- Що таке гени?
- Історія генів
- Як працюють гени?
- Типи генів
- Будова гена
- Генетичні мутації
- геном
- Генна інженерія та генна терапія
Ми пояснюємо, що таке гени, як вони працюють, яка їх структура і як вони класифікуються. Генетичні маніпуляції та мутації.
Що таке гени?
в біології, відомий як гени до мінімальної одиниці генетичної інформації, яка містить ДНК a Жива істота. Усі гени разом складають геном, тобто генетичну інформацію видів.
Кожен ген є молекулярною одиницею, яка кодує певний функціональний продукт, наприклад a білок. При цьому він відповідає за передачу такої інформації потомству організму, тобто відповідає за спадковість.
Гени знаходяться в хромосомах (які, у свою чергу, створюють життя в ядро наших клітини). Кожен ген займає певну позицію, звану локус, вздовж гігантського послідовного ланцюга, який складає ДНК.
З іншого боку, ген — це не що інше, як короткий сегмент ДНК, який знаходиться всередині хромосома завжди розташовані в одному і тому ж місці, оскільки вони зазвичай зустрічаються парними парами (відомими як алелі). Це означає, що для кожного конкретного гена існує інший алель, копія.
Останнє дуже важливо в спадкування оскільки деякі фізичні або фізіологічні ознаки можуть бути домінуючими (вони мають тенденцію до прояву) або рецесивними (вони не мають тенденції до прояву). Перші настільки потужні, що для прояву достатньо одного гена з двох алелей, тоді як другий вимагає, щоб два алелі були ідентичними, щоб проявитися.
Однак, Генетична інформація Рецесивний може передаватися у спадок, оскільки людина, у якого немає певного гена, все ж може передати його своєму потомству. Це те, що відбувається, коли у людини з темними очима дитина зі світлими очима, як правило, як у когось із його дідусів і бабусь.
Як ви побачите, інформація, що міститься в генах, може визначити багато наших фізичних властивостей, таких як зріст, колір волосся тощо. Але це також може викликати вроджені захворювання або дефекти, такі як трисомія 21 або синдром Дауна.
Історія генів
Батьком концепції спадковості був австро-угорський натураліст і монах Грегор Йоганн Мендель (1822-1884), який у своїх дослідженнях визначив, що існує набір специфічних рис, які успадковуються від одного покоління до іншого.
Їх поява залежала від того, що він назвав «фактором» і від того, що ми сьогодні знаємо як гени. Мендель припускав, що ці фактори розташовані лінійно на хромосомах клітин, які ще не були глибоко вивчені.
Однак у 1950 р. шлях і Структура ДНК, у його знаменитій подвійній спіралі. Таким чином була нав’язана ідея, що ці фактори, які тепер називаються «генами», є не чим іншим, як кодуючим фрагментом послідовності ДНК, результатом якого є синтез специфічного поліпептиду, тобто фрагмента білка.
З цим відкриттям генетика і перші кроки до цього зроблені знання і маніпуляції з генетичний код.
Як працюють гени?
Гени діють як шаблон або шаблон (відповідно до генетичного коду), що визначає тип молекули і місце, куди вони повинні піти, щоб скласти а макромолекула наділений специфічними функціями в організмі.
З огляду на це, гени є частиною механізмів виробництва самого життя. Це складний і саморегульований процес, оскільки різні сегменти самої ДНК діють як сигнали для початку, закінчення, збільшення або замовчування транскрипції вмісту генів.
Типи генів
Гени розрізняються відповідно до їх специфічної ролі в синтезі білка, а саме:
- Структурні гени. Ті, які містять інформацію кодування, тобто ту, яка відповідає набору амінокислот для утворення певного білка.
- Регуляторні гени. Гени, яким не вистачає кодуючої інформації, але натомість виконують функції регулювання та впорядкування, таким чином визначаючи місце початку та кінця генетичної транскрипції, або виконують певні ролі під час генетичної транскрипції. мітоз і мейоз, або позначає місце, де вони повинні бути поєднані ферменти або інші білки під час синтезу.
Будова гена
З молекулярної точки зору, гени – це трохи більше, ніж послідовність нуклеотидів, які складають ДНК або РНК (аденін, гуанін, цитозин і тимін або урацил). Ваше конкретне замовлення відповідає а набір специфічна амінокислота, щоб утворити макромолекулу специфічної функції (наприклад, білки).
Однак гени складаються з двох частин з різними функціями, а саме:
- Екзони. Ділянка гена, що містить кодує ДНК, тобто специфічну послідовність азотистих основ, що дозволяють синтезувати білок.
- Інтрони. Ділянка гена, що містить некодуючу ДНК, тобто не містить інструкцій для синтезу білка.
Ген може мати різну кількість екзонів і інтронів, а в деяких випадках, як у ДНК організмів прокаріоти (конструкційно простіше, ніж у еукаріоти), генам не вистачає інтронів.
Генетичні мутації
Під час процесу транскрипції генетичної інформації з ДНК та її перекомпозиції в новий білок, а також під час етапів дублювання та реплікації ДНК в розмноження клітин, можливі, хоча й не дуже поширені, помилки.
Як наслідок, одна амінокислота замінює іншу в білку, і залежно від типу заміни та місця в макромолекулі, де розташована замінна амінокислота, це може бути нешкідливою помилкою або викликати захворювання, недуги чи навіть вигоди неочікувані. Ці типи спонтанних помилок відомі як мутації.
The мутації виникають спонтанно і відіграють важливу роль у спадковості і еволюція. Мутація може надати виду ідеальну ознаку адаптуватися краще по відношенню до свого оточення, таким чином віддаючи перевагу Природний відбір, або навпаки може надати йому несприятливу рису і привести до вимирання.
Лише ці позитивні риси поширюються по всьому виду, оскільки улюблена особина розмножується більше за інших, зрештою породжуючи новий вид.
геном
Геном — це сукупність усіх генів, що містяться в хромосомах, тобто сукупність генетичної інформації даної особини або виду.
Геном також є генотип, тобто невидиме і спадкове вираження, яке значною мірою виробляє фізичні та фізіологічні риси ( фенотип). Походження цього терміна походить від союзу «гена» і «хромосоми».
У диплоїдних (2n) клітинах, тобто в яких є пари гомологічних хромосом, весь геном організму виявляється у двох цілих копіях, тоді як у гаплоїдних (n) клітинах – лише одна копія.
Останнє стосується гамет або статевих клітин, які забезпечують половину генетичного навантаження нового індивідуальний, доповнюючи його гаметою іншої гамети (чоловічої та жіночої), щоб створити нову генетично нову особину.
Генна інженерія та генна терапія
Оскільки функціонування генів стає все більш відомим, геном цілих видів був розшифрований, і доступні технологічні інструменти для втручання в генетичну інформацію.
Зараз з’явилися нові біотехнологічні можливості, такі як генна інженерія (або генетичні маніпуляції) та генна терапія, якщо назвати два відомі випадки.
Генна інженерія переслідує «програмування». організми живі організми шляхом маніпулювання (додавання, видалення тощо) їхнім генетичним кодом. Для цього використовується нанотехнології або деякі вірус генетично маніпульовані.
Таким чином, можна отримати види тварини або овочі з бажаним фенотипом, у більш екстремальному варіанті селекційного розведення (що ми робимо з домашні тварини). Генна інженерія відіграє важливу роль у харчова промисловість, на землеробство, скотарство, тощо
Зі свого боку, генна терапія - це a метод напад лікаря на невиліковні захворювання, такі як рак або спадкові, такі як синдром Віскотта-Олдріча. Він полягає у введенні елементів у геном людини, безпосередньо в її клітини чи тканини.
Наприклад, у випадку з пухлинами гени «самогубців» вводяться в аномальні клітини, які призводять до їх розпаду, змушуючи рак вбивати себе під час розмноження. Однак ця методика все ще знаходиться на експериментальній та/або ранній стадії.