8 větví genetiky (a jejich charakteristiky)

Bez genetiky je vysvětlení života nemožné. Všechny živé bytosti mají alespoň jednu buňku a aby buňka byla taková, musí obsahovat genetický materiál ve formě DNA a musí být schopna se replikovat. Sám od sebe.

Díky enzymatické aktivitě (mimo jiné DNA polymerase) byly substráty (nukleotidy) a standardní řetězec, život je schopný generovat jednu kopii nebo více než jednu dvojitou šroubovici DNA, a tedy život Nový.

S touto jednoduchou premisou je vysvětlena stálost živých bytostí na Zemi a mnohem složitější věci, jako jsou mechanismy dědičnosti. Díky buněčnému dělení meiózou mohou být generovány gamety s poloviční genetickou informací než normální rodičovská buňka, což je stav známý jako haploidie (n). Když se spojí dvě haploidní gamety, vygeneruje se diploidní (2n) zygota, která obsahuje polovinu informací od matky a polovinu od otce. Takto například u našeho druhu funguje dědičnost.

V každém případě je deterministický a mendelovský pohled na genetiku v plné výzvě. V průběhu let si člověk uvědomil, že genom se neomezuje pouze na otcovské dědictví, ale že existují mutace a variace prostředí, které mohou modifikovat expresi genů po celý život, což vede k neobvyklé fenotypové rozmanitosti, kterou vykazuje druh. V následujících řádcích uvidíme, jaké jsou

odvětví genetiky a jejich vlastnosti.

• Související článek: „Rozdíly mezi DNA a RNA“

Jaké jsou odvětví genetiky?

Genetiku lze definovat jako větev věda (konkrétně biologie), která se zabývá studiem genů, genetických variací a mechanismů dědičnosti organismů. Hlavním cílem této disciplíny je pochopit pomocí biochemických a fyziologických základů, jak se vyrábí dědičnost genotypu a fenotypu z generace na generaci u různých druhů, se ještě větší pozorností na člověk.

Než se pustíte přímo do předmětu, je nutné, abyste měli určité jasné nápady. Jak jsme řekli, polovina informací v každé z našich buněk pochází od matky a druhá polovina od otce. Jinými slovy, máme celkem 23 párů chromozomů (46 = 23 mateřských + 23 otcovských). Každý chromozom navíc obsahuje kódující sekvence pro proteiny nebo RNA, které se nazývají „geny“.

Protože máme dva chromozomy každého typu (od 1 do 23), budeme mít dvě kopie stejného genu, jednu přítomnou na otcovském chromozomu a jednu na mateřském chromozomu, ve fixní poloze. Každá z variací, které může gen přijmout, je známá jako „alela“, takže můžeme také potvrzují, že všechny naše geny mají v genomu jedince dvě alely, jednu mateřskou a druhou otcovský.

S těmito daty zbývá jen vědět, že typická alela může být dominantní (A) nebo recesivní (a). Pro stejný gen tak může být jedinec homozygotní dominantní (AA), homozygotní recesivní (aa) nebo heterozygotní (Aa). S těmito základnami na místě se podívejme, jaké jsou odvětví genetiky.

1. Mendelovská genetika nebo klasická genetika

Toto odvětví genetiky je takové přistupuje ke studiu genů bez použití molekulárních nástrojůstejně jako vy Gregor Mendel ve své době se svými experimenty s hráškem po různé generace. Ve zkratce přezkoumáme Mendelovy tři zákony v tomto seznamu:

• Princip uniformity: pokud jsou u genu kříženy dva homozygotní (AA a aa), všichni potomci budou heterozygotní (Aa). Zobrazený znak bude dominantní, tj. Kódovaný alelou (A).
• Princip segregace: pokud mezi nimi dojde ke křížení generace heterozygotů (Aa), věci se změní. ¼ z potomků bude homozygotní dominantní (AA), ¼ bude homozygotní recesivní (aa) a 2/4 bude heterozygotní (Aa). Dominantní charakter je vyjádřen u 3 ze 4.
• Princip nezávislého přenosu: pokud jsou dva geny dostatečně odděleny od sebe navzájem nebo na dvou různých chromozomech, mohou být zděděny s nezávislými frekvencemi.

Ačkoli Mendelova genetika byla velmi užitečná při zakládání základů moderní genetiky, není dnes příliš užitečná. Bez použití molekulárních nástrojů je velmi obtížné určit rozsah působení genu, protože mnoho znaků je polygenních a jsou vysvětleny více než dvěma alelami (například barvou očí kódovanou více než 3 geny).

2. Molekulární genetika

Jak název napovídá, molekulární genetika je odvětví této disciplíny, která studuje strukturu a funkčnost geny na molekulární úrovni za použití technik, jako je PCR (polymerázová řetězová reakce) nebo klonování DNA v prostředí bakteriální. Jinými slovy, je zodpovědný za vyšetřování, popis a správu fyzické a funkční jednotky dědičnosti: gen.

3. Vývojová genetika

V tomto případě je genetika zvyklá popsat proces, kterým se buňka nakonec vyvine v úplnou a funkční mnohobuněčnou bytost. Je zodpovědný za vyšetřování, za jakých podmínek (na jaderné a genové úrovni) se buňka během vývoje mimo jiné specializuje během vývoje.

4. Populační genetika

V přírodním světě genetická životaschopnost je obvykle mnohem důležitější než počet populací, které druh v daném ekosystému představuje. Pokud je ve specifickém jádru 500 zvířat, ale každý rok se rozmnožují pouze 4, existuje tendence snižovat variabilitu, a tedy i homozygotnost.

Obecně platí, že homozygotnost a příbuzenská plemenitba jsou spojeny s fatalističtější prognózou v populaci, protože malá variabilita v genech znamená že reakce na životní prostředí budou mezi zvířaty velmi dobré, pro dobro i pro matku, navíc s vyšší mírou akumulace mutací škodlivé. Efektivní počet obyvatel, procento heterozygotnosti, frekvence alel a mnoho dalších věcí jsou kvantifikovány ve studiích populační genetiky pro dsvázat „blahobyt“ druhu, nad rámec počtu kopií.

• Mohlo by vás zajímat: „Genetický drift: co to je a jak to ovlivňuje biologickou evoluci?“

5. Kvantitativní genetika

S odkazem na předchozí body, kvantitativní genetika studuje ty fenotypy (znaky kódované genotypem), které nelze klasifikovat podle typických Mendelianových kritérií, tj. dominantní alelou (A) a další recesivní (a).

Velmi jasným příkladem je barva pleti, která je kódována geny TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 a MC1R, stejně jako parametry prostředí a životní styl. Když je vlastnost polygenní nebo oligogenní, přístup musí být velmi odlišný.

6. Fylogeneze

Je to odvětví genetiky studuje příbuznost mezi různými taxony živých bytostí a vytváří přitom slavné „stromy života“, které se používají ke seskupení druhů do rodin, rodů a druhů (také podrodiny, poddruhy, kmeny atd.). Biologům mohou pomoci sekvence DNA (nukleární nebo mitochondriální) a RNA ze vzorků tkáně evoluční k odvození příbuznosti mezi živými bytostmi, které zpočátku nemají na úrovni nic společného externí.

• Mohlo by vás zajímat: „Fylogeneze a ontogeneze: čím jsou a jak se liší“

7. genetické inženýrství

Genetické inženýrství je založeno na přímé manipulaci s geny organismu, buď injekcemi do kultivační média s přenosem mutovaných virů nebo s mnoha dalšími mechanismy přenosu viru informace.

Cílem tohoto vědního oboru je obvykle zlepšit produktivní schopnosti tohoto druhu (zejména v zemědělském prostředí), aby produkt rostl rychleji, produkt lepší kvalita, odolnost plodiny je větší nebo že na ni nemá vliv mimo jiné škůdci věci.

8. Epigenetika

The epigenetika je velmi nový rozkol od klasické genetiky, jehož úlohou je prozkoumat mechanismy, které inhibují nebo podporovat expresi genů po celý život jednotlivce, aniž by docházelo ke změnám jejich genů genom.

Existuje několik způsobů, jak lze gen dočasně „deaktivovat“, a ty jsou zprostředkovány sekvencemi genomu, o nichž se původně věřilo, že jsou k ničemu. Epigenetika, i když je v plenkách, slibuje odpovědi na mnoho bolestí hlavy, které dnes nemají řešení.

Životopis

Jak vidíte, genetika je použitelná prakticky ve všech oblastech života. Od údržby ekosystémů po řešení nemocí, přes studium evoluce, zlepšování plodin nebo porozumění lidským plodům, vše kolem nás je určeno naším geny.