8 genetiikan haaraa (ja niiden ominaisuudet)

Ilman genetiikkaa elämän selittäminen on mahdotonta. Kaikilla elävillä olennoilla on vähintään yksi solu, ja jotta solu olisi sellainen, sen on sisällettävä geneettistä materiaalia DNA: n muodossa ja pystyttävä replikoitumaan itse. Itsestään.

Entsymaattisen aktiivisuuden (muun muassa DNA-polymeraasi), substraattien (nukleotidit) ja a standardiketju, elämä kykenee tuottamaan yhden kopion tai useamman kuin yhden kaksoiskierteen DNA: sta ja siten myös elämän Uusi.

Tämän yksinkertaisen lähtökohdan avulla selitetään elävien olentojen pysyvyys maan päällä ja paljon monimutkaisemmat asiat, kuten perintömekanismit. Meioosin kautta tapahtuvan solujakautumisen ansiosta voidaan tuottaa sellaisia ​​sukusoluja, joissa on puolet normaalin vanhemman solun geneettisestä tiedosta, mikä tila tunnetaan nimellä haploidia (n). Kun kaksi haploidista sukusolua yhdistyy, syntyy diploidi (2n) -sygootti, joka sisältää puolet äidiltä ja puolet isältä saaduista tiedoista. Näin esimerkiksi perinnöllisyys toimii lajissamme.

Joka tapauksessa deterministinen ja Mendelin käsitys genetiikasta on täydessä haasteessa. Vuosien varrella ihminen on ymmärtänyt, että genomi ei rajoitu vain isän perintöön, vaan että on olemassa mutaatioita ja ympäristömuutokset, jotka voivat muuttaa geenien ilmentymistä koko elämän ajan, mikä johtaa epätavalliseen fenotyyppiseen monimuotoisuuteen lajeja. Seuraavissa riveissä näemme, mitä ne ovat genetiikan oksat ja niiden ominaisuudet.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Erot DNA: n ja RNA: n välillä"

Mitkä ovat genetiikan haarat?

Genetiikka voidaan määritellä haaraksi tiede (erityisesti biologia), joka käsittelee geenien, geneettisen vaihtelun ja organismien perintämekanismien tutkimista. Tämän kurinalaisuuden päätavoitteena on ymmärtää biokemiallisten ja fysiologisten perusteiden avulla, miten sitä tuotetaan - genotyypin ja fenotyypin perintö sukupolvelta toiselle lajille, kiinnittäen entistä enemmän huomiota ihmisen.

Ennen kuin siirryt suoraan aiheeseen, on välttämätöntä, että sinulla on tiettyjä selkeitä ajatuksia. Kuten olemme sanoneet, puolet kussakin solussa olevasta tiedosta tulee äidiltä ja toinen puoli isältä. Toisin sanoen, meillä on yhteensä 23 kromosomiparia (46 = 23 äiti + 23 isää). Lisäksi jokainen kromosomi sisältää proteiineja tai RNA: ta koodaavia sekvenssejä, joita kutsutaan "geeneiksi".

Koska meillä on kaksi kullakin tyypillä olevaa kromosomia (1–23), meillä on kaksi kopiota samasta geenistä, yksi läsnä isän kromosomissa ja toinen äidin kromosomissa, kiinteässä asennossa. Jokainen muunnelma, jonka geeni voi hyväksyä, tunnetaan "alleelina", joten voimme myös vakuuttaa, että kaikilla geeneillämme on kaksi alleelia yksilön genomissa, yksi äidin ja toinen isän.

Näiden tietojen perusteella on vain tiedettävä, että tyypillinen alleeli voi olla hallitseva (A) tai resessiivinen (a). Siten sama geeni voi olla homotsygoottinen hallitseva (AA), homotsygoottinen resessiivinen (aa) tai heterotsygoottinen (Aa). Kun nämä emäkset ovat paikallaan, katsotaanpa, mitkä ovat genetiikan haarat.

1. Mendelin genetiikka tai klassinen genetiikka

Tämä genetiikan haara on sellainen lähestyy geenien tutkimusta ilman molekyylityökalujen käyttöä, aivan kuten sinäkin Gregor mendel hänen aikanaan kokeillaan herneitä eri sukupolvien ajan. Lyhyesti tarkastelemme tässä luettelossa olevia kolmea Mendelin lakia:

• Yhdenmukaisuuden periaate: jos geenille risteytetään kaksi homotsygoottia (AA ja aa), kaikki jälkeläiset ovat heterotsygoottisia (Aa). Esitetty ominaisuus on hallitseva eli alleelin (A) koodaama.
• Erotteluperiaate: jos heterotsygoottien (Aa) sukupolvi ylitetään niiden välillä, asiat muuttuvat. ¼ jälkeläisistä on homotsygoottinen hallitseva (AA), ¼ homotsygoottinen resessiivinen (aa) ja 2/4 heterotsygoottinen (Aa). Hallitseva hahmo ilmaistaan ​​3: lla 4: stä.
• Riippumaton lähetysperiaate: jos kaksi geeniä on riittävän erillään toisistaan ​​tai kahdella eri kromosomilla, ne voidaan periä itsenäisillä taajuuksilla.

Vaikka Mendelin genetiikka on ollut erittäin hyödyllinen modernin genetiikan perustan luomisessa, se ei ole kovin hyödyllinen tänään. Ilman molekyylityökaluja geenin toiminta-alueen määrittäminen on erittäin vaikeaa, koska monet merkit ovat polygeenisiä ja selittyvät useammalla kuin kahdella alleelilla (kuten silmien väri, koodaa yli 3 geeniä).

2. Molekyyligeneettinen

Kuten nimensä osoittaa, molekyyligenetiikka on tämän tieteenalan haara, joka tutkii sen rakennetta ja toiminnallisuutta geenit molekyylitasolla käyttäen tekniikoita, kuten PCR (Polymerase Chain Reaction) tai DNA: n kloonaus ympäristössä bakteeri. Toisin sanoen, vastaa perinnön fyysisen ja toiminnallisen yksikön, geenin, tutkimuksesta, kuvauksesta ja hallinnasta.

3. Kehitysgenetiikka

Tällöin genetiikka on tottunut kuvaile prosessia, jolla solu päätyy kehittymään täydelliseksi ja toimivaksi monisoluiseksi olennoksi. Sen tehtävänä on tutkia, missä olosuhteissa (ydin- ja geenitasolla) solu on erikoistunut koko kehityksen ajan mm. Yhteen tai toiseen toimintaan.

4. Väestögenetiikka

Luonnollisessa maailmassa geneettinen elinkelpoisuus on yleensä paljon tärkeämpää kuin populaatio, jonka laji tietyssä ekosysteemissä edustaa. Jos tietyssä ytimessä on 500 eläintä, mutta vain 4 lisääntyy vuosittain, on taipumus vähentää vaihtelevuutta ja siten homotsygoottisuutta.

Yleissääntönä homotsygoottisuus ja sisäsiitos liittyvät fatalistisempaan ennusteeseen populaatiossa, koska geenien vähäinen vaihtelu merkitsee että reaktiot ympäristöön ovat hyvin samankaltaisia ​​eläinten välillä, hyväksi ja maidoksi, mutaatioiden lisääntymisen lisäksi vahingollinen. Efektiivinen populaatioluku, heterotsygoottisuuden prosenttiosuus, alleelitaajuudet ja monet muut asiat on kvantifioitu dsitoa lajin "hyvinvointi", kopioiden määrän lisäksi.

• Saatat olla kiinnostunut: "Geneettinen ajautuminen: mikä se on ja miten se vaikuttaa biologiseen evoluutioon?"

5. Kvantitatiivinen genetiikka

Kvantitatiivinen genetiikka viitaten edellisiin kohtiin tutkii niitä fenotyyppejä (genotyypin koodaamat piirteet), joita ei voida luokitella tyypillisillä Mendelin kriteereillä, toisin sanoen hallitsevan alleelin (A) ja toisen resessiivisen (a) välityksellä.

Hyvin selkeä esimerkki tästä on ihonväri, jonka koodaavat TYR-, TYRP1-, OCA2-, SLC45A2-, SLC24A5- ja MC1R-geenit sekä ympäristöparametrit ja elämäntapa. Kun ominaisuus on polygeeninen tai oligogeeninen, lähestymistavan on oltava hyvin erilainen.

6. Phylogeny

Se on genetiikan haara tutkii elävien olentojen eri taksonien sukulaisuutta luoden prosessin aikana kuuluisat "elämän puut", joita käytetään lajien ryhmittelemiseen perheisiin, sukuihin ja lajeihin (myös alaperheet, alalajit, heimot jne.). Kudosnäytteiden DNA (ydin- tai mitokondriaalinen) ja RNA-sekvenssit voivat auttaa biologeja evoluution perusteella päättelemään sukulaisuudesta elävien olentojen välillä, joilla ei ole aluksi mitään tekemistä tasolla ulkoinen.

• Saatat olla kiinnostunut: "Fylogeny ja ontogeny: mitä ne ovat ja miten ne eroavat"

7. geenitekniikka

Geenitekniikka perustuu organismin geenien suoraan manipulointiin joko injektioilla - viljelyalustalla, mutatoitujen virusten siirtämisellä tai monilla muilla viruksen välitysmekanismeilla tiedot.

Tämän tieteenalan tavoite on yleensä parantaa lajin tuotantokapasiteettia (erityisesti maatalousympäristössä) nopeamman kasvun saavuttamiseksi Parempi laatu, sadon vastustuskyky on suurempi tai että tuholaiset eivät vaikuta siihen asioita.

8. Epigenetics

epigenetics on hyvin uusi ero perinteisestä genetiikasta, jonka tehtävänä on tutkia mekanismeja, jotka estävät tai edistää geenien ilmentymistä yksilön koko elämän ajan aiheuttamatta muutoksia heidän geeneihin perimä.

On useita tapoja, joilla geeni voidaan "inaktivoida" väliaikaisestija näitä välittävät genomisekvenssit, joiden uskottiin alun perin olevan hyödyttömiä. Epigenetics, vaikkakin lapsenkengissään, lupaa vastauksia moniin päänsärkyihin, joihin ei näytä olevan ratkaisua tänään.

Jatkaa

Kuten näette, genetiikkaa voidaan soveltaa käytännöllisesti katsoen kaikilla elämänaloilla. Ekosysteemien ylläpidosta tautien ratkaisemiseen evoluution tutkimisen kautta parantamalla satoja tai ymmärtämällä ihmisen sikiöitä, kaikki ympärillämme määräytyy meidän geenit.