Geny i dziedziczenie genetyczne
Świetny przegląd tego, jak to wszystko działa
Biuro Badań Biologicznych i Środowiskowych Departamentu Energii USA Biuro Nauki
Geny są segmentami DNA zlokalizowany na chromosomy które zawierają instrukcje dotyczące produkcji białka. Naukowcy szacują, że ludzie mają aż 25 000 genów. Geny istnieją w więcej niż jednej formie. Te alternatywne formy są nazywane allele i zazwyczaj są dwa allele dla danej cechy. Allele określają odrębne cechy, które mogą być przekazywane potomstwu przez rodziców. Proces przekazywania genów został odkryty przez Grzegorz Mendel i sformułowane w formie znanej jako Prawo segregacji Mendla .
Transkrypcja genów
Geny zawierają kody genetyczne , czyli sekwencje zasad nukleotydowych w kwasy nukleinowe , do produkcji specyficznych białka . Informacje zawarte w DNA nie są bezpośrednio przekształcane w białka, ale najpierw muszą zostać przepisane w procesie zwanym Transkrypcja DNA . Proces ten odbywa się w ramach jądro z naszego komórki . Faktyczna produkcja białka odbywa się w cytoplazma naszych komórek w procesie zwanym tłumaczenie .
Czynniki transkrypcyjne to specjalne białka, które określają, czy gen zostanie włączony, czy nie. Białka te wiążą się z DNA i albo wspomagają proces transkrypcji, albo go hamują. Czynniki transkrypcyjne są ważne dla różnicowania komórek, ponieważ określają, które geny w komórce ulegają ekspresji. Geny wyrażone w a czerwona krwinka , na przykład różnią się od tych wyrażonych w akomórka płciowa.
Genotyp jednostki
W diploidalny organizmy, allele występują parami. Jeden allel jest dziedziczony po ojcu, a drugi po matce. Allele określają indywidualną genotyp lub skład genów. Połączenie alleli genotypu określa cechy, które są wyrażane lub fenotyp . Na przykład genotyp wytwarzający fenotyp prostej linii włosów różni się od genotypu powodującego linię włosów w kształcie litery V.
Odziedziczone przez rozmnażanie bezpłciowe i płciowe.
Geny są dziedziczone przez obarozmnażanie bezpłcioweorazrozmnażanie płciowe. W rozmnażaniu bezpłciowym powstałe organizmy są genetycznie identyczne z jednym rodzicem. Przykłady tego typu reprodukcji obejmują pączkowanie, regenerację i partenogeneza .
Gamety łączą się, tworząc odrębną indywidualność
Rozmnażanie płciowe obejmuje wkład genów zarówno męskich, jak i żeńskich gamety które łączą się, tworząc odrębną jednostkę. Cechy przejawiane u tego potomstwa są przekazywane niezależnie od siebie i mogą wynikać z kilku rodzajów dziedziczenia.
- W całkowita dominacja dziedziczenia, jeden allel dla konkretnego genu jest dominujący i całkowicie maskuje drugi allel dla genu.
- W przypadku niepełnej dominacji żaden allel nie jest całkowicie dominujący nad drugim, co skutkuje fenotypem będącym mieszaniną obu fenotypów macierzystych.
- W kodominacji oba allele dla cechy są w pełni wyrażone.
Niektóre cechy określane przez więcej niż jeden gen
Nie wszystkie cechy są determinowane przez jeden gen. Niektóre cechy są determinowane przez więcej niż jeden gen i dlatego są znane jako cechy poligeniczne . Niektóre geny znajdują się nachromosomy płcii nazywają się geny sprzężone z płcią . Istnieje wiele zaburzeń spowodowanych nieprawidłowymi genami powiązanymi z płcią, w tym hemofilią i ślepotą barw.
Zmienność pomaga przystosować się do zmieniających się sytuacji
Wariacja genetyczna to zmiana w genach występujących w organizmach w populacji. Ta zmienność zwykle występuje poprzez Mutacja DNA , przepływ genów (przenoszenie genów z jednej populacji do drugiej) i reprodukcja płciowa. W niestabilnych środowiskach populacje ze zmiennością genetyczną są zazwyczaj w stanie lepiej przystosować się do zmieniających się sytuacji niż te, które nie zawierają zmienności genetycznej.
Mutacje pochodzą z błędów oraz środowisko
A mutacja genów to zmiana w sekwencji nukleotydów w DNA. Ta zmiana może dotyczyć pojedynczej pary nukleotydów lub większych segmentów chromosomu. Zmiana sekwencji segmentów genów najczęściej skutkuje niedziałającymi białkami.
Niektóre mutacje mogą skutkować negatywnymi skutkami, podczas gdy inne mogą nie mieć negatywnego wpływu na jednostkę lub nawet przynieść korzyści. Jednak inne mutacje mogą skutkować unikalnymi cechami, takimi jak:dołeczki, piegi i wielobarwne oczy. Mutacje genów są najczęściej wynikiem czynników środowiskowych (chemikalia, promieniowanie, światło ultrafioletowe) lub błędów występujących podczas podziału komórki ( mitoza oraz mejoza ).