8 genetičkih grana (i njihove karakteristike)

Bez genetike nije moguće objasniti život. Sva živa bića imaju barem jednu stanicu, a da bi stanica bila takva, ona mora sadržavati genetski materijal u obliku DNK i biti sposobna za samopromnožavanje Samo po sebi.

Zahvaljujući enzimskoj aktivnosti (između ostalih i DNA polimeraza), supstrati (nukleotidi) i a standardni lanac, život je sposoban generirati jednu kopiju ili više dvostrukih zavojnica DNA, a samim tim i život novi.

Ovom jednostavnom premisom objašnjava se trajnost živih bića na Zemlji i mnogo složenijih stvari, poput mehanizama nasljeđivanja. Zahvaljujući dijeljenju stanica mejozom mogu se stvoriti spolne stanice s polovinom genetičkih podataka normalne roditeljske stanice, stanje poznato kao haploidija (n). Kad se dvije haploidne spolne stanice spoje, stvara se diploidna (2n) zigota koja sadrži polovicu podataka od majke, a pola od oca. Tako, na primjer, nasljedstvo djeluje kod naše vrste.

U svakom slučaju, deterministički i mendelovski pogled na genetiku u punom su izazovu. Tijekom godina ljudsko je biće shvatilo da genom nije ograničen samo na nasljeđe po ocu, već da postoje mutacije i varijacije okoline koje mogu modificirati ekspresiju gena tijekom života, što dovodi do neobične fenotipske raznolikosti koju pokazuju vrsta. U sljedećim ćemo redovima vidjeti što su

grane genetike i njihove karakteristike.

• Povezani članak: "Razlike između DNA i RNA"

Koje su grane genetike?

Genetika se može definirati kao grana znanost (posebno biologija) koja se bavi proučavanjem gena, genetskim varijacijama i mehanizmima nasljeđivanja organizama. Glavni cilj ove discipline je shvatiti, uz pomoć biokemijskih i fizioloških osnova, kako se ona stvara nasljeđivanje genotipa i fenotipa iz generacije u generaciju kod različitih vrsta, s još više pozornosti na ljudski.

Prije nego što krenete izravno u temu, potrebno je da imate određene jasne ideje. Kao što smo rekli, polovica informacija u svakoj od naših stanica dolazi od majke, a druga polovica od oca. Drugim riječima, imamo ukupno 23 para kromosoma, (46 = 23 majke + 23 očine). Uz to, svaki kromosom sadrži kodirajuće sekvence proteina ili RNA, nazvane "geni".

Budući da imamo po dva kromosoma svake vrste (od 1 do 23), imat ćemo dvije kopije istog gena, jednu prisutnu na očinskom kromosomu i jednu na majčinom kromosomu, u fiksnom položaju. Svaka od varijacija koje gen može usvojiti poznata je kao "alel", pa tako možemo i mi potvrđujemo da svi naši geni imaju dva alela u genomu pojedinca, jedan majčin i drugi očinski.

S ovim podacima ostaje samo znati da tipični alel može biti dominantan (A) ili recesivni (a). Dakle, za isti gen pojedinac može biti homozigotni dominantan (AA), homozigotni recesivni (aa) ili heterozigotni (Aa). S tim osnovama, vidjet ćemo koje su grane genetike.

1. Mendelova genetika ili klasična genetika

Ova grana genetike je ona koja pristupa proučavanju gena bez upotrebe molekularnih alata, baš kao i ti Gregor mendel u svoje vrijeme s eksperimentima s graškom tijekom različitih generacija. Ukratko pregledamo tri Mendelova zakona na ovom popisu:

• Načelo ujednačenosti: ako se dva gena (AA i aa) križaju za gen, svi će potomci biti heterozigotni (Aa). Prikazana osobina bit će dominantna, odnosno ona koja je kodirana alelom (A).
• Načelo segregacije: ako se generacija heterozigota (Aa) prijeđe između njih, stvari se mijenjaju. ¼ potomstva će biti homozigotno dominantno (AA), ¼ će biti homozigotno recesivno (aa) i 2/4 će biti heterozigotno (Aa). Dominantni lik izražen je u 3 od 4.
• Načelo neovisnog prijenosa: ako su dva gena međusobno dovoljno odvojena ili na dva različita kromosoma, mogu se naslijediti s neovisnim frekvencijama.

Iako je mendelska genetika bila vrlo korisna u uspostavljanju temelja moderne genetike, ona danas nije vrlo korisna. Bez upotrebe molekularnih alata vrlo je teško utvrditi opseg djelovanja gena, budući da su mnogi likovi poligeni i objašnjavaju se s više od dva alela (poput boje očiju, kodirane s više od 3 gena).

2. Molekularna genetika

Kao što joj samo ime govori, molekularna genetika je grana ove discipline koja proučava strukturu i funkcionalnost geni na molekularnoj razini, koristeći tehnike kao što su PCR (lančana reakcija polimeraze) ili kloniranje DNA u okolišu bakterijski. Drugim riječima, zadužen je za istraživanje, opis i upravljanje fizičkom i funkcionalnom jedinicom nasljeđivanja: genom.

3. Razvojna genetika

U ovom je slučaju genetika navikla opisati postupak kojim se stanica završava razvojem u cjelovito i funkcionalno višećelijsko biće. Odgovorna je za istraživanje između kojih se stanja (na nuklearnoj i genskoj razini) stanica specijalizirala tijekom razvoja u jednoj ili drugoj funkciji.

4. Populacijska genetika

U prirodnom svijetu, genetska je održivost obično mnogo važnija od broja populacije koju vrsta predstavlja u određenom ekosustavu. Ako u određenoj jezgri ima 500 životinja, ali se samo 4 svake godine razmnožavaju, postoji tendencija smanjenja varijabilnosti i, prema tome, homozigotnosti.

Općenito je da su homozigotnost i križanje u srodstvu povezani s fatalističnijom prognozom u populaciji, jer mala varijabilnost gena implicira da će reakcije na okoliš biti vrlo slične među životinjama, i za dob i za majke, uz veću stopu nakupljanja mutacija štetan. Efektivni populacijski broj, postotak heterozigotnosti, frekvencije alela i mnoge druge stvari kvantificirani su u istraživanjima populacijske genetike za dvezati "dobrobit" vrste, veći od broja primjeraka.

• Možda će vas zanimati: "Genetski pomak: što je to i kako utječe na biološku evoluciju?"

5. Kvantitativna genetika

Pozivajući se na prethodne točke, kvantitativna genetika proučava one fenotipove (osobine kodirane genotipom) koji se ne mogu klasificirati s tipičnim mendelovskim kriterijima, odnosno dominantnim alelom (A) i drugim recesivnim (a).

Vrlo jasan primjer toga je boja kože koja je kodirana genima TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 i MC1R, kao i parametri okoliša i način života. Kada je svojstvo poligeno ili oligogeno, pristup se mora vrlo razlikovati.

6. Filogenija

To je grana genetike koja proučava srodstvo između različitih svojti živih bića, stvarajući pritom poznata "stabla života", koji se koriste za grupiranje vrsta u obitelji, rodove i vrste (također podgrupe, podvrste, plemena itd.). DNA (nuklearne ili mitohondrijske) i RNA sekvence iz uzoraka tkiva mogu pomoći biolozima evolucijski da bi se zaključilo srodstvo između živih bića koje u početku nemaju nikakve veze na toj razini vanjski.

• Možda će vas zanimati: "Filogenija i ontogenija: što su i kako se razlikuju"

7. genetski inženjering

Genetski inženjering temelji se na izravnoj manipulaciji genima organizma, bilo injekcijama u organizam kultura medija, s prijenosom mutiranih virusa ili s mnogim drugim mehanizmima prijenosa informacija.

Cilj ove grane znanosti obično je poboljšati proizvodne kapacitete vrste (posebno u poljoprivrednom okruženju), kako bi brže rastao, proizvod od bolja kvaliteta, otpor usjeva je veći ili na njega ne utječu štetnici, između ostalog stvari.

8. Epigenetika

The epigenetika vrlo je nov odvoj od klasične genetike, čija je uloga istražiti mehanizme koji inhibiraju ili promiču ekspresiju gena tijekom života pojedinca bez stvaranja promjena u njihovim genom.

Postoji nekoliko načina na koje se gen može privremeno "inaktivirati", a oni su posredovani sljedovima genoma za koje se u početku vjerovalo da su beskorisni. Epigenetika, iako u povojima, obećava odgovore na mnoge glavobolje za koje se čini da danas nemaju rješenje.

Nastavi

Kao što vidite, genetika je primjenjiva na praktički sva područja života. Od održavanja ekosustava do rješavanja bolesti, kroz proučavanje evolucije, poboljšanje usjeva ili razumijevanje ljudskih fetusa, sve oko nas određuje naš geni.