Genetik verstehen

– Ein Student aus Michiganinteressante Frage! Die schnelle Antwort ist, dass die Kinder nicht gleich sein werden. Wenn du darüber nachdenkst, Dieses Szenario ist nicht wirklich so anders als derselbe Mann und dieselbe Frau, die zwei gleiche Kinder haben sex.So warum sehen Brüder und Schwestern nicht gleich aus? Und nicht nur das, wie kommt es, dass sie so anders aussehen können? Es gibt zwei spezifische Ereignisse, die dazu beitragen, dass jeder so unterschiedlich ist. Mal sehen, was sie sind.Wie Sie wissen, hilft unsere DNA zu bestimmen, wie wir aussehen, wie wir uns verhalten, welche Krankheiten wir bekommen könnten und vieles mehr. Und letztendlich wird die DNA, die wir bekommen, aus der Eizelle und dem Sperma bestimmt, die sich zu uns zusammengeschlossen haben. Um zu verstehen, warum Geschwister so unterschiedlich sind, müssen wir herausfinden, wie Spermien und Eier ihre DNA bekommen. Zunächst einmal, wie Sie wahrscheinlich wissen, wird unsere gesamte DNA zusammen mit einigen Proteinen in unseren Zellen als Chromosomen verpackt und gespeichert (klicken Sie hier, um mehr über Chromosomen zu erfahren). Die meisten unserer Zellen haben 23 Chromosomenpaare für insgesamt 46. Ein Satz von 23 kommt von Mama und die anderen 23 von Papa.Die Ei- und Samenzellen sind eine Ausnahme – sie haben jeweils nur 23 Chromosomen. Ein Sperma des Mannes verbindet sich mit dem Ei einer Frau in ihrem Mutterleib zu einer Zygote. Die Zygote hat insgesamt 46 Chromosomen und kann nun zu einem Baby heranwachsen.Spermien und Eier erhalten die DNA, die sie durch einen Prozess namens Meiose erhalten. Wenn Zellen normalerweise neue Kopien von sich selbst machen, endet jede der neuen Zellen mit 46 Chromosomen (zumindest für den Menschen). In der Meiose endet jedoch jede neue Zelle mit 23. Wie werden die 23 ausgewählt? Für jedes der 23 Paare geht eines der beiden in das Sperma oder die Eizelle. Die Wahl, welches der Paare jedes Chromosoms völlig zufällig ist. Also, wenn nichts anderes beteiligt wäre, was wären die Chancen, genau die gleichen Kinder zu haben? Wie Sie sehen werden, nicht sehr wahrscheinlich. Um das herauszufinden, müssen wir uns Statistiken ansehen (sorry dafür!). Nennen wir die Zwillingsschwestern Sally und Jane. Und ihr gemeinsamer Partner, Bob. Wir werden herausfinden, wie wahrscheinlich es ist, dass Sally und Jane ein Ei mit genau derselben DNA herstellen. Wir werden auch die Chancen herausfinden, dass Bob genau das gleiche Sperma macht. Und schließlich werden wir herausfinden, wie wahrscheinlich es ist, dass zwei der exakt gleichen Spermien von Bob genau die gleichen Eier von Sally befruchten und Jane.To machen Sie diese entmutigende Aufgabe einfacher, stellen wir uns vor, dass Menschen 1 Riesenchromosom haben. Also Sally, Jane und Bob haben jeweils zwei Exemplare dieser Single chromosome.To behalten Sie im Auge, wessen Chromosom wessen ist, wir geben ihnen verschiedene Namen. Sallys und Janes Paar wird A und a sein (denken Sie daran, sie sind eineiige Zwillinge, also haben beide genau die gleiche DNA), und Bobs wird B und b sein. OK, lass den Spaß beginnen! Wenn Sally ein Ei macht, gibt es eine 50% Chance, dass das Ei A hat und eine 50% Chance, dass es a hat. Wenn Bob ein Sperma macht, besteht eine 50% ige Chance, dass das Sperma ein B hat und eine 50% ige Chance, dass es b hat. Was sind also die Möglichkeiten, dass sich Sperma und Ei in diesem Beispiel treffen? Sie sind:A + B = ABA + b = Aba + B = aBa + b = abmit anderen Worten, 1 von 4 Babys wird AB sein, 1 von 4 Ab usw. Die Chancen, dass Sally und Jane dasselbe Baby bekommen, stehen also bei 1 zu 4. Wie Sie sehen können, haben Sally und Jane selbst in diesem sehr einfachen Beispiel nur 25% der Zeit dasselbe Baby.Versuchen wir nun 2 Chromosomen. Jane und Sally haben zwei Kopien dieser 2 Chromosomen, die wir als A, a, C und c und Bobs als B, b, D und d bezeichnen. Wenn Sally oder Jane ein Ei machen, ist es zufällig, welches A- und welches C-Chromosom hineingeht. Die möglichen Eier sind AC, Ac, aC und ac. Für Bob sind die möglichen Spermien BD, Bd, bD und bd. Statt 4 gibt es nun 16 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Dies bedeutet, dass die Chancen, dasselbe Kind zu bekommen, auf 1 zu 16 sinken (wie in der Tabelle gezeigt). Mit drei Chromosomen steigen die Chancen auf 1 zu 64. Für 23 Chromosomen gibt es über 10.000.000.000.000 Möglichkeiten*. Mit anderen Worten, es gibt eine Chance von 1 zu 10 Billionen, genau das gleiche Baby zu bekommen. Diese Chance ist im Wesentlichen Null. Und die Chancen sind tatsächlich noch kleiner! Wir haben nicht das gleiche Chromosom wie unsere Eltern. Während der Meiose vermischt sich jedes Chromosomenpaar miteinander, um zwei neue Chromosomen zu bilden. Dieser Prozess wird Rekombination genannt. Zum Beispiel ist das Chromosom B, das Bob von Dad bekommen hat, tatsächlich eine Kombination aus den beiden Chromosomen B seines Vaters. Und Bobs Geschwister haben eine andere Kombination von Papas zwei Chromosomen B. Und das gilt für alle Chromosomen von Papa und Mama.Wie findet die Zelle heraus, welche Teile gemischt werden sollen? Nun, erstens, jeder DNA-Handel, der stattfindet, findet zwischen zwei der gleichen Chromosomen statt. Mit anderen Worten, Chromosom 5 vermischt sich nur mit den anderen 5 und nicht mit 6 oder 8 und Chromosom 6 vermischt sich nur mit 6 und sonst nichts. Tatsächlich können Probleme auftreten, wenn zwischen verschiedenen Chromosomen gemischt wird.Zum größten Teil, Welche Teile zwischen zwei der gleichen Art von Chromosom ausgetauscht werden, ist fast zufällig. Im Durchschnitt werden während der Rekombination 2-3 DNA-Stücke zwischen jedem Paar menschlicher Chromosomen ausgetauscht. Normalerweise endet keines der Chromosomen im Paar mit mehr DNA. Dies geschieht, weil der DNA-Austausch reziprok ist – es ist ein wechselseitiger Austausch zwischen den beiden. Dieser Prozess verschlüsselt die genetische Zusammensetzung jedes der Chromosomen. Wir haben gerade zwei wichtige Schritte durchlaufen, die passieren, wenn ein Ei oder Sperma hergestellt wird. Sie sind: Chromosomensortiment und Austausch der Chromosomensegmente. Basierend auf dem, was während dieser beiden Ereignisse passiert, können wir mit Sicherheit sagen, dass jedes der Milliarden Spermien, die von einem Mann oder den Eiern einer Frau produziert werden, unterschiedlich ist. Zurück zu Ihrer Frage. Eineiige Zwillinge haben das gleiche genetische Material, aber wie Sie sehen können, ist jedes Ei, das sie beide machen, anders. Jedes Sperma, das ein Mann macht, ist anders.Daher sind die Chancen, dass ihre Babys identisch sind, ziemlich nahe bei Null. Die Kinder wären nicht mehr gleich als jeder Bruder oder jede Schwester. * Um dies herauszufinden, verwenden Sie die Formel 1 in (2n X 2n), wobei n die Anzahl der einzelnen Chromosomen ist. Also, die Chancen sind 1 in (223 X 223).