生物の遺伝学

継承とは、世代から世代へと受け継がれるものです。文脈によっては、家やお金のようなものを意味します。しかし、生物学の文脈では、遺伝子とその遺伝方法の研究は遺伝学と呼ばれます。グレゴール・メンデルは、現代遺伝学の父であるとされています。彼の研究は、顕著な身体的特徴、または表現型が世代から世代にどのように受け継がれるかについての私たちの理解に責任があります。有名なことに、彼はエンドウ豆の植物のそのような形質を研究しました。

これらの表現型を制御する情報は遺伝子と呼ばれます。各遺伝子には対立遺伝子と呼ばれる2つのコピーがあるため、これらを文字として表すことができます。ここでは、Pの文字を使用します。これは、メンデルの有名なエンドウ豆の花の色に関する実験の最初のステップであり、ここでは、パネットスクエアと呼ばれるツールを使用して示されています。メンデルは、紫色の花と白い花を交配すると、すべての子孫、つまり第一世代の植物が紫色の花を咲かせることを発見しました。これは、紫色が優勢であり、大文字のPを使用して示されているためです。そして、優性対立遺伝子が1つでも存在するということは、表現型が発現することを意味します。しかし、興味深いことに、これらの紫色の花を再び交配すると、その1/4が白くなっていました。初代の白い花はどこにありましたか?紫色の花を咲かせる植物の第一世代はすべてヘテロ接合体であり、1つの大文字の紫色のPと1つの小文字または白のPを持っていました。彼らがF2世代の交配で対立遺伝子を受け継いだとき、これは子孫の1/4が2つの小さなP対立遺伝子を受け取ったことを意味し、したがって、白い表現型を表しました。メンデルはパネットの正方形のツールを持っていなかったため、何千もの植物を追跡し、その数のパターンに気づくことで、これらすべてを理解する必要がありました。

この証拠やその他多くの証拠から、遺伝子は人間やハエなどの他の生物にも2つのコピーに存在することがわかっています。メンデルの研究をフォローアップする中で、何人かの科学者は、すべての遺伝パターンがメンデルが提案した単純で基本的なモデルに従っているわけではないことを発見しました。例えば、遺伝性の凝固障害である血友病では、罹患していない母親が男児に病気を感染させることができた。この背後にある理由は、トーマス・ハント・モーガンが彼の有名なショウジョウバエであるショウジョウバエを使用して研究した染色体にあります。モーガンらのおかげで、染色体は通常ペアで存在するDNAの長い鎖であることがわかっています。ここでは、ショウジョウバエに4つあることがわかります。これらの染色体には、料理本にさまざまなレシピがたくさん含まれているのと同じように、さまざまな形質の遺伝子があります。今日では、現代の顕微鏡を使用して、これらの染色体を実際に見ることができ、さらにはそれらを整理することさえできます。このプロセスの生成物は核型と呼ばれます。ここでは、人間のものを見ることができます。人間にもハエにも常染色体と性染色体があります。人間は、ハエのように、X染色体とY染色体が性別を制御しています。しかし、これらの染色体上の遺伝子のほとんどは、性別とは関係のないものを制御しています。先に述べた稀な形態の血友病では、男性に多く発生する理由は、表現型がX染色体上のY染色体上にパートナーを持たない部分にある遺伝子によって制御されているためです。女性が遺伝子の悪いコピーを持っていて、彼女の男性の子供がこのコピーを受け継ぐと、彼は障害を持つことになります、彼はX染色体のバックアップコピーを持っていません。遺伝子の1つのコピーは、人が正常に凝固するのに十分であるため、女性は、病気を示すために、遺伝子の2つの悪い対立遺伝子、各親から1つずつ受け継がれなければなりません。この場合、父親は影響を受けないため、これは不可能です。その結果、このタイプの血友病は女性よりも男性に多く影響を及ぼします。
このラボでは、ショウジョウバエの遺伝について見ていきます。ハエの目の色は、一連の遺伝子によって制御されており、その一部はどのような種類の色素が作られるかを制御し、特に重要な遺伝子であるABCトランスポーターと呼ばれる、眼の顆粒への色素の輸送を制御します。その遺伝子が壊れてしまうと、ハエが色素を作っていても、その色素が見えなくなり、ハエは白目になってしまいます。この研究室では、トーマス・ハント・モーガンの最も有名な実験の1つを再現し、色素トランスポーターをコードする遺伝子の遺伝的遺伝パターンを探ります。メンデルのエンドウ豆の花の紫色のように遺伝するのでしょうか、それとも血友病のように性的に結びついているのでしょうか?