Οι 8 κλάδοι της Γενετικής (και τα χαρακτηριστικά τους)

Χωρίς γενετική, η εξήγηση της ζωής είναι αδύνατη. Όλα τα ζωντανά όντα έχουν τουλάχιστον ένα κύτταρο, και για να είναι ένα κύτταρο τέτοιο, πρέπει να περιέχει γενετικό υλικό με τη μορφή DNA και να είναι ικανό να αυτοαντιγραφεί Από μόνο του.

Χάρη στην ενζυματική δράση (DNA πολυμεράση, μεταξύ άλλων), τα υποστρώματα (νουκλεοτίδια) και a τυπική αλυσίδα, η ζωή είναι ικανή να παράγει ένα αντίγραφο ή περισσότερες από μια διπλή έλικα DNA και, συνεπώς, ζωή νέος.

Με αυτήν την απλή υπόθεση, εξηγείται η μονιμότητα των ζωντανών όντων στη Γη και πολύ πιο περίπλοκα πράγματα, όπως οι μηχανισμοί κληρονομιάς. Χάρη στη διαίρεση των κυττάρων από το meiosis, μπορούν να δημιουργηθούν γαμήτες με τις μισές γενετικές πληροφορίες ενός φυσιολογικού γονικού κυττάρου, μια κατάσταση γνωστή ως απλοειδής (η) Όταν δύο απλοειδείς γαμήτες ενώνονται, δημιουργείται διπλό (2n) ζυγώτης, που περιέχει τις μισές πληροφορίες από τη μητέρα και τις μισές από τον πατέρα. Έτσι λειτουργεί, για παράδειγμα, η κληρονομικότητα στο είδος μας.

Σε κάθε περίπτωση, η ντετερμινιστική και η Μεντελιανή άποψη της γενετικής είναι σε πλήρη πρόκληση. Με τα χρόνια, ο άνθρωπος έχει συνειδητοποιήσει ότι το γονιδίωμα δεν περιορίζεται μόνο στην πατρική κληρονομιά, αλλά ότι υπάρχουν μεταλλάξεις και περιβαλλοντικές παραλλαγές που μπορούν να τροποποιήσουν την έκφραση των γονιδίων καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής, προκαλώντας την ασυνήθιστη φαινοτυπική ποικιλομορφία που είδος. Στις ακόλουθες γραμμές, θα δούμε τι είναι τους κλάδους της γενετικής και τα χαρακτηριστικά τους.

• Σχετικό άρθρο: "Διαφορές μεταξύ DNA και RNA"

Ποιοι είναι οι κλάδοι της γενετικής;

Η γενετική μπορεί να οριστεί ως κλάδος του η επιστήμη (ειδικά η βιολογία) που ασχολείται με τη μελέτη των γονιδίων, της γενετικής παραλλαγής και των μηχανισμών κληρονομιάς των οργανισμών. Ο κύριος στόχος αυτής της πειθαρχίας είναι να κατανοήσει, με τη βοήθεια βιοχημικών και φυσιολογικών βάσεων, πώς παράγεται η κληρονομιά του γονότυπου και του φαινοτύπου από γενιά σε γενιά στα διάφορα είδη, με ακόμη μεγαλύτερη προσοχή στο ο άνθρωπος.

Πριν μπείτε απευθείας στο θέμα, είναι απαραίτητο να έχετε συγκεκριμένες σαφείς ιδέες. Όπως είπαμε, οι μισές από τις πληροφορίες σε κάθε ένα από τα κελιά μας προέρχονται από τη μητέρα και τις άλλες μισές από τον πατέρα. Με άλλα λόγια, έχουμε συνολικά 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων (46 = 23 μητρική + 23 πατρική). Επιπλέον, κάθε χρωμόσωμα περιέχει κωδικοποιητικές αλληλουχίες για πρωτεΐνες ή RNA, που ονομάζονται "γονίδια".

Δεδομένου ότι έχουμε δύο χρωμοσώματα κάθε τύπου (από 1 έως 23), θα έχουμε δύο αντίγραφα του ίδιου γονιδίου, ένα παρόν στο πατρικό χρωμόσωμα και ένα στο μητρικό χρωμόσωμα, σε σταθερή θέση. Κάθε παραλλαγή που μπορεί να υιοθετήσει ένα γονίδιο είναι γνωστή ως «αλληλόμορφο», έτσι μπορούμε επίσης επιβεβαιώνουμε ότι όλα τα γονίδια μας έχουν δύο αλληλόμορφα στο γονιδίωμα του ατόμου, το ένα μητρικό και το άλλο πατρικός.

Με αυτά τα δεδομένα, απομένει μόνο να γνωρίζουμε ότι ένα τυπικό αλληλόμορφο μπορεί να είναι κυρίαρχο (Α) ή υπολειπόμενο (α). Έτσι, για το ίδιο γονίδιο, ένα άτομο μπορεί να είναι ομόζυγο κυρίαρχο (ΑΑ), ομόζυγο υπολειπόμενο (αα) ή ετερόζυγο (Αα). Με αυτές τις βάσεις στη θέση τους, ας δούμε ποιοι είναι οι κλάδοι της γενετικής.

1. Μεντελιανή γενετική ή κλασική γενετική

Αυτός ο κλάδος της γενετικής είναι ένας από αυτούς προσεγγίζει τη μελέτη των γονιδίων χωρίς τη χρήση μοριακών εργαλείων, όπως και εσύ Γκρέγκορ Μεντέλ στην ημέρα του με τα πειράματά του με μπιζέλια σε διαφορετικές γενιές. Εν συντομία, εξετάζουμε τους τρεις νόμους του Mendel σε αυτήν τη λίστα:

• Αρχή ομοιομορφίας: εάν διασταυρωθούν δύο ομόζυγα (AA και aa) για ένα γονίδιο, όλοι οι απόγονοι θα είναι ετερόζυγοι (Aa). Το χαρακτηριστικό που εμφανίζεται θα είναι το κυρίαρχο, δηλαδή, αυτό που κωδικοποιείται από το αλληλόμορφο (Α).
• Αρχή του διαχωρισμού: εάν η παραγωγή ετεροζυγώτων (Αα) διασταυρωθεί μεταξύ τους, τα πράγματα αλλάζουν. ¼ του απογόνου θα είναι ομόζυγο κυρίαρχο (AA), ¼ θα είναι ομόζυγο υπολειπόμενο (aa) και 2/4 θα είναι ετερόζυγο (Aa). Ο κυρίαρχος χαρακτήρας εκφράζεται σε 3 στα 4.
• Αρχή ανεξάρτητης μετάδοσης: εάν δύο γονίδια διαχωρίζονται επαρκώς μεταξύ τους ή σε δύο διαφορετικά χρωμοσώματα, μπορούν να κληρονομηθούν με ανεξάρτητες συχνότητες.

Παρόλο που η γενετική της Μεντελίας ήταν πολύ χρήσιμη για τη δημιουργία των θεμελίων της σύγχρονης γενετικής, δεν είναι πολύ χρήσιμη σήμερα. Χωρίς τη χρήση μοριακών εργαλείων, είναι πολύ δύσκολο να καθοριστεί το εύρος δράσης ενός γονιδίου, καθώς πολλοί χαρακτήρες είναι πολυγονικοί και εξηγούνται από περισσότερα από δύο αλληλόμορφα (όπως το χρώμα των ματιών, που κωδικοποιούνται από περισσότερα από 3 γονίδια).

2. Μοριακό Γενετικό

Όπως υποδηλώνει το όνομά της, η μοριακή γενετική είναι ο κλάδος αυτής της πειθαρχίας που μελετά τη δομή και τη λειτουργικότητα του γονίδια σε μοριακό επίπεδο, χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως PCR (Polymerase Chain Reaction) ή κλωνοποίηση DNA στο περιβάλλον βακτηριακός. Με άλλα λόγια, είναι υπεύθυνος για την έρευνα, περιγραφή και διαχείριση της φυσικής και λειτουργικής μονάδας κληρονομιάς: το γονίδιο.

3. Αναπτυξιακή γενετική

Σε αυτήν την περίπτωση, η γενετική έχει συνηθίσει περιγράψτε τη διαδικασία με την οποία ένα κύτταρο καταλήγει να εξελιχθεί σε ένα πλήρες και λειτουργικό πολυκύτταρο ον. Είναι υπεύθυνο για τη διερεύνηση των συνθηκών (σε επίπεδο πυρηνικών και γονιδίων) που ένα κύτταρο ειδικεύεται καθ 'όλη την ανάπτυξη σε μια λειτουργία ή στην άλλη, μεταξύ άλλων.

4. Γενετική πληθυσμού

Στον φυσικό κόσμο, Η γενετική βιωσιμότητα είναι συνήθως πολύ πιο σημαντική από τον αριθμό των πληθυσμών που παρουσιάζει ένα είδος σε ένα δεδομένο οικοσύστημα. Εάν υπάρχουν 500 ζώα σε έναν συγκεκριμένο πυρήνα, αλλά μόνο 4 αναπαράγονται κάθε χρόνο, υπάρχει μια τάση μείωσης της μεταβλητότητας και, συνεπώς, της ομοζυγωτικότητας.

Κατά γενικό κανόνα, η ομοζυγωτικότητα και η αναπαραγωγή συνδέονται με μια πιο μοιραία πρόγνωση σε έναν πληθυσμό, καθώς η μικρή μεταβλητότητα στα γονίδια υποδηλώνει ότι οι απαντήσεις στο περιβάλλον θα είναι πολύ παρόμοιες μεταξύ των ζώων, για το καλό και για το ma, επιπλέον ενός υψηλότερου ποσοστού συσσώρευσης μεταλλάξεων επιβλαβής. Ο πραγματικός αριθμός πληθυσμού, το ποσοστό ετεροζυγωτικότητας, οι αλληλικές συχνότητες και πολλά άλλα πράγματα ποσοτικοποιούνται στις μελέτες γενετικής πληθυσμού για dσυνδέστε την «ευημερία» ενός είδους, πέρα ​​από τον αριθμό των αντιγράφων.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Γενετική μετατόπιση: τι είναι αυτό και πώς επηρεάζει τη βιολογική εξέλιξη;"

5. Ποσοτική γενετική

Αναφερόμενος σε προηγούμενα σημεία, ποσοτική γενετική μελετά εκείνους τους φαινοτύπους (γνωρίσματα που κωδικοποιούνται από γονότυπο) που δεν μπορούν να ταξινομηθούν με τυπικά κριτήρια της Μεντελίας, δηλαδή, από ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο (Α) και ένα άλλο υπολειπόμενο (α).

Ένα πολύ σαφές παράδειγμα αυτού είναι το χρώμα του δέρματος, το οποίο κωδικοποιείται από τα γονίδια TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 και MC1R, καθώς και από περιβαλλοντικές παραμέτρους και τρόπο ζωής. Όταν ένα χαρακτηριστικό είναι πολυγονικό ή ολιγογόνο, η προσέγγιση πρέπει να είναι πολύ διαφορετική.

6. Φιλογένεια

Είναι ο κλάδος της γενετικής μελετά τη συγγένεια μεταξύ των διαφορετικών ταξί των ζωντανών όντων, δημιουργώντας στη διαδικασία τα διάσημα «δέντρα της ζωής», που χρησιμοποιούνται για την ομαδοποίηση ειδών σε οικογένειες, γένη και είδη (επίσης υποοικογένειες, υποείδη, φυλές κ.λπ.). Οι αλληλουχίες DNA (πυρηνικά ή μιτοχονδριακά) και RNA από δείγματα ιστών μπορούν να βοηθήσουν τους βιολόγους εξελικτική για να συναγάγει συγγένεια μεταξύ ζωντανών όντων που, αρχικά, δεν έχουν καμία σχέση στο επίπεδο εξωτερικός.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Φυλογενέργεια και οντογένεση: τι είναι και πώς διαφέρουν"

7. γενετική μηχανική

Η γενετική μηχανική βασίζεται στον άμεσο χειρισμό των γονιδίων ενός οργανισμού, είτε με ενέσεις μέσα καλλιέργειας, με τη μεταφορά μεταλλαγμένων ιών ή με πολλούς άλλους μηχανισμούς μετάδοσης του πληροφορίες.

Ο στόχος αυτού του κλάδου της επιστήμης είναι συνήθως η βελτίωση των παραγωγικών ικανοτήτων του είδους (ειδικά στο γεωργικό περιβάλλον), προκειμένου να αναπτυχθεί γρηγορότερα, το προϊόν της καλύτερη ποιότητα, η αντίσταση της καλλιέργειας είναι μεγαλύτερη ή ότι δεν επηρεάζεται από παράσιτα, μεταξύ άλλων πράγματα.

8. Επιγενετική

ο επιγενετική είναι ένα πολύ νέο κομμάτι από την κλασική γενετική, του οποίου ο ρόλος είναι να διερευνήσει τους μηχανισμούς που αναστέλλουν ή να προωθήσει την έκφραση των γονιδίων καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του ατόμου χωρίς να προκαλέσει αλλαγές στα δικά του γονιδίωμα.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους ένα γονίδιο μπορεί να "απενεργοποιηθεί" προσωρινά, και αυτές διαμεσολαβούνται από αλληλουχίες γονιδιώματος που αρχικά θεωρήθηκαν άχρηστες. Η επιγενετική, αν και στην παιδική της ηλικία, υπόσχεται απαντήσεις σε πολλούς πονοκεφάλους που σήμερα δεν φαίνεται να έχουν καμία λύση.

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ

Όπως μπορείτε να δείτε, η γενετική εφαρμόζεται σχεδόν σε όλους τους τομείς της ζωής. Από τη συντήρηση των οικοσυστημάτων έως την επίλυση των ασθενειών, μέσω της μελέτης της εξέλιξης, βελτιώνοντας τις καλλιέργειες ή κατανοώντας τα ανθρώπινα έμβρυα, όλα γύρω μας καθορίζονται από το δικό μας γονίδια.