De 8 grene af genetik (og deres egenskaber)

Uden genetik er det umuligt at forklare livet. Alle levende væsener har mindst en celle, og for at en celle skal være sådan, skal den indeholde genetisk materiale i form af DNA og være i stand til selvreplikation Af sig selv.

Takket være den enzymatiske aktivitet (blandt andet DNA-polymerase), substraterne (nukleotider) og en standardkæde, er liv i stand til at generere en kopi eller mere end en dobbelt helix af DNA og derfor liv ny.

Med denne enkle forudsætning forklares varigheden af ​​levende væsener på Jorden og meget mere komplekse ting, såsom arvsmekanismer. Takket være celledeling med meiose kan der genereres kønsceller med halvdelen af ​​den genetiske information fra en normal forældercelle, en tilstand kendt som haploidi (n). Når to haploide gameter forenes, genereres en diploid (2n) zygote, der indeholder halvdelen af ​​informationen fra moderen og halvdelen fra faderen. Sådan fungerer arvelighed for eksempel i vores art.

Under alle omstændigheder er det deterministiske og mendelske syn på genetik i fuld udfordring. I årenes løb har mennesket indset, at genomet ikke kun er begrænset til faderlig arv, men at der er mutationer og miljøvariationer, der kan ændre ekspressionen af ​​gener gennem hele livet, hvilket giver anledning til den usædvanlige fænotypiske mangfoldighed, der udstilles af arter. I de følgende linjer vil vi se, hvad de er

grenene af genetik og deres egenskaber.

• Relateret artikel: "Forskelle mellem DNA og RNA"

Hvad er grenene af genetik?

Genetik kan defineres som en gren af videnskaben (specifikt biologi), der beskæftiger sig med undersøgelse af gener, genetisk variation og mekanismerne til nedarvning af organismer. Hovedformålet med denne disciplin er ved hjælp af biokemiske og fysiologiske baser at forstå, hvordan den produceres arv af genotypen og fænotypen fra generation til generation i de forskellige arter, med endnu mere opmærksomhed på human.

Før du går direkte ind i emnet, er det nødvendigt, at du har visse klare ideer. Som vi har sagt, kommer halvdelen af ​​informationen i hver af vores celler fra moderen og den anden halvdel fra faderen. Med andre ord har vi i alt 23 par kromosomer (46 = 23 moder + 23 fædre). Derudover indeholder hvert kromosom kodende sekvenser for proteiner eller RNA, kaldet "gener".

Da vi har to kromosomer af hver type (fra 1 til 23), vi vil have to kopier af det samme gen, en til stede på faderligt kromosom og en på det maternale kromosom, i en fast position. Hver af de variationer, som et gen kan anvende, er kendt som en "allel", så vi kan også bekræft, at alle vores gener har to alleler i individets genom, den ene moder og den anden faderlig.

Med disse data forbliver det kun at vide, at en typisk allel kan være dominerende (A) eller recessiv (a). For det samme gen kan et individ således være homozygotisk dominerende (AA), homozygot recessivt (aa) eller heterozygot (Aa). Med disse baser på plads, lad os se, hvad grenene til genetik er.

1. Mendelian genetik eller klassisk genetik

Denne gren af ​​genetik er en, der nærmer sig studiet af gener uden brug af molekylære værktøjer, ligesom du gjorde Gregor mendel i sin tid med sine eksperimenter med ærter over forskellige generationer. Kort gennemgår vi Mendels tre love på denne liste:

• Ensartethedsprincip: Hvis to homozygote (AA og aa) krydses for et gen, vil alle afkomene være heterozygote (Aa). Det viste træk vil være det dominerende, det vil sige det, der kodes af allelen (A).
• Princippet om adskillelse: Hvis generationen af ​​heterozygoter (Aa) krydses mellem dem, ændres tingene. ¼ af afkom vil være homozygot dominerende (AA), ¼ vil være homozygot recessivt (aa) og 2/4 vil være heterozygot (Aa). Den dominerende karakter udtrykkes i 3 ud af 4.
• Uafhængigt transmissionsprincip: Hvis to gener er tilstrækkeligt adskilt fra hinanden eller på to forskellige kromosomer, kan de nedarves med uafhængige frekvenser.

Selvom Mendelian genetik har været meget nyttig til at etablere grundlaget for moderne genetik, er det ikke særlig nyttigt i dag. Uden brug af molekylære værktøjer er det meget vanskeligt at fastslå rækkevidden for et gen, da mange tegn er polygene og forklares med mere end to alleler (såsom øjenfarve, kodet af mere end 3 gener).

2. Molekylær genetisk

Som navnet antyder, er molekylær genetik den gren af ​​denne disciplin, der studerer struktur og funktionalitet af gener på molekylært niveau ved hjælp af teknikker såsom PCR (Polymerase Chain Reaction) eller DNA-kloning i miljøet bakteriel. Med andre ord, har ansvaret for efterforskning, beskrivelse og styring af den fysiske og funktionelle arvsenhed: genet.

3. Udviklingsgenetik

I dette tilfælde er genetik vant til beskrive den proces, hvormed en celle ender med at udvikle sig til et komplet og funktionelt flercellet væsen. Det er ansvarligt for at undersøge, hvilke betingelser (på nukleart og genniveau), at en celle blandt andet specialiserer sig under udvikling i en eller anden funktion.

4. Befolkningsgenetik

I den naturlige verden, genetisk levedygtighed er normalt meget vigtigere end det populationsantal, som en art præsenterer i et givet økosystem. Hvis der er 500 dyr i en bestemt kerne, men kun 4 reproducerer hvert år, er der en tendens til at reducere variationen og derfor til homozygositet.

Som hovedregel er homozygositet og indavl forbundet med en mere fatalistisk prognose i en population, da den lille variation i generne indebærer at reaktionerne på miljøet vil være meget ens mellem dyr, for godt og for ma, ud over en højere grad af akkumulering af mutationer skadelig. Det effektive populationsnummer, procentdelen af ​​heterozygositet, allelfrekvenserne og mange andre ting kvantificeres i studierne af populationsgenetik for dbinde en arts "velfærd"ud over antallet af kopier.

• Du kan være interesseret i: "Genetisk drift: hvad er det, og hvordan påvirker det den biologiske udvikling?"

5. Kvantitativ genetik

Med henvisning til tidligere punkter, kvantitativ genetik studerer de fænotyper (træk kodet af genotype), der ikke kan klassificeres med typiske mandeliske kriterier, det vil sige ved en dominerende allel (A) og en anden recessiv (a).

Et meget tydeligt eksempel på dette er hudfarve, der kodes af TYR-, TYRP1-, OCA2-, SLC45A2-, SLC24A5- og MC1R-generne samt miljøparametre og livsstil. Når et træk er polygent eller oligogent, skal tilgangen være meget anderledes.

6. Fylogeni

Det er den gren af ​​genetik, der studerer slægtskabet mellem de forskellige taxaer af levende væsener og skaber i processen de berømte "livets træer", som bruges til at gruppere arter i familier, slægter og arter (også underfamilier, underarter, stammer osv.). DNA (nuklear eller mitokondrie) og RNA-sekvenser fra vævsprøver kan hjælpe biologer evolutionær for at udlede slægtskab mellem levende væsener, der oprindeligt ikke har noget at gøre på niveauet ekstern.

• Du kan være interesseret i: "Fylogeni og ontogeni: hvad de er, og hvordan de adskiller sig"

7. genteknologi

Genteknik er baseret på direkte manipulation af generne i en organisme, enten med injektioner i kulturmedier, med overførsel af muterede vira eller med mange andre mekanismer for transmission af Information.

Målet med denne gren af ​​videnskaben er normalt at forbedre artens produktive kapacitet (især i landbrugsmiljøet) for at vokse hurtigere, produktet af bedre kvalitet, er afgrødens modstand større, eller at den ikke påvirkes af blandt andet skadedyr ting.

8. Epigenetik

Det epigenetik er en meget ny opdeling fra klassisk genetik, hvis rolle er at udforske de mekanismer, der hæmmer eller fremme ekspressionen af ​​gener gennem hele individets liv uden at skabe ændringer i deres genom.

Der er flere måder, hvorpå et gen kan "inaktiveres" midlertidigtog disse medieres af genom-sekvenser, der oprindeligt blev anset for at være ubrugelige. Selvom epigenetik i sin barndom lover svar på mange hovedpine, som i dag ser ud til at have nogen løsning.

Genoptag

Som du kan se, er genetik anvendelig på praktisk talt alle livets områder. Fra vedligeholdelse af økosystemer til opløsning af sygdomme gennem undersøgelse af evolution, forbedring af afgrøder eller forståelse af menneskelige fostre, alt omkring os bestemmes af vores gener.