Umewahi kusikia maneno "hiyo iko kwenye jeni lako"? Jenetiki inaweza kueleza maswali yote kama vile kinachokufanya uwe wa kipekee au wa aina fulani; kwa nini wanafamilia wanafanana au kwa nini baadhi ya magonjwa kama vile kisukari au kansa huwa katika familia.
Katika somo hili, tutashughulikia
Jenetiki inarejelea tawi la biolojia linalojishughulisha na uchunguzi wa jeni, tofauti za kijeni pamoja na urithi katika viumbe.
Gregor Mendel alikuwa mwanasayansi wa kwanza kusoma genetics. Alisoma urithi wa sifa au mifumo ambayo sifa hupitishwa kutoka kwa wazazi hadi kwa watoto. Alifanya uchunguzi kwamba viumbe (alitumia mimea ya pea) hurithi sifa kupitia vitengo tofauti vya urithi. Vitengo hivi ndivyo vinavyojulikana kwa sasa kama jeni.
Njia za urithi wa molekuli na sifa za urithi wa jeni ni kanuni za msingi za jenetiki katika karne ya 21. Jenetiki za kisasa haziangalii tu nati ya urithi pia kazi na tabia ya jeni. Jenetiki imesababisha sehemu ndogo ndogo kama vile genetics ya idadi ya watu na epigenetics.
Jenetiki ya kisasa ilianza na utafiti wa asili ya urithi katika mimea na Mendel. Licha ya mtindo huu wa urithi kuzingatiwa kwa sifa chache tu, kazi yake ilipendekeza kuwa urithi ulikuwa wa chembe na haukupatikana. Pia alionyesha kwamba mifumo ya urithi wa sifa nyingi inaweza kuelezewa na sheria rahisi na uwiano.
Baadaye, mwaka wa 1905, William Bateson aliunda neno genetics, na kwa shauku inayoongezeka katika uwanja wa wanasayansi wa genetics walijaribu kuamua ni molekuli gani katika seli zinazohusika na urithi.
Ingawa jeni zilijulikana kuwepo kwenye kromosomu, kromosomu zinajumuisha protini na DNA. Sehemu hii ndogo ya biolojia inashughulikia jinsi tofauti katika miundo au usemi wa molekuli za DNA hujidhihirisha kama tofauti kati ya viumbe.
Chini ya mchoro unaonyesha muundo wa helix mbili wa DNA
DNA ni msingi wa molekuli kwa urithi wa kibiolojia. Kila uzi wa DNA ni mnyororo unaofanyizwa na nyukleotidi zinazolingana ili kuunda kile kinachoonekana kama ngazi iliyopinda. Katika kiini cha kila seli, molekuli ya DNA huwekwa katika miundo kama nyuzi inayoitwa kromosomu. Kila kromosomu imefanyizwa na DNA iliyojikunja sana mara nyingi karibu na protini zinazoitwa histones zinazounga mkono muundo wake.
Chini ya mchoro unaonyesha kromosomu
Kila kromosomu ina sehemu ya kubana inayoitwa centromere, ambayo hugawanya kromosomu katika sehemu mbili, au “mikono.” Mkono mfupi wa kromosomu unaitwa "p arm." Mkono mrefu wa kromosomu unaitwa "q arm." Eneo la centromere kwenye kila kromosomu huipa kromosomu umbo lake bainifu, na inaweza kutumika kusaidia kueleza eneo la jeni mahususi.
Muundo wa DNA uliamuliwa mwaka wa 1953 na James Watson na Francis Crick kwa kutumia kioo cha X-ray. Hii ilionyesha kuwa DNA ina muundo wa helical. Muundo huu wa helix mbili una nyuzi mbili za DNA ambazo zina nyukleotidi zinazoelekea ndani, zote zinalingana na nyukleotidi inayosaidia kwenye uzi mwingine. Muundo huu unaonyesha kwamba taarifa za kijeni huhifadhiwa katika mfuatano wa nyukleotidi kwenye kila uzi wa DNA. Muundo huu pia unapendekeza njia rahisi ya urudufishaji: ikiwa nyuzi zimetenganishwa, nyuzi mpya za washirika zinaweza kujengwa kulingana na mlolongo wa uzi wa zamani. Sifa hii huipa DNA asili yake ya nusu kihafidhina.
Licha ya muundo wa DNA kuonyesha jinsi urithi unavyofanya kazi, njia ambayo DNA huathiri tabia ya seli ilikuwa bado haijajulikana. Kisha wanasayansi walijaribu kuelewa jinsi DNA huathiri mchakato wa uzalishaji wa protini. Iligunduliwa kwamba seli hutumia DNA kama kiolezo ili kuunda RNA ya mjumbe inayolingana (hizi ni molekuli ambazo zina nyukleotidi zinazofanana na zile za DNA). Mfuatano wa nyukleotidi wa RNA ya mjumbe kisha hutumiwa kuunda mfuatano wa asidi ya amino katika protini. Tafsiri kati ya mfuatano wa nyukleotidi na mfuatano wa asidi ya amino inaitwa kanuni za kijeni.
Urithi katika viumbe hufanyika kwa kupitisha jeni kutoka kwa wazazi hadi kwa watoto. Alleles ni matoleo tofauti tofauti ya jeni moja.
Seti ya aleli kwa kiumbe fulani inajulikana kama genotype yake. Tabia zinazoonekana za kiumbe zinasemekana kuwa phenotype yake. Wakati viumbe ni heterozygous kwenye jeni, aleli moja inaitwa kutawala kwa sababu sifa zake hutawala phenotype ya kiumbe. Aleli nyingine inajulikana kama recessive kwa sababu sifa zake hazizingatiwi. Aleli zingine hazina utawala kamili lakini zinaonyesha phenotipu ya kati (utawala usio kamili), au zinaonyesha aleli zote mbili kwa wakati mmoja (kutawala).
Mraba wa Punnett ni kielelezo cha kielelezo cha uwezekano wa aina za jeni za uzao unaotokana na msalaba fulani au tukio la kuzaliana. Kujenga mraba wa Punnett inahitaji ujuzi wa utungaji wa maumbile ya wazazi. Kwa asili, ni kisanduku cha uwezekano kinachoonyesha tabia mbaya ya kila sifa inayowezekana kutokea.
Mchoro ulio hapa chini unaonyesha mraba wa Punnett ili kubainisha msalaba kwa sifa fulani.
Katika aina za diploidi kama pea, kila mmea una nakala mbili za kila jeni, nakala iliyorithiwa kutoka kwa kila mzazi. Aina nyingi zina muundo huu ikiwa ni pamoja na wanadamu. Viumbe vya diploidi ambavyo vina nakala mbili za aleli sawa ya jeni fulani hujulikana kama homozigous . Viumbe vilivyo na aleli mbili tofauti za jeni huitwa heterozygous. Kwa mfano, viumbe vilivyo na YY na yy ni homozigous, na wale walio na Yy ni heterozygous.
