8 geneetika haru (ja nende omadused)
Ilma geneetikata on elu seletamine võimatu. Kõigil elusolenditel on vähemalt üks rakk ja selleks, et rakk selliseks oleks, peab see sisaldama geneetilist materjali DNA kujul ja olema võimeline ise paljunema Iseenesest.
Tänu ensümaatilisele aktiivsusele (muuhulgas DNA polümeraas), substraatidele (nukleotiidid) ja a standardahelas on elu võimeline genereerima ühe DNA koopia või rohkem kui ühe topeltheeliksi ja seega ka elu uus.
Selle lihtsa eeldusega selgitatakse elusolendite püsivust Maal ja palju keerulisemaid asju, näiteks pärandimehhanisme. Tänu rakkude jagunemisele meioosiga võivad tekkida sugurakud, millel on pool normaalse vanemaraku geneetilisest teabest, seisund, mida nimetatakse haploidsuseks (n). Kui kaks haploidset sugurakku ühinevad, tekib diploidne (2n) sigoot, mis sisaldab pool emalt ja pool isalt saadud teavet. Nii toimib näiteks pärilikkus meie liikide puhul.
Igal juhul on deterministlik ja Mendeli lähenemine geneetikale täielikus väljakutses. Aastate jooksul on inimene mõistnud, et genoom ei piirdu ainult isa pärimisega, vaid on olemas mutatsioone ja keskkonnamuutused, mis võivad kogu elu jooksul muuta geenide ekspressiooni, põhjustades ebatavalist fenotüübilist mitmekesisust liigid. Järgmistes ridades näeme, mis need on
geneetika harud ja nende omadused.- Seotud artikkel: "Erinevused DNA ja RNA vahel"
Mis on geneetika harud?
Geneetikat saab määratleda kui haru teadus (täpsemalt bioloogia), mis tegeleb geenide, geneetilise varieerumise ja organismide pärimise mehhanismide uurimisega. Selle eriala põhieesmärk on biokeemiliste ja füsioloogiliste aluste abil mõista, kuidas seda toodetakse - genotüübi ja fenotüübi pärimine põlvest põlve eri liikides, pöörates veelgi suuremat tähelepanu inimlik.
Enne otse õppeaine juurde asumist on vaja, et teil oleks teatud selged ideed. Nagu me oleme öelnud, pärineb pool meie lahtris olevast teabest emalt ja teine pool isalt. Teisisõnu, meil on kokku 23 kromosoomipaari (46 = 23 ema + 23 isa). Lisaks sisaldab iga kromosoom valke või RNA kodeerivaid järjestusi, mida nimetatakse "geenideks".
Kuna meil on mõlemat tüüpi kaks kromosoomi (1 kuni 23), meil on kaks sama geeni koopiat, üks isapoolses kromosoomis ja ema kromosoomis fikseeritud asendis. Kõiki variatsioone, mida geen saab omaks võtta, nimetatakse „alleeliks“, nii et võime ka seda teha kinnita, et kõigil meie geenidel on indiviidi genoomis kaks alleeli, üks ema ja teine isapoolne.
Nende andmete korral jääb vaid teada, et tüüpiline alleel võib olla domineeriv (A) või retsessiivne (a). Seega võib sama geeni puhul olla üksikisik homosügootne domineeriv (AA), homosügootne retsessiivne (aa) või heterosügootne (Aa). Kui need alused on paigas, vaatame, millised on geneetika harud.
1. Mendeli geneetika või klassikaline geneetika
See geneetika haru on see, mis läheneb geenide uurimisele ilma molekulaarseid vahendeid kasutamata, täpselt nagu sa tegid Gregor mendel omal ajal katsetega eri põlvkondade hernestega. Lühidalt, vaatame selles loendis läbi kolm Mendeli seadust:
- Ühtsuse põhimõte: kui geeni jaoks ristatakse kaks homosügooti (AA ja aa), on kõik järglased heterosügootsed (Aa). Näidatud tunnus on domineeriv ehk alleeli (A) kodeeritud omadus.
- Eraldamise põhimõte: kui nende vahel ristatakse heterosügootide (Aa) põlvkond, siis asjad muutuvad. ¼ järglastest on homosügootne domineeriv (AA), ¼ homosügootne retsessiivne (aa) ja 2/4 heterosügootne (Aa). Domineerivat tegelast väljendatakse kolmes neljast.
- Sõltumatu ülekande põhimõte: kui kaks geeni on üksteisest piisavalt eraldatud või kahel erineval kromosoomil, saab neid pärida sõltumatute sagedustega.
Kuigi Mendeli geneetikast on olnud moodsa geneetika aluste rajamisel väga palju kasu, pole see tänapäeval eriti kasulik. Molekulaarsete tööriistade kasutamiseta on geeni toimeala määramine väga keeruline, kuna paljud tähemärgid on polügeensed ja neid seletatakse rohkem kui kahe alleeliga (näiteks silmavärv, kodeeritud rohkem kui 3 geeniga).
2. Molekuligeneetika
Nagu nimigi osutab, on molekulaargeneetika selle haru haru, mis uurib selle struktuuri ja funktsionaalsust geenid molekulaarsel tasemel, kasutades selliseid tehnikaid nagu PCR (polümeraasi ahelreaktsioon) või DNA kloonimine keskkonnas bakteriaalne. Teisisõnu, vastutab pärimise füüsilise ja funktsionaalse üksuse: geeni uurimise, kirjeldamise ja haldamise eest.
3. Arengugeneetika
Sellisel juhul on geneetika harjunud kirjeldage protsessi, mille abil rakk areneb terviklikuks ja funktsionaalseks paljurakuliseks olendiks. Ta vastutab selle eest, et uurida, millistes tingimustes (tuuma- ja geenitasandil) rakk kogu arengus muu hulgas ühes või teises funktsioonis spetsialiseerub.
4. Rahvastiku geneetika
Loodusmaailmas geneetiline elujõulisus on tavaliselt palju olulisem kui populatsiooni arv, mida liik antud ökosüsteemis esindab. Kui konkreetses tuumas on 500 looma, kuid igal aastal sigib ainult 4 looma, on kalduvus varieeruvust ja seega ka homosügootsust vähendada.
Üldreeglina on homosügootsus ja sugulusrühm seotud populatsiooni fatalistlikuma prognoosiga, kuna geenide vähene varieeruvus tähendab et reaktsioonid keskkonnale on loomade puhul nii heas kui ka majas väga sarnased, lisaks mutatsioonide kuhjumise kiirusele kahjulik. Populatsiooni tegelik arv, heterosügootsuse protsent, alleelsagedused ja palju muud on kvantifitseeritud populatsiooni geneetika uuringutes dsiduda liigi "heaolu", peale eksemplaride arvu.
- Teile võivad huvi pakkuda: "Geneetiline triiv: mis see on ja kuidas see mõjutab bioloogilist evolutsiooni?"
5. Kvantitatiivne geneetika
Viidates eelmistele punktidele, kvantitatiivne geneetika uurib neid fenotüüpe (genotüübi poolt kodeeritud tunnused), mida ei saa klassifitseerida tüüpiliste Mendeli kriteeriumidega, see tähendab domineeriva alleeli (A) ja teise retsessiivse (a) poolt.
Selle väga ilmekas näide on nahavärv, mida kodeerivad geenid TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 ja MC1R, samuti keskkonnaparameetrid ja elustiil. Kui omadus on polügeenne või oligogeenne, peab lähenemine olema väga erinev.
6. Fülogenees
See on geneetika haru, mis uurib elusolendite erinevate taksonite sugulust, luues selle käigus kuulsad "elupuud", mida kasutatakse liikide rühmitamiseks perekondadesse, perekondadesse ja liikidesse (ka alampered, alamliigid, hõimud jne). Koeproovide DNA (tuuma- või mitokondriaalne) ja RNA järjestused võivad aidata biolooge evolutsiooniliselt, et järeldada sugulust elusolendite vahel, kellel esialgu pole tasandil midagi teha väline.
- Teile võivad huvi pakkuda: "Fülogenees ja ontogenees: mis need on ja kuidas nad erinevad"
7. geenitehnoloogia
Geenitehnoloogia põhineb organismi geenide otsesel manipuleerimisel, kas süstimisega kultiveerimiskeskkond, muteerunud viiruste ülekandega või paljude muude viiruse ülekandemehhanismidega teavet.
Selle teadusharu eesmärk on tavaliselt liigi tootlikkuse suurendamine (eriti põllumajanduskeskkonnas), et kiiremini kasvada, parema kvaliteediga, on põllukultuuri vastupanuvõime suurem või et kahjurid ei mõjuta seda muu hulgas asju.
8. Epigeneetika
The epigeneetika on väga uudne lahus klassikalisest geneetikast, mille ülesanne on uurida mehhanisme, mis pärsivad või edendada geenide avaldumist kogu indiviidi elu jooksul ilma nende muutusi tekitamata genoom.
Geeni ajutiseks "inaktiveerimiseks" on mitu võimalustja neid vahendavad genoomijärjestused, mida algselt usuti kasutuks. Ehkki epigeneetika on alles lapsekingades, lubab ta vastuseid paljudele peavaludele, millele tänapäeval pole justkui lahendust.
Jätka
Nagu näete, on geneetika rakendatav praktiliselt kõikides eluvaldkondades. Alates ökosüsteemide hooldamisest kuni haiguste lahendamiseni, läbi evolutsiooni uurimise, saagi parandamiseks või inimese loodete mõistmiseks määrab kõik meie ümber meie geenid.
