- Hvad er gener?
- Geners historie
- Hvordan virker gener?
- Gentyper
- Et gens opbygning
- Genetiske mutationer
- Genom
- Genteknologi og genterapi
Vi forklarer, hvad gener er, hvordan de virker, hvordan deres struktur er, og hvordan de klassificeres. Genetisk manipulation og mutationer.
Hvad er gener?
I biologi, er kendt som gener til den mindste enhed af genetisk information, der indeholder DNA'et af en Levende væsen. Alle gener udgør tilsammen genomet, det vil sige den genetiske information om arter.
Hvert gen er en molekylær enhed, der koder for et specifikt funktionelt produkt, såsom en protein. Samtidig er den ansvarlig for at overføre sådan information til afkom af organismen, det vil sige, at den er ansvarlig for arv.
Gener findes i kromosomerne (som igen skaber liv i kerne af vores celler). Hvert gen indtager en bestemt position, kaldet sted, langs den gigantiske sekventielle kæde, der udgør DNA.
Set på en anden måde er et gen ikke andet end et kort DNA-segment, som findes inden for kromosom altid placeret på samme sted, da de normalt forekommer i parrede par (kendt som alleler). Det betyder, at for hvert specifikt gen er der en anden allel, en kopi.
Det sidste er meget vigtigt i arv da nogle af de fysiske eller fysiologiske træk kan være dominerende (de har tendens til at manifestere) eller recessive (de har ikke tendens til at manifestere). De førstnævnte er så kraftige, at ét gen af de to alleler er nok til at manifestere sig, mens sidstnævnte kræver, at de to alleler er identiske for at manifestere sig.
Imidlertid Genetisk information Recessiv kan arves, da en person, der ikke manifesterer et specifikt gen, alligevel kan overføre det til deres afkom. Det er, hvad der sker, når en med mørke øjne får et barn med lyse øjne, som regel som en af hans bedsteforældre.
Som du vil se, kan informationen i gener bestemme mange af vores fysiske træk, såsom højde, farve af hår osv. Men det kan også forårsage medfødte sygdomme eller defekter, såsom trisomi 21 eller Downs syndrom.
Geners historie
Faderen til begrebet arv var den østrig-ungarske naturforsker og munk Gregor Johann Mendel (1822-1884), som i sine studier fastslog, at der var et sæt specifikke egenskaber, der kunne arves fra en generation til en anden.
Deres udseende afhang af, hvad han kaldte "faktorer", og hvad vi i dag kender som gener. Mendel antog, at disse faktorer var arrangeret lineært på cellernes kromosomer, som endnu ikke var blevet undersøgt i dybden.
Men i 1950 måden og DNA struktur, i sin berømte dobbelthelix. Således blev ideen påtvunget, at disse faktorer, nu kaldet "gener", ikke var andet end et kodende fragment af DNA-sekvensen, hvis resultat var syntesen af et specifikt polypeptid, det vil sige af et fragment af et protein.
Med denne opdagelse genetik og de første skridt mod det er taget viden og manipulation af genetisk kode.
Hvordan virker gener?
Gener fungerer som en skabelon eller et mønster (ifølge den genetiske kode), som bestemmer typen af molekyler og det sted, hvor de skulle gå, for at komponere en makromolekyle udstyret med specifikke funktioner i kroppen.
Set på denne måde er gener en del af selve livets fremstillingsmekanismer. Det er en kompleks og selvreguleret proces, da forskellige segmenter af selve DNA'et fungerer som signaler for begyndelsen, slutningen, stigningen eller dæmpningen af transskriptionen af indholdet af gener.
Gentyper
Gener adskiller sig i henhold til deres specifikke rolle i proteinsyntesen, som følger:
- Strukturelle gener. Dem, der indeholder den kodende information, det vil sige den, der svarer til sættet af aminosyrer til at danne et specifikt protein.
- Regulatoriske gener. Gener, der mangler kodende information, men som i stedet opfylder regulerende og ordensfunktioner, og dermed bestemmer stedet for begyndelsen og slutningen af genetisk transskription, eller udfylder specifikke roller under den genetiske transskription. mitose og meiose, eller angiver det sted, hvor de skal kombineres enzymer eller andre proteiner under syntese.
Et gens opbygning
Gener er fra et molekylært synspunkt lidt mere end en sekvens af nukleotider, der udgør DNA eller RNA (adenin, guanin, cytosin og thymin eller uracil). Din specifikke ordre svarer til en sæt specifik aminosyre, for at danne et makromolekyle med specifik funktion (f.eks. proteiner).
Men gener består af to dele med forskellige funktioner, som er:
- Exons. Den region af genet, der indeholder det kodende DNA, det vil sige den specifikke sekvens af nitrogenholdige baser, der tillader et protein at blive syntetiseret.
- Introner. Den region af genet, der indeholder ikke-kodende DNA, det vil sige, der ikke indeholder instruktioner til proteinsyntese.
Et gen kan have forskellige antal exoner og introner, og i nogle tilfælde som i organismers DNA prokaryoter (strukturelt enklere end den eukaryoter), mangler gener introner.
Genetiske mutationer
Under processen med transskription af genetisk information fra DNA og dets rekomponering til et nyt protein, eller også under stadierne af duplikation og replikation af DNA i celle reproduktion, er det muligt, selvom det ikke er særlig almindeligt, at der opstår fejl.
En aminosyre erstatter en anden i et protein, som en konsekvens, og afhængigt af typen af substitution og det sted i makromolekylet, hvor erstatningsaminosyren er placeret, kan det være en harmløs fejl, eller at den udløser sygdomme, lidelser eller evt. uventede fordele. Disse typer af spontane fejl er kendt som mutationer.
Det mutationer opstår spontant og spiller en vigtig rolle i arvelighed og udvikling. En mutation kan give en art et ideelt træk til tilpasse bedre for sit miljø, og dermed blive begunstiget af naturlig selektion, eller tværtimod kan det give det et ugunstigt træk og føre det til udryddelse.
Kun de positive egenskaber spredes gennem arten, da det begunstigede individ reproducerer mere end andre, hvilket til sidst giver anledning til en ny art.
Genom
Genomet er sættet af alle de gener, der er indeholdt i kromosomerne, det vil sige helheden af den genetiske information om et givet individ eller en given art.
Genomet er også genotype, det vil sige det usynlige og arvelige udtryk, der i vid udstrækning producerer fysiske og fysiologiske træk (den fænotype). Oprindelsen af dette udtryk kommer fra foreningen af "gen" og "kromosom".
I diploide (2n) celler, det vil sige, hvor der er par af homologe kromosomer, findes hele organismens genom i to hele kopier, mens der i haploide (n) celler kun findes én kopi.
Sidstnævnte er tilfældet med kønsceller eller kønsceller, som giver halvdelen af den genetiske belastning af en ny individuel, færdiggør den med den anden gamet (mandlig og kvindelig) for at bygge et nyt genetisk nyt individ.
Genteknologi og genterapi
Efterhånden som genernes funktion er blevet mere og mere kendt, er genomet af hele arter blevet afkodet, og de teknologiske værktøjer er tilgængelige til at gribe ind i genetisk information.
I øjeblikket er nye bioteknologiske muligheder blevet født, såsom genteknologi (eller genetisk manipulation) og genterapi, for at nævne to berømte tilfælde.
Genteknologi forfølger "programmering" af organismer levende organismer ved at manipulere (tilføje, slette osv.) deres genetiske kode. Til dette bruges det nanoteknologi eller nogle virus genetisk manipuleret.
Det er således muligt at få arter dyr eller grøntsager med en ønsket fænotype, i en mere ekstrem version af selektiv avl (som vi gør med husdyr). Genteknologi spiller en vigtig rolle i fødevareindustri, på den landbrug, det kvægavl, etc.
Genterapi er for sin del en metode angrebslæge for uhelbredelige sygdomme som kræft eller arvelige sygdomme som Wiskott-Aldrichs syndrom. Det består af indsættelse af elementer i genomet af et individ, direkte i deres celler eller væv.
For eksempel, i tilfælde af tumorer, indføres "selvmords"-gener i unormale celler, som får dem til at gå i opløsning, hvilket får kræften til at dræbe sig selv, mens den formerer sig. Denne teknik er dog stadig i de eksperimentelle og/eller tidlige stadier.