Hast du jemals den Satz "Das ist in deinem Gen" gehört? Die Genetik kann alle Fragen erklären, wie zum Beispiel, was Sie einzigartig oder einzigartig macht. warum Familienmitglieder gleich aussehen oder warum einige Krankheiten wie Diabetes oder Krebs in Familien auftreten.
In dieser Lektion werden wir behandeln
Genetik bezieht sich auf einen Zweig der Biologie, der sich mit der Untersuchung von Genen, genetischen Variationen sowie Vererbung in Organismen befasst.
Gregor Mendel war der erste Wissenschaftler, der Genetik studierte. Er untersuchte die Vererbung von Merkmalen oder die Muster, in denen Merkmale von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden. Er machte die Beobachtung, dass Organismen (er verwendete Erbsenpflanzen) Merkmale durch diskrete Vererbungseinheiten erben. Diese Einheiten sind derzeit als Gene bekannt.
Molekulare Vererbung und Merkmalsvererbungsmechanismen von Genen sind nur die primären Prinzipien der Genetik im 21. Jahrhundert. Die moderne Genetik untersucht nicht nur die Vererbungsnuss, sondern auch die Funktion und das Verhalten von Genen. Die Genetik hat zu mehreren Teilbereichen wie Populationsgenetik und Epigenetik geführt.
Die moderne Genetik begann mit der Untersuchung der Art der Vererbung in Pflanzen durch Mendel. Obwohl dieses Vererbungsmuster nur für einige wenige Merkmale beobachtet wurde, deutete seine Arbeit darauf hin, dass Vererbung partikulär und nicht erworben war. Er zeigte auch, dass Vererbungsmuster vieler Merkmale durch einfache Regeln und Verhältnisse erklärt werden können.
Später, im Jahr 1905, prägte William Bateson den Begriff Genetik und versuchte mit dem wachsenden Interesse auf dem Gebiet der Genetik zu bestimmen, welche Moleküle in der Zelle für die Vererbung verantwortlich waren.
Obwohl bekannt war, dass Gene auf Chromosomen existieren, bestehen Chromosomen sowohl aus Protein als auch aus DNA. Dieses Teilgebiet der Biologie befasst sich damit, wie sich Unterschiede in der Struktur oder Expression von DNA-Molekülen als Variation zwischen Organismen manifestieren.
Die folgende Abbildung zeigt die Doppelhelixstruktur der DNA
Die DNA ist die molekulare Basis für die biologische Vererbung. Jeder DNA-Strang ist eine Kette aus Nukleotiden, die zueinander passen, um eine verdrehte Leiter zu bilden. Im Zellkern jeder Zelle ist das DNA-Molekül in fadenförmige Strukturen verpackt, die als Chromosomen bezeichnet werden. Jedes Chromosom besteht aus DNA, die viele Male eng um Proteine gewickelt ist, die Histone genannt werden und seine Struktur unterstützen.
Die folgende Abbildung zeigt ein Chromosom
Jedes Chromosom hat einen Verengungspunkt, der als Zentromer bezeichnet wird und das Chromosom in zwei Abschnitte oder „Arme“ unterteilt. Der kurze Arm des Chromosoms wird als "p-Arm" bezeichnet. Der lange Arm des Chromosoms wird als "q-Arm" bezeichnet. Die Position des Zentromers auf jedem Chromosom verleiht dem Chromosom seine charakteristische Form und kann zur Beschreibung der Position spezifischer Gene verwendet werden
Die Struktur der DNA wurde 1953 von James Watson und Francis Crick mittels Röntgenkristallographie bestimmt. Dies zeigte, dass die DNA eine helikale Struktur hat. Dieses Doppelhelixmodell weist zwei DNA-Stränge auf, deren Nukleotide nach innen zeigen und alle mit einem komplementären Nukleotid auf dem anderen Strang übereinstimmen. Diese Struktur zeigt, dass genetische Information in einer Sequenz von Nukleotiden auf jedem DNA-Strang gespeichert ist. Diese Struktur schlägt auch eine einfache Methode zur Replikation vor: Wenn die Stränge getrennt werden, können neue Partnerstränge basierend auf der Sequenz des alten Strangs konstruiert werden. Diese Eigenschaft verleiht der DNA ihre halbkonservative Natur.
Trotz der DNA-Struktur, die zeigt, wie Vererbung funktioniert, war die Art und Weise, wie DNA das Verhalten von Zellen beeinflusst, noch nicht bekannt. Die Wissenschaftler versuchten dann zu verstehen, wie DNA den Prozess der Proteinproduktion beeinflusst. Es wurde entdeckt, dass eine Zelle DNA als Matrize verwendet, um passende Messenger-RNA zu erzeugen (dies sind Moleküle mit Nukleotiden, die denen der DNA ähneln). Die Nukleotidsequenz einer Messenger-RNA wird dann verwendet, um eine Sequenz von Aminosäuren im Protein zu erzeugen. Die Translation zwischen Nukleotidsequenzen und Aminosäuresequenzen wird als genetischer Code bezeichnet.
Die Vererbung in Organismen erfolgt durch Weitergabe von Genen von den Eltern an die Nachkommen. Allele sind die verschiedenen diskreten Versionen desselben Gens.
Der Satz von Allelen für einen bestimmten Organismus ist als sein Genotyp bekannt. Beobachtbare Merkmale eines Organismus sollen sein Phänotyp sein. Wenn Organismen an einem Gen heterozygot sind, wird ein Allel als dominant bezeichnet, da seine Eigenschaften den Phänotyp eines Organismus dominieren. Das andere Allel ist als rezessiv bekannt, da seine Eigenschaften nicht beobachtet werden. Einige Allele haben keine vollständige Dominanz, sondern exprimieren einen Zwischenphänotyp (unvollständige Dominanz) oder beide Allele gleichzeitig (Codominanz).
Ein Punnett-Quadrat ist eine grafische Darstellung der möglichen Genotypen eines Nachwuchses, die sich aus einem bestimmten Kreuzungs- oder Zuchtereignis ergeben. Das Erstellen eines Punnett-Quadrats erfordert die Kenntnis der genetischen Zusammensetzung der Eltern. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Wahrscheinlichkeitsbox, die die Wahrscheinlichkeit jedes möglichen Merkmals anzeigt.
Die folgende Abbildung zeigt das Punnett-Quadrat, um das Kreuz für ein Merkmal zu bestimmen.
Bei diploiden Arten wie Erbsen hat jede einzelne Pflanze zwei Kopien jedes Gens, eine Kopie, die von jedem Elternteil geerbt wurde. Viele Arten haben dieses Muster, einschließlich Menschen. Diploide Organismen, die zwei Kopien desselben Allels eines bestimmten Gens aufweisen, werden als homozygot bezeichnet . Organismen mit zwei verschiedenen Allelen eines Gens werden als heterozygot bezeichnet. Zum Beispiel sind die Organismen mit YY und yy homozygot und diejenigen mit Yy sind heterozygot.
