosy na śródstopiu (środkowe stawy palców), czy ich nie ma. Być może będziesz musiał dokładnie przyjrzeć się dłoniom każdej osoby – jeśli mają jakiekolwiek włosy na śródstopiu, nawet maleńki kosmyk, to mają włosy na śródstopiu. Czy wielu krewnych ma włosy na śródstopiu, czy też są oni pozbawieni włosów? Czy widzisz, jak ta cecha została odziedziczona? Zapisz swoje wyniki na drzewie genealogicznym „Włosy śródcyfrowe”.
– Poproś każdego członka rodziny, aby zacisnął pięść z kciukiem wystającym do góry. Ustal, czy wyciągnięty kciuk jest prosty czy zakrzywiony. (Zakrzywiony kciuk nazywany jest również kciukiem autostopowicza.) Pamiętaj, że kciuki mogą być zakrzywione w szerokim zakresie, od całkowicie prostego do całkowicie zakrzywionego – postaraj się jak najlepiej określić, czy kciuk danej osoby jest zakrzywiony czy prosty. Czy wielu krewnych ma kciuk autostopowicza, czy też ich kciuki są w większości proste? Czy widzisz, w jaki sposób ta cecha została odziedziczona? Zapisz swoje wyniki w drzewie genealogicznym „Kciuk autostopowicza”.
– Ogólnie rzecz biorąc, czy możesz zauważyć, jak różne cechy były przekazywane w twojej rodzinie? Czy są cechy, które ominęły jedno pokolenie? Czy są cechy, które były w każdym pokoleniu? Czy potrafisz określić, które cechy mogą być w większości recesywne, a które w większości dominujące?
– Dodatkowo: Istnieje kilka innych cech genetycznych, które można zbadać za pomocą tej aktywności: Jak wygląda dziedziczenie innych cech, takich jak piegi, rozszczep podbródka, długość palców u nóg (czy najdłuższy jest duży czy drugi palec) i który kciuk jest na górze, gdy splatamy palce?
– Dodatek: W tym ćwiczeniu przyjrzałeś się istniejącym członkom rodziny, aby zbadać jak różne cechy są dziedziczone. Czy możesz wykorzystać swoją wiedzę z tego ćwiczenia, aby przewidzieć, jakie cechy może mieć przyszłe potomstwo różnych członków rodziny, jeśli wiesz, jakie cechy ma ich partner? Ludzie od dawna dyskutują, czy dłoń jest cechą genetyczną. Jedno z badań naukowych wykazało korelację pomiędzy dłońmi a kierunkiem skrętu włosów, sugerując, że większy odsetek osób leworęcznych ma skręty włosów przeciwne do ruchu wskazówek zegara niż osoby praworęczne. Czy możesz znaleźć korelację między ręcznością a kierunkiem skrętu włosów u ludzi w Twojej rodzinie?
Obserwacje i wyniki
Czy mogłeś zobaczyć jak niektóre cechy zostały przekazane w dół? Czy wyglądało to tak, jakby posiadanie oderwanych płatków uszu, wdowiego szczytu, włosów w połowie długości i prostego kciuka były cechami dominującymi?

Mimo, że obecność lub brak doczepionych płatków uszu, wdowiego szczytu, włosów w połowie długości i kciuka autostopowicza są uważane za cechy dziedziczone głównie genetycznie, istnieją pewne kontrowersje co do tego, jak dokładnie są one dziedziczone – innymi słowy, może na nie wpływać więcej niż jeden gen, więcej niż dwa allele lub czynniki inne niż genetyczne. W związku z tym, posiadanie oderwanych płatków uszu, wdowiego szczytu, włosów w połowie długości i prostego kciuka są ogólnie uważane za cechy dominujące, chociaż oczywiście ich dziedziczenie jest złożone. Cecha dominująca to taka, która wymaga tylko jednej kopii allelu dominującego, aby się ujawnić. Aby dana osoba mogła wykazać się cechą recesywną, potrzebuje dwóch alleli dla tej cechy. Ponieważ dana osoba potrzebuje tylko jednej kopii allelu dominującego, aby wykazać daną cechę, może być homozygotyczna lub heterozygotyczna dla tego allelu. Oznacza to, że osoba, która wykazuje cechę dominującą może mieć dziecko z osobą, która wykazuje cechę recesywną (lub nawet z inną osobą, która wykazuje cechę dominującą), a dziecko może wykazywać każdą z tych cech (ponieważ rodzic z cechą dominującą może być heterozygotyczny). Dwie osoby, które oboje wykazują cechę recesywną, najprawdopodobniej będą miały dziecko, które również wykazuje cechę recesywną, ale na dziedziczenie często mają wpływ inne czynniki.

Więcej do odkrycia
Rodzina królewska: Physical Traits , z The House of Windsor
Your Family Health History , z National Human Genome Research Institute
Dominant versus Recessive , z The Tech Museum of Innovation, Stanford at The Tech
Pedigree Analysis: A Family Tree of Traits , z Science Buddies
This activity brought to you in partnership with Science Buddies

This activity brought to you in partnership with Science Buddies