8 ענפי הגנטיקה (ומאפייניהם)

ללא גנטיקה, אי אפשר להסביר את החיים. לכל היצורים החיים יש לפחות תא אחד, וכדי שתא יהיה כזה, עליו להכיל חומר גנטי בצורת DNA ולהיות מסוגל לשכפול עצמי בעצמו.

בזכות הפעילות האנזימטית (פולימראז DNA, בין היתר), המצעים (נוקלאוטידים) ו- a שרשרת סטנדרטית, החיים מסוגלים ליצור עותק אחד או יותר מסליל כפול אחד של ה- DNA, ולכן חיים חָדָשׁ.

מתוך הנחת יסוד פשוטה זו מוסברים קביעותם של יצורים חיים על פני כדור הארץ ודברים מורכבים הרבה יותר, כמו מנגנוני ירושה. הודות לחלוקה של תאים על ידי מיוזה, ניתן ליצור מימנויות עם מחצית המידע הגנטי של תא הורי רגיל, מצב המכונה הפלואידיות (n). כשמתאחדות שתי גיימטיות פלואידיות, נוצרת זיגוטה דיפלואידית (2n) המכילה מחצית המידע מהאם ומחצית מהאב. כך, למשל, תורשה עובדת אצל המינים שלנו.

עם זאת, ההשקפה הדטרמיניסטית והמנדלית על גנטיקה עומדת באתגר מלא. במהלך השנים הבין האדם כי הגנום אינו מוגבל רק לירושה אבהית, אלא שישנן מוטציות ו וריאציות סביבתיות שיכולות לשנות את הביטוי של גנים לאורך החיים, מה שמוליד את המגוון הפנוטיפי החריג שמוצג על ידי מִין. בשורות הבאות נראה מהן ענפי הגנטיקה ומאפייניהם.

• מאמר קשור: "הבדלים בין DNA ו- RNA"

מהם ענפי הגנטיקה?

ניתן להגדיר גנטיקה כענף של המדע (במיוחד הביולוגיה) העוסק בחקר גנים, שונות גנטית ומנגנוני התורשה של אורגניזמים. המטרה העיקרית של דיסציפלינה זו היא להבין בעזרת בסיסים ביוכימיים ופיזיולוגיים כיצד היא מיוצרת הירושה של הגנוטיפ והפנוטיפ מדור לדור במינים השונים, עם תשומת לב רבה עוד יותר ל בן אנוש.

לפני שנכנסים ישירות לנושא, יש לכם רעיונות ברורים מסוימים. כפי שאמרנו, מחצית מהמידע בכל אחד מהתאים שלנו מגיע מהאם, והחצי השני מהאב. במילים אחרות, יש לנו בסך הכל 23 זוגות כרומוזומים, (46 = 23 אימהיים + 23 אבהיים). בנוסף, כל כרומוזום מכיל רצפי קידוד של חלבונים או RNA, המכונים "גנים".

מכיוון שיש לנו שני כרומוזומים מכל סוג (מ -1 עד 23), יהיו לנו שני עותקים של אותו גן, אחד קיים בכרומוזום האבהי ואחד בזה האימהי, במצב קבוע. כל אחת מהווריאציות שגן יכול לאמץ מכונה "אלל", כך שנוכל גם מאשרים שלכל הגנים שלנו שני אללים בגנום של הפרט, האמהי והשני אַבהִי.

עם נתונים אלה, נותר רק לדעת שאלל טיפוסי יכול להיות דומיננטי (A) או רצסיבי (a). לפיכך, עבור אותו גן, אדם יכול להיות דומיננטי הומוזיגוטי (AA), רצסיבי הומוזיגוטי (aa) או הטרוזיגוטי (Aa). עם בסיסים אלה במקום, בואו נראה מהם ענפי הגנטיקה.

1. גנטיקה מנדלית או גנטיקה קלאסית

ענף הגנטיקה הזה הוא זה ש ניגש לחקר הגנים ללא שימוש בכלים מולקולרייםבדיוק כמו שעשית גרגור מנדל בימיו עם הניסויים שלו באפונה בדורות שונים. בקצרה, אנו סוקרים את שלושת החוקים של מנדל ברשימה זו:

• עקרון האחידות: אם חוצים שני הומוזיגוטים (AA ו- aa) לגן, כל הצאצאים יהיו הטרוזיגוטים (Aa). התכונה המוצגת תהיה הדומיננטית, כלומר זו המקודדת על ידי האלל (A).
• עקרון הפרדה: אם דור ההטרוזיגוטים (Aa) נחצה ביניהם, הדברים משתנים. ¼ הצאצאים יהיו דומיננטיים הומוזיגוטיים (AA), ¼ יהיו רצסיביים הומוזיגוטים (aa) ו- 2/4 יהיו הטרוזיגוטים (Aa). הדמות הדומיננטית מתבטאת ב -3 מתוך 4.
• עקרון העברה עצמאי: אם שני גנים מופרדים מספיק זה מזה או על שני כרומוזומים שונים, הם יכולים לעבור בירושה בתדרים עצמאיים.

אף על פי שגנטיקה מנדלית הייתה שימושית מאוד בבסיס יסודות הגנטיקה המודרנית, היא אינה שימושית במיוחד כיום. ללא שימוש בכלים מולקולריים, קשה מאוד לקבוע את טווח הפעולה של גן, מכיוון שתווים רבים הם פוליגניים ומוסברים על ידי יותר משני אללים (כגון צבע עיניים, המקודד על ידי יותר משלושה גנים).

2. גנטי מולקולרי

כשמו כן הוא, גנטיקה מולקולרית היא הענף של תחום זה החוקר את המבנה והפונקציונליות של גנים ברמה המולקולרית, תוך שימוש בטכניקות כגון PCR (Polymerase Chain Reaction) או שיבוט DNA בסביבה חיידקי. במילים אחרות, אחראי על החקירה, התיאור והניהול של יחידת הירושה הפיזית והתפקודית: הגן.

3. גנטיקה התפתחותית

במקרה זה, גנטיקה רגילה לתאר את התהליך שבו התא בסופו של דבר מתפתח להוויה רב-תאית שלמה ותפקודית. היא אחראית לחקור אילו תנאים (ברמה הגרעינית והגן) שהתא מתמחה לאורך התפתחות בתפקוד כזה או אחר, בין היתר.

4. גנטיקה של אוכלוסייה

בעולם הטבע, כדאיות גנטית בדרך כלל חשובה הרבה יותר ממספר האוכלוסייה שמין מציג במערכת אקולוגית נתונה. אם יש 500 בעלי חיים בגרעין ספציפי אך רק 4 מתרבים מדי שנה, יש נטייה להפחית את השונות ולפיכך להומוזיגוזיות.

ככלל, הומוזיגוזיות וריבוי גזע קשורים לפרוגנוזה פטאליסטית יותר באוכלוסיה, מכיוון שהשונות הקטנה בגנים מרמזת. כי התגובות לסביבה יהיו דומות מאוד בין בעלי חיים לטוב ולמא, בנוסף לשיעור גבוה יותר של הצטברות של מוטציות מזיק. מספר האוכלוסייה האפקטיבי, אחוז ההטרוזיגוזיות, תדרי האללים ודברים רבים אחרים מכמתים במחקרים על גנטיקה של אוכלוסייה עבור dלקשור את "רווחתו" של מין, מעבר למספר העותקים.

• אתה עשוי להתעניין ב: "סחף גנטי: מהי וכיצד היא משפיעה על האבולוציה הביולוגית?"

5. גנטיקה כמותית

בהתייחס לנקודות קודמות, גנטיקה כמותית חוקרת פנוטיפים (תכונות המקודדות על ידי גנוטיפ) שלא ניתן לסווג בקריטריונים מנדליים אופיינייםכלומר, על ידי אלל דומיננטי (A) ועוד רצסיבי (a).

דוגמה מאוד ברורה לכך היא צבע העור, שמקודד על ידי הגנים TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 ו- MC1R, כמו גם פרמטרים סביבתיים ואורח חיים. כאשר תכונה היא פוליגנית או אוליגוגנית, הגישה חייבת להיות שונה מאוד.

6. תוֹלְדוֹת הַגֶזַע

זה ענף הגנטיקה ש חוקר את הקרבה בין הטקסים השונים של יצורים חיים, ויוצר תוך כדי את "עצי החיים" המפורסמים., המשמשים לקיבוץ מינים למשפחות, סוגים ומינים (גם תת-משפחות, תת-מינים, שבטים וכו '). רצפי DNA (גרעין או מיטוכונדריאלי) ו- RNA מדגימות רקמות יכולים לעזור לביולוגים אבולוציונית כדי להסיק קרבה בין יצורים חיים שבתחילה אין להם מה לעשות ברמה חיצוני.

• אתה עשוי להתעניין ב: "פילוגניה ואונטוגניה: מה הם ואיך הם נבדלים"

7. הנדסה גנטית

הנדסה גנטית מבוססת על מניפולציה ישירה של גנים של אורגניזם, עם זריקות לתוכו מדיה תרבית, עם העברת נגיפים מוטציה או עם מנגנוני העברה רבים אחרים של מֵידָע.

מטרת ענף מדע זה היא בדרך כלל לשפר את יכולות הייצור של המין (במיוחד בסביבה החקלאית), על מנת לצמוח מהר יותר, התוצר של באיכות טובה יותר, עמידות היבול גדולה יותר או שהיא אינה מושפעת בין היתר ממזיקים דברים.

8. אפיגנטיקה

ה אפיגנטיקה הוא פיצול חדשני מאוד מגנטיקה קלאסית, שתפקידו לחקור את המנגנונים המעכבים או לקדם ביטוי של גנים לאורך חיי האדם מבלי לייצר שינויים בהם גנום.

ישנן מספר דרכים בהן ניתן "להשבית" גן באופן זמני, ואלה מתווכים על ידי רצפי גנום אשר בתחילה האמינו שהם חסרי תועלת. אפיגנטיקה, אף על פי שהיא בחיתוליה, מבטיחה תשובות לכאבי ראש רבים שכיום נראה שאין להם פיתרון.

קורות חיים

כפי שאתה יכול לראות, גנטיקה ישימה כמעט בכל תחומי החיים. מתחזוקת מערכות אקולוגיות ועד לפתרון מחלות, דרך חקר האבולוציה, שיפור היבול או הבנת עוברים אנושיים, כל מה שמסביב נקבע על ידי שלנו גנים.