Cele 8 ramuri ale geneticii (și caracteristicile lor)

Fără genetică, explicarea vieții este imposibilă. Toate ființele vii au cel puțin o celulă și, pentru ca o celulă să fie astfel, trebuie să conțină material genetic sub formă de ADN și să fie capabilă de auto-replicare De la sine.

Datorită activității enzimatice (ADN polimerază, printre altele), substraturilor (nucleotidelor) și a în lanțul standard, viața este capabilă să genereze o copie sau mai multe spirale duble de ADN și, prin urmare, viață nou.

Cu această premisă simplă, se explică permanența ființelor vii pe Pământ și a lucrurilor mult mai complexe, cum ar fi mecanismele de moștenire. Datorită diviziunii celulare prin meioză, pot fi generați gameti cu jumătate din informațiile genetice ale unei celule parentale normale, o afecțiune cunoscută sub numele de haploidie (n). Când doi gameti haploizi se unesc, se generează un zigot diploid (2n), care conține jumătate din informațiile de la mamă și jumătate de la tată. Așa funcționează, de exemplu, ereditatea în specia noastră.

În orice caz, viziunea deterministă și mendeliană asupra geneticii este în plină provocare. De-a lungul anilor, ființa umană a realizat că genomul nu se limitează doar la moștenirea paternă, ci că există mutații și variații de mediu care pot modifica expresia genelor de-a lungul vieții, dând naștere diversității fenotipice neobișnuite prezentate de specii. În rândurile următoare, vom vedea care sunt acestea

ramurile geneticii și caracteristicile acestora.

• Articol asociat: „Diferențele dintre ADN și ARN”

Care sunt ramurile geneticii?

Genetica poate fi definită ca o ramură a știința (în special biologia) care se ocupă cu studiul genelor, variația genetică și mecanismele de moștenire a organismelor. Obiectivul principal al acestei discipline este de a înțelege, cu ajutorul bazelor biochimice și fiziologice, cum este produsă moștenirea genotipului și fenotipului din generație în generație în diferite specii, cu o atenție și mai mare asupra uman.

Înainte de a intra direct în subiect, este necesar să aveți anumite idei clare. După cum am spus, jumătate din informațiile din fiecare dintre celulele noastre provin de la mamă, iar cealaltă jumătate de la tată. Cu alte cuvinte, avem un total de 23 de perechi de cromozomi, (46 = 23 materne + 23 paterne). În plus, fiecare cromozom conține secvențe de codificare pentru proteine ​​sau ARN, numite „gene”.

Deoarece avem doi cromozomi de fiecare tip (de la 1 la 23), vom avea două copii ale aceleiași gene, una prezentă pe cromozomul patern și una pe cromozomul matern, într-o poziție fixă. Fiecare dintre variațiile pe care o genă le poate adopta este cunoscută sub numele de „alelă”, deci putem și noi afirmați că toate genele noastre au două alele în genomul individului, una maternă și cealaltă patern.

Cu aceste date, rămâne doar să știm că o alelă tipică poate fi dominantă (A) sau recesivă (a). Astfel, pentru aceeași genă, un individ poate fi homozigot dominant (AA), homozigot recesiv (aa) sau heterozigot (Aa). Având aceste baze la dispoziție, să vedem care sunt ramurile geneticii.

1. Genetica mendeliană sau genetica clasică

Această ramură a geneticii este una care abordează studiul genelor fără utilizarea instrumentelor moleculare, la fel cum ai făcut-o Gregor Mendel în zilele sale cu experimentele sale cu mazăre de-a lungul diferitelor generații. Pe scurt, trecem în revistă cele trei legi ale lui Mendel din această listă:

• Principiul uniformității: dacă doi homozigoti (AA și aa) sunt încrucișați pentru o genă, toți descendenții vor fi heterozigoți (Aa). Trăsătura prezentată va fi cea dominantă, adică cea codificată de alelă (A).
• Principiul segregării: dacă generația heterozigoților (Aa) este încrucișată între ele, lucrurile se schimbă. ¼ din descendenți vor fi homozigoți dominanți (AA), ¼ vor fi homozigoți recesivi (aa) și 2/4 vor fi heterozigoți (Aa). Caracterul dominant este exprimat în 3 din 4.
• Principiul de transmitere independent: dacă două gene sunt suficient separate între ele sau pe doi cromozomi diferiți, ele pot fi moștenite cu frecvențe independente.

Deși genetica mendeliană a fost foarte utilă în stabilirea bazelor geneticii moderne, nu este foarte utilă astăzi. Fără utilizarea instrumentelor moleculare, este foarte dificil să se stabilească gama de acțiune a unei gene, deoarece multe caractere sunt poligenice și se explică prin mai mult de două alele (cum ar fi culoarea ochilor, codificate de mai mult de 3 gene).

2. Genetic molecular

După cum indică și numele, genetica moleculară este ramura acestei discipline care studiază structura și funcționalitatea gene la nivel molecular, folosind tehnici precum PCR (Reacția în lanț a polimerazei) sau clonarea ADN-ului în mediu bacteriene. Cu alte cuvinte, este responsabil de investigarea, descrierea și gestionarea unității fizice și funcționale a moștenirii: gena.

3. Genetica dezvoltării

În acest caz, genetica este obișnuită descrie procesul prin care o celulă ajunge să se dezvolte într-o ființă multicelulară completă și funcțională. Este responsabil pentru investigarea condițiilor (la nivel nuclear și genetic) pe care o celulă le specializează pe parcursul dezvoltării, într-o funcție sau alta, printre altele.

4. Genetica populației

În lumea naturală, viabilitatea genetică este de obicei mult mai importantă decât numărul populației pe care îl prezintă o specie într-un ecosistem dat. Dacă există 500 de animale într-un nucleu specific, dar numai 4 se reproduc în fiecare an, există tendința de a reduce variabilitatea și, prin urmare, la homozigozitate.

De regulă, homozigoza și consangvinizarea sunt asociate cu un prognostic mai fatalist într-o populație, deoarece variabilitatea redusă a genelor implică că răspunsurile la mediu vor fi foarte asemănătoare între animale, pentru bine și pentru ma, pe lângă o rată mai mare de acumulare a mutațiilor dăunătoare. Numărul efectiv de populație, procentul de heterozigoitate, frecvențele alelice și multe alte lucruri sunt cuantificate în studiile de genetică a populației pentru dlegați „bunăstarea” unei specii, dincolo de numărul de exemplare.

• S-ar putea să vă intereseze: "Deriva genetică: ce este și cum afectează evoluția biologică?"

5. Genetica cantitativă

Referindu-ne la punctele anterioare, genetica cantitativă studiază acele fenotipuri (trăsături codificate de genotip) care nu pot fi clasificate cu criterii mendeliene tipice, adică printr-o alelă dominantă (A) și o altă recesivă (a).

Un exemplu foarte clar în acest sens este culoarea pielii, care este codificată de genele TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 și MC1R, precum și de parametrii de mediu și stilul de viață. Atunci când o trăsătură este poligenică sau oligogenă, abordarea trebuie să fie foarte diferită.

6. Filogenie

Este ramura geneticii care studiază rudenia dintre diferiții taxoni ai ființelor vii, creând în acest proces faimosii „copaci ai vieții”, care sunt folosite pentru a grupa speciile în familii, genuri și specii (de asemenea, subfamilii, subspecii, triburi etc.). ADN-ul (nuclear sau mitocondrial) și secvențele de ARN din probele de țesut pot ajuta biologii evolutiv pentru a deduce rudenia dintre ființele vii care, inițial, nu au nimic de făcut la nivel extern.

• S-ar putea să vă intereseze: "Filogenia și ontogenia: ce sunt și în ce fel diferă"

7. Inginerie genetică

Ingineria genetică se bazează pe manipularea directă a genelor unui organism, fie cu injecții în medii de cultură, cu transferul de viruși mutați sau cu multe alte mecanisme de transmitere a informație.

Obiectivul acestei ramuri a științei este de obicei îmbunătățirea capacităților productive ale speciei (în special în mediul agricol), pentru a crește mai repede, produsul de calitate mai bună, rezistența culturii este mai mare sau că nu este afectată de dăunători, printre altele lucruri.

8. Epigenetica

epigenetica este o foarte nouă scindare de genetica clasică, al cărei rol este de a explora mecanismele care inhibă sau promovează expresia genelor de-a lungul vieții individului fără a produce modificări ale acestora genom.

Există mai multe moduri în care o genă poate fi „inactivată” temporar, iar acestea sunt mediate de secvențe de genom despre care se credea inițial că sunt inutile. Epigenetica, deși la început, promite răspunsuri la multe dureri de cap care astăzi par să nu aibă nicio soluție.

Relua

După cum puteți vedea, genetica este aplicabilă practic tuturor domeniilor vieții. De la menținerea ecosistemelor până la rezolvarea bolilor, prin studiul evoluției, îmbunătățirea culturilor sau înțelegerea fetușilor umani, totul din jurul nostru este determinat de al nostru gene.