Осам грана генетике (и њихове карактеристике)

Без генетике није могуће објаснити живот. Сва жива бића имају најмање једну ћелију, а да би ћелија била таква, она мора садржати генетски материјал у облику ДНК и бити способна за самокопирање Само од себе.

Захваљујући ензимској активности (између осталих и ДНК полимераза), супстрати (нуклеотиди) и а стандардни ланац, живот је способан да генерише једну копију или више двоструких завојница ДНК, а самим тим и живот Нова.

Овом једноставном премисом објашњава се постојаност живих бића на Земљи и много сложенијих ствари, попут механизама наслеђивања. Захваљујући дељењу ћелија мејозом, могу се створити полне ћелије са половином генетичких информација нормалне родитељске ћелије, стање познато као хаплоидија (н). Када се две хаплоидне гамете уједине, ствара се диплоидна (2н) зигота која садржи половину података од мајке, а половину од оца. Тако, на пример, наследство делује код наше врсте.

У сваком случају, детерминистички и менделовски поглед на генетику представља пун изазов. Током година, људско биће је схватило да геном није ограничен само на наследство по оцу, већ да постоје мутације и варијације околине које могу модификовати експресију гена током живота, што доводи до необичне фенотипске разноликости коју показују врста. У следећим редовима видећемо шта су

гране генетике и њихове карактеристике.

• Повезани чланак: „Разлике између ДНК и РНК“

Које су гране генетике?

Генетика се може дефинисати као грана наука (посебно биологија) која се бави проучавањем гена, генетичким варијацијама и механизмима наслеђивања организама. Главни циљ ове дисциплине је разумевање, уз помоћ биохемијских и физиолошких основа, како се она производи наслеђивање генотипа и фенотипа из генерације у генерацију код различитих врста, са још више пажње на човече.

Пре него што пређете директно на тему, неопходно је да имате одређене јасне идеје. Као што смо рекли, половина информација у свакој од наших ћелија долази од мајке, а друга половина од оца. Другим речима, имамо укупно 23 пара хромозома, (46 = 23 мајке + 23 очине). Поред тога, сваки хромозом садржи кодирајуће секвенце протеина или РНК, назване „гени“.

Пошто имамо по два хромозома сваке врсте (од 1 до 23), имаћемо две копије истог гена, једну присутну на очинском хромозому и једну на матерњем хромозому, у фиксном положају. Свака од варијација коју ген може усвојити позната је као „алел“, па тако можемо и ми потврдити да сви наши гени имају два алела у геному особе, један мајчин и други очински.

Са овим подацима остаје само знати да типични алел може бити доминантан (А) или рецесивни (а). Дакле, за исти ген, појединац може бити хомозиготни доминантан (АА), хомозиготни рецесивни (аа) или хетерозиготни (Аа). Са овим основама, да видимо које су гране генетике.

1. Менделова генетика или класична генетика

Ова грана генетике је она која приступа проучавању гена без употребе молекуларних алата, баш као и ти Грегор мендел у своје време са својим експериментима са грашком током различитих генерација. Укратко, на овом списку разматрамо три Менделова закона:

• Принцип униформности: ако се за ген укрсте два хомозиготна (АА и аа), сав потомак ће бити хетерозиготан (Аа). Приказана особина биће доминантна, односно она која је кодирана алелом (А).
• Принцип сегрегације: ако се генерација хетерозигота (Аа) укрсти између њих, ствари се мењају. ¼ потомства ће бити хомозиготно доминантно (АА), ¼ биће хомозиготно рецесивно (аа) и 2/4 ће бити хетерозиготно (Аа). Доминантни карактер је изражен у 3 од 4.
• Независни принцип преноса: ако су два гена довољно одвојена један од другог или на два различита хромозома, могу се наследити независним фреквенцијама.

Иако је менделска генетика била веома корисна у успостављању темеља модерне генетике, она данас није много корисна. Без употребе молекуларних алата врло је тешко утврдити опсег деловања гена, с обзиром да су многи ликови полигени и објашњавају се са више од два алела (попут боје очију, кодиране са више од 3 гена).

2. Молецулар Генетиц

Као што јој само име говори, молекуларна генетика је грана ове дисциплине која проучава структуру и функционалност гени на молекуларном нивоу, користећи технике као што су ПЦР (ланчана реакција полимеразе) или клонирање ДНК у животној средини бактеријски. Другим речима, задужен је за истрагу, опис и управљање физичком и функционалном јединицом наследства: геном.

3. Развојна генетика

У овом случају је генетика навикла описати процес којим се ћелија на крају развија у потпуно и функционално вишећелијско биће. Одговорна је за истраживање за које услове (на нуклеарном и генском нивоу) ћелија, између осталог, током целог развоја специјализује.

4. Популациона генетика

У природном свету, генетска одрживост је обично много важнија од броја популације коју врста представља у датом екосистему. Ако у одређеном језгру има 500 животиња, али се само 4 сваке године размножавају, постоји тенденција смањења променљивости и, према томе, хомозиготности.

Као опште правило, хомозиготност и инбридинг су повезани са фаталистичнијом прогнозом у популацији, јер мала варијабилност гена имплицира да ће одговори на животну средину бити врло слични међу животињама, и за добро и за мајке, поред веће стопе акумулације мутација штетан. Ефективни број популације, проценат хетерозиготности, алелне фреквенције и многе друге ствари квантификовани су у истраживањима популационе генетике за двезати „добробит“ врсте, преко броја примерака.

• Можда ће вас занимати: „Генетски помак: шта је то и како утиче на биолошку еволуцију?“

5. Квантитативна генетика

Позивајући се на претходне тачке, квантитативна генетика проучава оне фенотипове (особине кодиране генотипом) који се не могу класификовати са типичним менделовским критеријумима, односно доминантним алелом (А) и другим рецесивним (а).

Врло јасан пример за то је боја коже која је кодирана генима ТИР, ТИРП1, ОЦА2, СЛЦ45А2, СЛЦ24А5 и МЦ1Р, као и параметри животне средине. Када је особина полигенска или олигогена, приступ мора бити веома различит.

6. Филогенија

То је грана генетике која проучава сродство између различитих својти живих бића, стварајући притом чувена „дрвећа живота“, који се користе за груписање врста у породице, родове и врсте (такође подфамилије, подврсте, племена итд.). ДНК (нуклеарне или митохондријске) и РНК секвенце из узорака ткива могу помоћи биолозима еволутивни да би се закључило сродство између живих бића које у почетку немају никакве везе на том нивоу спољни.

• Можда ће вас занимати: „Филогенија и онтогенија: шта су и како се разликују“

7. генетски инжењеринг

Генетски инжењеринг заснован је на директној манипулацији генима организма, било ињекцијама у њих културе медија, са преносом мутираних вируса или са многим другим механизмима преноса информације.

Циљ ове гране науке је обично побољшање производних капацитета врсте (посебно у пољопривредном окружењу), да би брже растао производ од бољег квалитета, отпор усева је већи или на њега не утичу штеточине, између осталог ствари.

8. Епигенетика

Тхе епигенетика је врло нов делић од класичне генетике, чија је улога да истражи механизме који инхибирају или промовишу експресију гена током живота појединца без стварања промена у њиховим геном.

Постоји неколико начина на које се ген може привремено „инактивирати“, а они су посредовани секвенцама генома за које се у почетку веровало да су бескорисне. Епигенетика, иако у повојима, обећава одговоре на многе главобоље за које се чини да данас немају решење.

Резиме

Као што видите, генетика је применљива у практично свим пољима живота. Од одржавања екосистема до решавања болести, кроз проучавање еволуције, побољшање усева или разумевање људских фетуса, све око нас одређује наш гени.