8 галузей генетики (та їх характеристики)

Без генетики пояснити життя неможливо. Усі живі істоти мають принаймні одну клітину, і щоб клітина була такою, вона повинна містити генетичний матеріал у формі ДНК і бути здатною до самовідтворення Сам по собі.

Завдяки ферментативній активності (ДНК-полімераза, серед інших), субстрати (нуклеотиди) та а стандартний ланцюг, життя здатне генерувати одну копію або більше, ніж одну подвійну спіраль ДНК, а отже, і життя новий.

За допомогою цієї простої передумови пояснюється сталість живих істот на Землі та набагато складніші речі, такі як механізми успадкування. Завдяки поділу клітин за допомогою мейозу можуть утворюватися гамети з половиною генетичної інформації нормальної батьківської клітини, стан, відоме як гаплоїдія (n). Коли дві гаплоїдні гамети об’єднуються, утворюється диплоїдна (2n) зигота, що містить половину інформації від матері та половину від батька. Так працює спадковість, наприклад, у наших видів.

У будь-якому випадку детермінований і менделівський погляд на генетику є повним викликом. З роками людина усвідомила, що геном не обмежується лише батьківським успадкуванням, але є мутації та Варіації навколишнього середовища, які можуть модифікувати експресію генів протягом усього життя, породжуючи незвичайне фенотипове різноманіття, яке проявляє видів. У наступних рядках ми побачимо, якими вони є

галузі генетики та їх характеристики.

• Пов’язана стаття: "Відмінності між ДНК та РНК"

Які галузі генетики?

Генетику можна визначити як галузь наука (зокрема біологія), яка займається вивченням генів, генетичними варіаціями та механізмами успадкування організмів. Основна мета цієї дисципліни - зрозуміти, за допомогою біохімічних та фізіологічних основ, як вона виробляється успадкування генотипу та фенотипу від покоління до покоління у різних видів, при цьому ще більше уваги приділяється людини.

Перш ніж переходити безпосередньо до теми, необхідно мати певні чіткі уявлення. Як ми вже говорили, половина інформації в кожній з наших клітин надходить від матері, а інша половина - від батька. Іншими словами, ми маємо в цілому 23 пари хромосом (46 = 23 материнських + 23 батьківських). Крім того, кожна хромосома містить кодуючі послідовності білків або РНК, звані "генами".

Оскільки ми маємо дві хромосоми кожного типу (від 1 до 23), ми матимемо дві копії одного і того ж гена, одна присутня на батьківській хромосомі, а друга на материнській хромосомі, у фіксованому положенні. Кожна з варіацій, яку може прийняти ген, відома як "алель", отже, ми можемо також стверджують, що всі наші гени мають два алелі в геномі людини, один материнський та інший батьківська.

З цими даними залишається лише знати, що типовий алель може бути домінантним (А) або рецесивним (а). Таким чином, для одного і того ж гена особина може бути гомозиготною домінантною (АА), гомозиготною рецесивною (аа) або гетерозиготною (Аа). Поклавши ці основи, давайте подивимось, які є галузі генетики.

1. Менделева генетика або класична генетика

Ця галузь генетики є однією з таких підходить до вивчення генів без використання молекулярних інструментів, так само, як ти це зробив Грегор Мендель у свій час з його експериментами з горохом протягом різних поколінь. Коротко, ми розглядаємо три закони Менделя в цьому списку:

• Принцип однорідності: якщо двох гомозиготних (AA і aa) схрестити для гена, все потомство буде гетерозиготним (Aa). Показана ознака буде домінантною, тобто кодованою алелем (A).
• Принцип сегрегації: якщо покоління гетерозигот (Аа) перетинається між ними, все змінюється. ¼ потомства буде гомозиготним домінантним (AA), ¼ буде гомозиготним рецесивним (aa) і 2/4 буде гетерозиготним (Aa). Домінуючий характер виражається в 3 з 4.
• Принцип незалежної передачі: якщо два гени достатньо відокремлені один від одного або на двох різних хромосомах, вони можуть успадковуватися з незалежними частотами.

Хоча менделівська генетика була дуже корисною у створенні основ сучасної генетики, вона сьогодні не дуже корисна. Без використання молекулярних інструментів дуже важко встановити діапазон дії гена, оскільки багато символів є полігенними і пояснюються більш ніж двома алелями (наприклад, кольором очей, кодованим більш ніж 3 генами).

2. Молекулярно-генетична

Як випливає з назви, молекулярна генетика є галуззю цієї дисципліни, яка вивчає структуру та функціональність гени на молекулярному рівні, використовуючи такі методи, як ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція) або клонування ДНК у навколишньому середовищі бактеріальний. Іншими словами, відповідає за розслідування, опис та управління фізичною та функціональною одиницею успадкування: геном.

3. Генетика розвитку

У цьому випадку генетика звикла опишіть процес, в результаті якого клітина в кінцевому підсумку перетворюється на цілісну і функціональну багатоклітинну істоту. Він відповідає за дослідження, в яких умовах (на ядерному та генному рівні) клітина спеціалізується протягом усього розвитку в тій чи іншій функції, серед іншого.

4. Популяційна генетика

У природному світі Генетична життєздатність, як правило, набагато важливіша за чисельність популяції, яку той чи інший вид представляє в даній екосистемі. Якщо в конкретному ядрі перебуває 500 тварин, але лише 4 розмножуються щороку, існує тенденція до зменшення мінливості і, отже, до гомозиготності.

Як правило, гомозиготність та інбридинг пов’язані з більш фаталістичним прогнозом у популяції, оскільки мала мінливість генів передбачає що реакції на навколишнє середовище будуть дуже схожими між тваринами, назавжди і для мами, на додаток до вищої швидкості накопичення мутацій шкідливий. Ефективна чисельність популяції, відсоток гетерозиготності, частоти алелів та багато іншого визначаються кількісно в дослідженнях популяційної генетики для dпов’язати „добробут” виду, понад кількість примірників.

• Вас можуть зацікавити: "Генетичний дрейф: що це таке і як він впливає на біологічну еволюцію?"

5. Кількісна генетика

Посилаючись на попередні пункти, кількісна генетика вивчає ті фенотипи (ознаки, кодовані генотипом), які не можна класифікувати за типовими менделівськими критеріями, тобто домінантним алелем (A) та іншим рецесивним (a).

Дуже яскравим прикладом цього є колір шкіри, який кодується генами TYR, TYRP1, OCA2, SLC45A2, SLC24A5 та MC1R, а також параметрами навколишнього середовища та способом життя. Коли ознака є полігенною або олігогенною, підхід повинен бути дуже різним.

6. Філогенез

Це галузь генетики вивчає спорідненість між різними таксонами живих істот, створюючи при цьому знамениті "дерева життя", які використовуються для групування видів у сімейства, роди та види (також підродини, підвиди, племена тощо). ДНК (ядерна або мітохондріальна) та РНК-послідовності з зразків тканин можуть допомогти біологам еволюційний, щоб зробити висновок про спорідненість між живими істотами, які спочатку не мають нічого спільного на рівні зовнішній.

• Вас можуть зацікавити: "Філогенез та онтогенез: що вони собою являють і чим вони відрізняються"

7. генна інженерія

Генна інженерія заснована на безпосередній маніпуляції з генами організму, або шляхом ін'єкцій культуральне середовище, з передачею мутованих вірусів або з багатьма іншими механізмами передачі інформація.

Завданням цієї галузі науки, як правило, є поліпшення продуктивних можливостей виду (особливо в сільськогосподарському середовищі), щоб швидше рости, продукт кращої якості, стійкість культури більша або що на неї не впливають шкідники, серед інших речі.

8. Епігенетика

епігенетика є абсолютно новим відривом від класичної генетики, роль якої полягає у дослідженні механізмів, що гальмують або сприяти експресії генів протягом усього життя особини, не змінюючи їх геном.

Існує кілька способів, за допомогою яких ген можна тимчасово «інактивувати», і вони опосередковані послідовностями геномів, які спочатку вважалися марними. Епігенетика, хоча і перебуває в початковій стадії, обіцяє відповіді на багато головних болів, які сьогодні, здається, не мають рішення.

Резюме

Як бачите, генетика застосовується практично у всіх сферах життя. Від підтримки екосистем до вирішення хвороб, через вивчення еволюції, покращуючи урожай або розуміючи людські плоди, все навколо нас визначається нашими гени.