Har du någonsin hört frasen "det finns i din gen"? Genetik kan förklara alla frågor som vad som gör dig unik eller unik; varför familjemedlemmar ser likadana ut eller varför vissa sjukdomar som diabetes eller cancer förekommer i familjer.
I den här lektionen kommer vi att täcka
Genetik hänvisar till en gren av biologin som handlar om studiet av gener, genetisk variation samt ärftlighet i organismer.
Gregor Mendel var den första vetenskapsmannen som studerade genetik. Han studerade arvet av egenskaper eller mönster där egenskaper överförs från föräldrar till avkommor. Han gjorde observationen att organismer (han använde ärtväxter) ärver egenskaper genom diskreta arvsenheter. Dessa enheter är vad som för närvarande kallas gener.
Molekylärt arv och mekanismer för arv av gener är bara de primära principerna för genetik under 2000 -talet. Modern genetik tittar inte bara på arvsmutter, men också på geners funktion och beteende. Genetik har lett till flera delområden som populationsgenetik och epigenetik.
Modern genetik började med studien av arvets natur i växter av Mendel. Trots att detta arvsmönster endast observerades för ett fåtal egenskaper, antydde hans arbete att ärftligheten var partikelformig och inte förvärvad. Han visade också att arvsmönster för många egenskaper kan förklaras med enkla regler och förhållanden.
Senare, 1905, myntade William Bateson termen genetik, och med det växande intresset för genetikområdet försökte forskare avgöra vilka molekyler i cellen som var ansvariga för arv.
Även om gener var kända för att existera på kromosomer, är kromosomerna sammansatta av både protein och DNA. Detta delområde av biologi tar upp hur skillnader i strukturer eller uttryck av DNA-molekyler visar sig som variation mellan organismer.
Nedanstående illustration visar den dubbla helixstrukturen av DNA
DNA är den molekylära basen för biologiskt arv. Varje DNA-sträng är en kedja som består av nukleotider som matchar varandra för att bilda vad som ser ut som en vriden stege. I kärnan i varje cell är DNA-molekylen förpackad i trådliknande strukturer som kallas kromosomer. Varje kromosom består av DNA tätt lindat många gånger runt proteiner som kallas histoner som stödjer dess struktur.
Nedanstående illustration visar en kromosom
Varje kromosom har en sammandragningspunkt som kallas centromeren, som delar upp kromosomen i två sektioner, eller "armar". Kromosomens korta arm är märkt "p-armen". Kromosomens långa arm är märkt "q-armen". Placeringen av centromeren på varje kromosom ger kromosomen dess karakteristiska form och kan användas för att beskriva placeringen av specifika gener
Strukturen av DNA:t bestämdes 1953 av James Watson och Francis Crick med hjälp av röntgenkristallografi. Detta visade att DNA:t har en spiralformad struktur. Denna dubbelhelixmodell har två DNA-strängar som har nukleotider som pekar inåt, alla matchar en komplementär nukleotid på den andra strängen. Denna struktur visar att genetisk information lagras i en sekvens av nukleotider på varje DNA-sträng. Denna struktur föreslår också en enkel metod för replikering: om strängarna separeras kan nya partnersträngar konstrueras baserat på sekvensen för den gamla strängen. Denna egenskap ger DNA dess semi-konservativa natur.
Trots att DNA-strukturen visar hur nedärvning fungerar, var det sätt på vilket DNA påverkar cellers beteende ännu inte känt. Forskare försökte sedan förstå hur DNA påverkar processen för produktion av protein. Det upptäcktes att en cell använder DNA som mall för att skapa matchande budbärar-RNA (detta är molekyler som har nukleotider som ser ut som DNA). Nukleotidsekvensen för ett budbärar-RNA används sedan för att skapa en sekvens av aminosyra i protein. Översättningen mellan nukleotidsekvenser och aminosyrasekvenser kallas genetisk kod.
Nedärvning i organismer sker genom att gener överförs från föräldrar till avkomma. Alleler är de olika diskreta versionerna av samma gen.
Uppsättningen av alleler för en viss organism är känd som dess genotyp. Observerbara egenskaper hos en organism sägs vara dess fenotyp. När organismer är heterozygota vid en gen, kallas en allel dominant eftersom dess egenskaper dominerar fenotypen av en organism. Den andra allelen är känd som recessiv eftersom dess egenskaper inte observeras. Vissa alleler har inte fullständig dominans utan uttrycker en mellanliggande fenotyp (ofullständig dominans), eller uttrycker båda allelerna samtidigt (samdominans).
En Punnett square är en grafisk representation av de möjliga genotyperna av en avkomma som härrör från en viss korsning eller avelshändelse. Att skapa en Punnett-ruta kräver kunskap om föräldrarnas genetiska sammansättning. I huvudsak är det en sannolikhetsruta som visar oddsen för varje möjlig egenskap.
Illustrationen nedan visar Punnett-torget för att bestämma korset för en egenskap.
I diploida arter som ärter har varje enskild växt två kopior av varje gen, en kopia ärvd från varje förälder. Många arter har detta mönster inklusive människor. Diploida organismer som har två kopior av samma allel av en given gen kallas homozygota . Organismer som har två olika alleler av en gen kallas heterozygota. Till exempel är organismerna med YY och yy homozygota, och de med Yy är heterozygota.
