8 cabang Genetika (dan karakteristiknya)

Tanpa genetika, menjelaskan kehidupan tidak mungkin. Semua makhluk hidup memiliki setidaknya satu sel, dan agar sel menjadi seperti itu, ia harus mengandung materi genetik dalam bentuk DNA dan mampu mereplikasi diri. Dengan sendirinya.

Berkat aktivitas enzimatik (DNA polimerase, antara lain), substrat (nukleotida) dan a rantai standar, kehidupan mampu menghasilkan satu salinan atau lebih dari satu heliks ganda DNA, dan oleh karena itu, kehidupan baru.

Dengan premis sederhana ini, keabadian makhluk hidup di Bumi dan hal-hal yang jauh lebih kompleks, seperti mekanisme pewarisan, dijelaskan. Berkat pembelahan sel melalui meiosis, gamet dengan setengah informasi genetik dari sel induk normal dapat dihasilkan, suatu kondisi yang dikenal sebagai haploidy (n). Ketika dua gamet haploid bersatu, zigot diploid (2n) dihasilkan, yang mengandung setengah informasi dari ibu dan setengah dari ayah. Beginilah, misalnya, hereditas bekerja pada spesies kita.

Bagaimanapun, pandangan deterministik dan Mendel tentang genetika berada dalam tantangan penuh. Selama bertahun-tahun, manusia telah menyadari bahwa genom tidak terbatas hanya pada warisan ayah, tetapi ada mutasi dan mutasi. variasi lingkungan yang dapat memodifikasi ekspresi gen sepanjang hidup, sehingga menimbulkan keragaman fenotipik yang tidak biasa ditunjukkan oleh jenis. Di baris berikut, kita akan melihat apa itu

cabang-cabang genetika dan ciri-cirinya.

• Artikel terkait: "Perbedaan DNA dan RNA"

Apa saja cabang-cabang genetika?

Genetika dapat didefinisikan sebagai cabang dari ilmu (khususnya biologi) yang berhubungan dengan studi gen, variasi genetik dan mekanisme pewarisan organisme. Tujuan utama dari disiplin ini adalah untuk memahami, dengan bantuan basis biokimia dan fisiologis, bagaimana ia diproduksi pewarisan genotipe dan fenotipe dari generasi ke generasi dalam spesies yang berbeda, dengan perhatian lebih pada manusia.

Sebelum masuk langsung ke subjek, Anda perlu memiliki ide-ide tertentu yang jelas. Seperti yang telah kami katakan, setengah dari informasi di setiap sel kita berasal dari ibu, dan setengah lainnya dari ayah. Dengan kata lain, kita memiliki total 23 pasang kromosom, (46 = 23 ibu + 23 ayah). Selain itu, setiap kromosom mengandung urutan pengkodean untuk protein atau RNA, yang disebut "gen".

Karena kita memiliki dua kromosom dari masing-masing jenis (dari 1 hingga 23), kita akan memiliki dua salinan dari gen yang sama, satu ada pada kromosom ayah dan satu pada kromosom ibu, dalam posisi tetap. Setiap variasi yang dapat diadopsi gen dikenal sebagai "alel", jadi kita juga bisa menegaskan bahwa semua gen kita memiliki dua alel dalam genom individu, satu ibu dan lainnya dari pihak ayah.

Dengan data ini, tinggal diketahui bahwa alel tipikal bisa dominan (A) atau resesif (a). Jadi, untuk gen yang sama, suatu individu dapat menjadi homozigot dominan (AA), homozigot resesif (aa) atau heterozigot (Aa). Dengan dasar-dasar ini, mari kita lihat apa itu cabang-cabang genetika.

1. Genetika Mendel atau genetika klasik

Cabang genetika ini adalah cabang yang mendekati studi gen tanpa menggunakan alat molekuler, seperti yang Anda lakukan Gregor Mendele di zamannya dengan eksperimennya dengan kacang polong selama beberapa generasi. Secara singkat, kami meninjau tiga hukum Mendel dalam daftar ini:

• Prinsip keseragaman: jika dua homozigot (AA dan aa) disilangkan untuk suatu gen, semua keturunannya akan heterozigot (Aa). Sifat yang ditunjukkan akan menjadi sifat yang dominan, yaitu sifat yang dikode oleh alel (A).
• Prinsip pemisahan: jika generasi heterozigot (Aa) disilangkan di antara mereka, segalanya berubah. keturunannya akan homozigot dominan (AA), akan homozigot resesif (aa) dan 2/4 akan heterozigot (Aa). Karakter dominan dinyatakan dalam 3 dari 4.
• Prinsip transmisi independen: jika dua gen cukup terpisah satu sama lain atau pada dua kromosom yang berbeda, mereka dapat diwarisi dengan frekuensi independen.

Meskipun genetika Mendel telah sangat berguna dalam membangun dasar-dasar genetika modern, itu tidak terlalu berguna saat ini. Tanpa menggunakan alat molekuler, sangat sulit untuk menetapkan kisaran aksi gen, karena banyak karakter bersifat poligenik dan dijelaskan oleh lebih dari dua alel (seperti warna mata, dikodekan oleh lebih dari 3 gen).

2. Genetika Molekuler

Seperti namanya, genetika molekuler adalah cabang dari disiplin ilmu ini yang mempelajari struktur dan fungsi dari gen di tingkat molekuler, menggunakan teknik seperti PCR (Polymerase Chain Reaction) atau kloning DNA di lingkungan bakteri. Dengan kata lain, bertanggung jawab atas penyelidikan, deskripsi, dan pengelolaan unit fisik dan fungsional pewarisan: gen.

3. Genetika perkembangan

Dalam hal ini, genetika digunakan untuk menggambarkan proses di mana sel akhirnya berkembang menjadi makhluk multiseluler yang lengkap dan fungsional. Ia bertanggung jawab untuk menyelidiki kondisi apa (pada tingkat inti dan gen) yang menjadi spesialisasi sel selama perkembangan dalam satu fungsi atau lainnya, antara lain.

4. Genetika populasi

Di alam dunia, viabilitas genetik biasanya jauh lebih penting daripada jumlah populasi yang disajikan suatu spesies dalam ekosistem tertentu given. Jika ada 500 hewan dalam nukleus tertentu tetapi hanya 4 yang bereproduksi setiap tahun, ada kecenderungan untuk mengurangi variabilitas dan, oleh karena itu, menjadi homozigositas.

Sebagai aturan umum, homozigositas dan perkawinan sedarah dikaitkan dengan prognosis yang lebih fatalistik dalam suatu populasi, karena variabilitas kecil dalam gen menyiratkan bahwa tanggapan terhadap lingkungan akan sangat mirip antara hewan, untuk kebaikan dan untuk ma, di samping tingkat akumulasi mutasi yang lebih tinggi merusak. Jumlah populasi efektif, persentase heterozigositas, frekuensi alel dan banyak hal lainnya dihitung dalam studi genetika populasi untuk dmengikat "kesejahteraan" suatu spesies, melebihi jumlah salinan.

• Anda mungkin tertarik pada: "Pergeseran genetik: apa itu dan bagaimana pengaruhnya terhadap evolusi biologis?"

5. Genetika kuantitatif

Mengacu pada poin sebelumnya, genetika kuantitatif mempelajari fenotipe (sifat yang dikodekan oleh genotipe) yang tidak dapat diklasifikasikan dengan kriteria Mendel yang khas, yaitu, oleh alel dominan (A) dan resesif lainnya (a).

Contoh yang sangat jelas dari hal ini adalah warna kulit, yang dikodekan oleh gen TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 dan MC1R, serta parameter lingkungan dan gaya hidup. Ketika suatu sifat bersifat poligenik atau oligogenik, pendekatannya harus sangat berbeda.

6. Filogeni

Ini adalah cabang genetika yang mempelajari kekerabatan antara taksa makhluk hidup yang berbeda, menciptakan "pohon kehidupan" yang terkenal dalam prosesnya, yang digunakan untuk mengelompokkan spesies ke dalam famili, genera, dan spesies (juga subfamili, subspesies, suku, dll.). Urutan DNA (nuklir atau mitokondria) dan RNA dari sampel jaringan dapat membantu ahli biologi evolusioner untuk menyimpulkan kekerabatan antara makhluk hidup yang, pada awalnya, tidak ada hubungannya di tingkat luar.

• Anda mungkin tertarik pada: "Filogeni dan ontogeni: apa itu dan bagaimana perbedaannya"

7. rekayasa genetika

Rekayasa genetika didasarkan pada manipulasi langsung gen suatu organisme, baik dengan suntikan ke dalam media kultur, dengan transfer virus yang bermutasi atau dengan banyak mekanisme penularan lainnya informasi.

Tujuan dari cabang ilmu ini biasanya untuk meningkatkan kapasitas produktif spesies (khususnya di lingkungan pertanian), agar tumbuh lebih cepat, produk dari kualitas yang lebih baik, ketahanan tanaman lebih besar atau tidak terpengaruh oleh hama, antara lain sesuatu.

8. Epigenetik

Itu epigenetik adalah pemisahan yang sangat baru dari genetika klasik, yang berperan untuk mengeksplorasi mekanisme yang menghambat atau mempromosikan ekspresi gen sepanjang hidup individu tanpa menghasilkan perubahan dalam genom.

Ada beberapa cara di mana gen dapat "dinonaktifkan" sementara, dan ini dimediasi oleh urutan genom yang awalnya diyakini tidak berguna. Epigenetik, meskipun dalam masa pertumbuhan, menjanjikan jawaban atas banyak sakit kepala yang saat ini tampaknya tidak memiliki solusi.

Lanjut

Seperti yang Anda lihat, genetika dapat diterapkan pada hampir semua bidang kehidupan. Dari pemeliharaan ekosistem hingga resolusi penyakit, melalui studi evolusi, meningkatkan tanaman atau memahami janin manusia, segala sesuatu di sekitar kita ditentukan oleh kita gen.