Erfelijkheid Waarom lijken kinderen op hun ouders? In de 150 jaar

Erfelijkheid
[Heridity]
Erfelijkheid
Waarom lijken kinderen op hun ouders? In de 150 jaar nadat
Darwin zich deze vraag stelde en een theorie formuleerde
die hij ‘Pangenese’ noemde, werd in een aantal stappen het
antwoord op deze vraag gevonden. Daarvoor waren nodig:
de erfelijkheidswetten van Mendel, de ontdekking van het
chromosoom, de evolutionaire synthese en de ontdekking
van het DNA.
Pangenese
Afbeelding 5 & 6) Er zijn twee
In zijn boek van 1868, ‘Het variëren der huisdieren en
vormen van celdeling: mitose en
cultuurplanten’ spreekt Darwin over deeltjes die erfelijke
Afbeelding 2)
meiose. Bij mitose wordt het aantal
eigenschappen overdragen: hij noemde die ‘gemmules’:
Gregor Johann Mendel
chromosomen verdubbeld en elk
“Gemmules worden verondersteld uitgestoten te worden
van de dochter­­cellen ontvangt
door elke eenheid, niet alleen in het volwassen stadium,
daarvan een identieke set. Met
maar gedurende elk stadium van de ontwikkeling van elk
andere woorden, de cel wordt
organisme maar niet noodzakelijkerwijs voortdurend. Ik
gekopiëerd en de dochtercellen
veronderstel dat de gemmules in hun slapende toestand
hebben in hun celkern dezelfde
elkaar aantrekken waardoor ze knoppen vormen of sexuele
informatie als de moedercel.
elementen. Daarom zijn het niet de voortplantingsorganen
Tijdens de meiose produceert het
of de knoppen die nieuwe organismen produceren, maar de
organisme voortplantingscellen:
eenheden waaruit elk individu is samengesteld. “
eicellen en zaadcellen. Hierbij wordt
het chromosoom dat is opgebouwd
Mendel
uit twee homologe delen, dat wil
Darwin was een tijdgenoot van Gregor Johann Mendel.
zeggen twee verschillende versies
Deze Oostenrijkse monnik begon in 1856 met het kweken
van hetzelfde chromosoom,
en kruisen van erwtenplanten Pisum sativum. In 1866
gesplitst en ontvangen de nieuwe
verscheen zijn publicatie hierover onder de titel ‘Versuche
cellen daarvan elk een versie. Bij
über Pflanzen-Hybride’ waarin hij drie wetten formuleerde
paring met de voortplantingscel
die beschrijven hoe en waarom de variant van een
van het andere geslacht voegen
eigenschap in de mannelijke ouder en in de vrouwelijke
de overeenkomstige versies van
ouder, bijvoorbeeld rode bloemen en witte bloemen, via
elk der ouders zich samen tot een
dominantie, recessie en co-dominantie tot uitdrukking komt
compleet chromosoom waarin de
in een nakomeling. Herontdekking van zijn werk rond 1900
erfelijke eigenschappen van de
betekende een revolutie in het fokken van dieren en het
ouders gecombineerd zijn. Beide
telen van planten.. Het staat vrijwel vast dat Darwin geen
afbeeldingen geven een beeld van
kennis had van Mendel’s werk.
mitose, de ene getekend de ander
electronisch
Chromosomen
Het chromosoom is een eiwitstruktuur in de cel van een
Afbeelding 1) 1868
organisme. Deze eiwitstruktuur bevat de DNA-moleculen.
Afbeelding 8) Rosalind Franklin 1955
DNA is de afkorting van deoxyribonucleic acid. Alle bekende
organismen bevatten DNA. Walther Flemming krijgt de
eer van de ontdekking van het chromosoom. Deze Duitse
DNA
bioloog onderzocht het proces van celdeling en maakte het
Zoals wij nu weten is de drager van de erfelijke eigenschappen
zichtbaar. Zijn resultaten publiceerde hij in 1878. Kort daarna
het DNA. Al in 1869 werd deze stof door de Zwitserse
verscheen zijn boek ‘Celsubstantie, Kern en Celdeling’.
biochemicus Johann Friedrich Mieschner uit de celkern
geisoleerd. Vanaf het begin van de twintigste eeuw werd
Afbeelding 3 & 4)
Evolutionaire synthese
geleidelijk aan duidelijk wat de aard, functie en struktuur
Hybridisatie, bastaardering
In de veertiger jaren van de vorige eeuw werden Darwin’s
van deze stof zijn: DNA bestaat uit vier nucleotiden (theorie
en kruising zijn
evolutietheorie en de erfelijkheidswetten van Mendel
1909); DNA heeft een helixstruktuur (theorie 1951); in
verschillende woorden voor
gecombineerd. Het produkt van deze versmelting wordt
het DNA is de erfelijke informatie opgeslagen (1952). De
hetzelfde verschijnsel.
‘evolutionaire synthese’ genoemd. In de biologie is deze
correcte chemische structuur, de dubbele helix, werd in
Het betekent dat elk
zienswijze algemeen aanvaard.
1953 opgehelderd. Deze mijlpaal werd bereikt door het
der ouders een bijdrage
Vele wetenschappers hebben aan deze synthese bijgedragen
onderzoek van James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins
levert aan de erfelijke
onder wie de bioloog Ernst Mayer. In boekvorm werd deze
en Rosalind Franklin. In 1962 ontvingen de eerste drie voor
opbouw (genotype) van
theorie geïntroduceerd in 1942 door Julian Huxley in ‘Evolutie,
hun werk een Nobelprijs. Rosalind Franklin was daarvoor, op
de kinderen. De ouders
de moderne synthese’. Julian Huxley is de kleinzoon van
zevenendertigjarige leeftijd, overleden. Toenemende kennis
kunnen in één of meer
Thomas Huxley, vriend van Charles Darwin.
van het DNA en de ermee samenhangende technologische
opzichten verschillen. Als
toepassingen hebben de menselijke samenleving sindsdien
ze in één opzicht (factor)
ingrijpend gewijzigd.
verschillen, bijvoorbeeld
bloemkleur, dan spreken
we van een monohybride
kruising. Verschillen
ze in twee opzichten,
bijvoorbeeld bloemkleur en
bloemvorm, dan spreken
we van dihybride kruising.
Zo zijn er ook trihybride
Afbeelding 9) Het DNA model gebouwd door Crick en Watson in 1953,
en polyhibride kruisingen.
tentoongesteld in het National Science Museum te London
Naast het genotype van
een organisme is er
ook het fenotype, dat
wil zeggen de uiterlijke
verschijningsvorm van het
Afbeelding 10) De bouwstenen van het DNA
genotype onder invloed van
heten nucleotiden. Ook zijn nucleotiden
het natuurlijk milieu. In
Afbeelding 7) Van links naar rechts: Gerald Heard en Christopher
de bouwstenen van het RNA en hebben ze
kruisingsschema’s worden
Isherwood, Julian Huxley, Aldous Huxley, Linus Pauling tijdens een meeting
regulerende functies in de cel.. Nucleotiden
standaardaanduidingen
ter ere van Julian. Los Angeles 1960
bestaan uit drie componenten: een
gebruikt. P zijn de ouders;
fosfaatgroep (geel), de suiker deoxyribose
F1 zijn de kinderen van P;
(blauw), een base (groen). Deze base is
F2 zijn de kinderen van de
een purine of een pyrimidine. Als het een
onderling gekruiste F1
purine is, dan A (adenine) of G (guanine).
Als het een pyrimidine is, dan T (thymine)
of C (cytosine). RNA is de afkorting van ribo
nucleic acid, vertaald, ribonucleïnezuur. Het
RNA kopiëert de genetische informatie die is
opgeslagen in het DNA. Met deze informatie
kan het organisme eiwitten samenstellen
waar het op dat moment behoefte aan
heeft. In RNA wordt de pirimidine U (uracil)
gebruikt , in plaats van T (thymine). De
suiker in RNA is ribose