8 ģenētikas nozares (un to raksturojums)

Bez ģenētikas nav iespējams izskaidrot dzīvi. Visām dzīvajām būtnēm ir vismaz viena šūna, un, lai šūna būtu tāda, tai jāietver ģenētiskais materiāls DNS formā un jāspēj sevi replikēt Viens pats.

Pateicoties fermentatīvajai aktivitātei (cita starpā DNS polimerāzei), substrātiem (nukleotīdiem) un a standarta ķēde, dzīve spēj radīt vienu DNS kopiju vai vairāk nekā vienu dubulto spirāli un līdz ar to arī dzīvību jauns.

Ar šo vienkāršo pieņēmumu tiek izskaidrota dzīvo būtņu pastāvība uz Zemes un daudz sarežģītākas lietas, piemēram, mantojuma mehānismi. Pateicoties šūnu dalījumam mejozes ceļā, var tikt izveidotas gametas ar pusi no normālas vecāku šūnas ģenētiskās informācijas - stāvoklis, kas pazīstams kā haploidija (n). Apvienojoties divām haploīdām gametām, rodas diploīdā (2n) zigota, kas satur pusi no mātes un pusi no tēva iegūtās informācijas. Tā mūsu ģimenē darbojas, piemēram, iedzimtība.

Tomēr deterministiskais un Mendelian ģenētikas viedoklis ir pilnībā izaicināts. Gadu gaitā cilvēks ir sapratis, ka genoms neaprobežojas tikai ar tēva mantošanu, bet ir mutācijas un Vides variācijas, kas var mainīt gēnu izpausmi visa mūža garumā, radot neparastu fenotipisko daudzveidību, ko sugas. Turpmākajās rindās mēs redzēsim, kādi tie ir

ģenētikas nozares un to raksturojums.

• Saistītais raksts: "Atšķirības starp DNS un RNS"

Kādas ir ģenētikas nozares?

Ģenētiku var definēt kā zinātne (īpaši bioloģija), kas nodarbojas ar gēnu, ģenētisko variāciju un organismu iedzimšanas mehānismu izpēti. Šīs disciplīnas galvenais mērķis ir, izmantojot bioķīmiskās un fizioloģiskās bāzes, saprast, kā tā tiek ražota genotipa un fenotipa pārmantošana no paaudzes paaudzē dažādās sugās, pievēršot vēl lielāku uzmanību cilvēks.

Pirms iedziļināšanās tieši šajā tēmā ir nepieciešams, lai jums būtu noteiktas skaidras idejas. Kā mēs teicām, pusi informācijas katrā no mūsu šūnām iegūst māte, bet otru pusi - tēvs. Citiem vārdiem sakot, mums kopā ir 23 hromosomu pāri (46 = 23 mātes + 23 tēva). Turklāt katrā hromosomā ir olbaltumvielu vai RNS kodēšanas sekvences, ko sauc par "gēniem".

Tā kā mums ir divas katra veida hromosomas (no 1 līdz 23), mums būs divas tā paša gēna kopijas, viena atrodas tēva hromosomā, bet otra - mātes, fiksētā stāvoklī. Katra no variācijām, kuras gēns var pieņemt, ir pazīstama kā “alēle”, tāpēc mēs arī varam apstipriniet, ka visiem mūsu gēniem indivīda genomā ir divas alēles, viena ir mātes un otra tēva.

Ar šiem datiem atliek tikai zināt, ka tipiska alēle var būt dominējošā (A) vai recesīvā (a). Tādējādi vienam un tam pašam gēnam indivīds var būt homozigots dominējošs (AA), homozigots recesīvs (aa) vai heterozigots (Aa). Ievērojot šīs bāzes, redzēsim, kādas ir ģenētikas nozares.

1. Mendeli ģenētika vai klasiskā ģenētika

Šī ģenētikas nozare ir tā tuvojas gēnu izpētei, neizmantojot molekulārus rīkus, tāpat kā jūs Gregors Mendels savā laikā ar eksperimentiem ar zirņiem dažādās paaudzēs. Īsumā mēs pārskatām trīs Mendela likumus šajā sarakstā:

• Vienveidības princips: ja gēnam tiek sakrustoti divi homozigoti (AA un aa), visi pēcnācēji būs heterozigoti (Aa). Parādītā iezīme būs dominējošā, tas ir, tā, kuru kodē alēle (A).
• Segregācijas princips: ja starp tām tiek šķērsota heterozigotu (Aa) paaudze, lietas mainās. ¼ pēcnācēji būs homozigoti dominējoši (AA), ¼ būs homozigoti recesīvi (aa) un 2/4 būs heterozigoti (Aa). Dominējošais varonis ir izteikts 3 no 4.
• Neatkarīgas pārnešanas princips: ja divi gēni ir pietiekami atdalīti viens no otra vai divās dažādās hromosomās, tos var pārmantot ar neatkarīgām frekvencēm.

Lai gan Mendelian ģenētika ir bijusi ļoti noderīga, veidojot mūsdienu ģenētikas pamatus, mūsdienās tā nav ļoti noderīga. Neizmantojot molekulārus rīkus, ir ļoti grūti noteikt gēna darbības diapazonu, jo daudzas rakstzīmes ir poligēniskas un tās izskaidro vairāk nekā divas alēles (piemēram, acu krāsa, ko kodē vairāk nekā 3 gēni).

2. Molekulārā ģenētika

Kā norāda tās nosaukums, molekulārā ģenētika ir šīs disciplīnas filiāle, kas pēta struktūru un funkcionalitāti gēnus molekulārā līmenī, izmantojot tādas metodes kā PCR (polimerāzes ķēdes reakcija) vai DNS klonēšanu vidē baktēriju. Citiem vārdiem sakot, ir atbildīgs par mantojuma fiziskās un funkcionālās vienības: gēna - izpēti, aprakstu un pārvaldību.

3. Attīstības ģenētika

Šajā gadījumā ģenētika ir pieradusi aprakstiet procesu, kurā šūna nonāk pilnīgā un funkcionālā daudzšūnu būtnē. Tā ir atbildīga par to, lai izpētītu, kādos apstākļos (kodola un gēnu līmenī) šūna visā attīstības laikā specializējas vienā vai otrā funkcijā, cita starpā.

4. Iedzīvotāju ģenētika

Dabiskajā pasaulē ģenētiskā dzīvotspēja parasti ir daudz svarīgāka nekā populācijas skaits, ko suga pārstāv noteiktā ekosistēmā. Ja konkrētā kodolā ir 500 dzīvnieki, bet katru gadu vairojas tikai 4 dzīvnieki, ir tendence samazināt mainīgumu un līdz ar to arī homozigotitāti.

Parasti homozigotitāte un ciltsdarbs ir saistīts ar fatalistiskāku prognozi populācijā, jo nelielā gēnu mainība nozīmē ka reakcija uz vidi būs ļoti līdzīga starp dzīvniekiem, gan par labu, gan uz ma, papildus augstākam mutāciju uzkrāšanās ātrumam kaitīgs. Efektīvais populācijas skaits, heterozigotitātes procentuālais daudzums, alēļu biežums un daudzas citas lietas ir kvantitatīvi noteiktas populācijas ģenētikas pētījumos par dsasaistīt sugas "labturību", pārsniedzot eksemplāru skaitu.

• Jūs varētu interesēt: "Ģenētiskā dreifēšana: kas tas ir un kā tas ietekmē bioloģisko evolūciju?"

5. Kvantitatīvā ģenētika

Atsaucoties uz iepriekšējiem punktiem, kvantitatīvā ģenētika pēta tos fenotipus (iezīmes, ko kodē genotips), kurus nevar klasificēt pēc tipiskiem Mendeli kritērijiem, tas ir, ar dominējošu alēli (A) un citu recesīvu (a).

Ļoti spilgts piemērs tam ir ādas krāsa, ko kodē TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 un MC1R gēni, kā arī vides parametri un dzīvesveids. Ja iezīme ir poligēniska vai oligogēna, pieejai jābūt ļoti atšķirīgai.

6. Filogēnija

Tā ir ģenētikas nozare pēta radību starp dažādiem dzīvo būtņu taksoniem, izveidojot šajā laikā slavenos "dzīves kokus", kas tiek izmantoti sugu grupēšanai ģimenēs, ģintīs un sugās (arī apakšdzimtas, pasugas, ciltis utt.). DNS (kodola vai mitohondriju) un RNS sekvences no audu paraugiem var palīdzēt biologiem evolucionāri, lai secinātu radniecību starp dzīvām būtnēm, kurām sākotnēji līmenī nav nekā kopēja ārējs.

• Jūs varētu interesēt: "Filogēnija un ontogenēze: kas tās ir un kā tās atšķiras"

7. gēnu inženierija

Gēnu inženierijas pamatā ir tieša manipulācija ar organisma gēniem vai nu ar injekcijām kultūras barotnēs ar mutāciju vīrusu pārnešanu vai ar daudziem citiem vīrusa pārnešanas mehānismiem informāciju.

Šīs zinātnes nozares mērķis parasti ir uzlabot sugas produktivitāti (īpaši lauksaimniecības vidē), lai ātrāk augtu, labāka kvalitāte, kultūraugu izturība ir lielāka vai ka to cita starpā neietekmē kaitēkļi lietas.

8. Epigenetika

The epigenetika ir ļoti jauns šķelšanās no klasiskās ģenētikas, kuras uzdevums ir izpētīt mehānismus, kas kavē vai veicināt gēnu izpausmi visā indivīda dzīves laikā, neradot izmaiņas tajos genomu.

Ir vairāki veidi, kā gēnu uz laiku var "inaktivēt", un to starpniecību ir genoma sekvences, kuras sākotnēji tika uzskatītas par nederīgām. Lai arī epigenetika ir tikai sākumstadijā, tā sola atbildes uz daudzām galvassāpēm, kurām šodien, šķiet, nav risinājuma.

Turpināt

Kā redzat, ģenētika ir piemērojama praktiski visās dzīves jomās. Sākot no ekosistēmu uzturēšanas līdz slimību novēršanai, pētot evolūciju, uzlabojot labību vai izprotot cilvēka augļus, visu ap mums nosaka mūsu gēni.