Gēni un ģenētiskā mantojums
Lielisks pārskats par to, kā tas viss darbojas
ASV Enerģētikas departamenta Zinātnes biroja Bioloģisko un vides pētījumu birojs
Gēni ir segmenti DNS atrodas uz hromosomas kas satur norādījumus par olbaltumvielu ražošanu. Zinātnieki lēš, ka cilvēkiem ir pat 25 000 gēnu. Gēni pastāv vairāk nekā vienā formā. Šīs alternatīvās formas sauc alēles un konkrētai pazīmei parasti ir divas alēles. Alēles nosaka atšķirīgas iezīmes, kuras var nodot no vecākiem uz pēcnācējiem. Gēnu pārnešanas procesu atklāja Gregors Mendelis un formulēts tā, kas ir pazīstams kā Mendeļa segregācijas likums .
Gēnu transkripcija
Gēni satur ģenētiskie kodi , vai nukleotīdu bāzu sekvences nukleīnskābes , ražošanai specifisku olbaltumvielas . DNS ietvertā informācija netiek tieši pārveidota par proteīniem, bet vispirms tā ir jātranskribē procesā, ko sauc DNS transkripcija . Šis process notiek iekšā kodols no mūsu šūnas . Faktiskā olbaltumvielu ražošana notiek citoplazma mūsu šūnām, izmantojot procesu, ko sauc tulkojums .
Transkripcijas faktori ir īpaši proteīni, kas nosaka, vai gēns tiek ieslēgts vai izslēgts. Šīs olbaltumvielas saistās ar DNS un vai nu palīdz transkripcijas procesā, vai kavē procesu. Transkripcijas faktori ir svarīgi šūnu diferenciācijai, jo tie nosaka, kuri gēni šūnā tiek ekspresēti. Gēni, kas izteikti a sarkano asins šūnu , piemēram, atšķiras no tiem, kas izteikti adzimumšūna.
Indivīda genotips
In diploīds organismi, alēles nāk pa pāriem. Viena alēle tiek mantota no tēva, bet otra no mātes. Alēles nosaka indivīdu genotips vai gēnu sastāvs. Genotipa alēļu kombinācija nosaka izteiktās pazīmes vai fenotips . Piemēram, genotips, kas rada taisnas matu līnijas fenotipu, atšķiras no genotipa, kas rada V formas matu līniju.
Pārmantots gan aseksuālās, gan seksuālās vairošanās ceļā.
Gēni tiek mantoti caur abiemaseksuāla vairošanāsunseksuālā reprodukcija. Bezdzimuma reprodukcijā iegūtie organismi ir ģenētiski identiski vienam vecākam. Šāda veida reprodukcijas piemēri ir pumpuru veidošanās, reģenerācija un partenoģenēze .
Gametes saplūst, lai izveidotu atsevišķu indivīdu
Seksuālā reprodukcija ietver gan vīriešu, gan sieviešu gēnu ieguldījumu gametas kas saplūst, veidojot atsevišķu indivīdu. Šo pēcnācēju pazīmes tiek pārnestas neatkarīgi viena no otras un var rasties no vairākiem mantojuma veidiem.
- In pilnīga dominēšana mantojuma gadījumā viena konkrēta gēna alēle ir dominējoša un pilnībā maskē otru gēna alēli.
- Nepilnīgā dominējošā stāvoklī neviena alēle nav pilnībā dominējoša pār otru, kā rezultātā veidojas fenotips, kas ir abu vecāku fenotipu sajaukums.
- Kopdominancē abas pazīmes alēles ir pilnībā izteiktas.
Dažas iezīmes, ko nosaka vairāk nekā viens gēns
Ne visas pazīmes nosaka viens gēns. Dažas pazīmes nosaka vairāk nekā viens gēns, un tāpēc tās sauc par poligēnas īpašības . Daži gēni atrodas uzdzimuma hromosomasun tiek saukti ar dzimumu saistīti gēni . Ir vairāki traucējumi, ko izraisa patoloģiski ar dzimumu saistīti gēni, tostarp hemofilija un krāsu aklums.
Variācijas palīdz pielāgoties mainīgajām situācijām
Ģenētiskā variācija ir izmaiņas gēnos, kas notiek populācijas organismos. Šī variācija parasti notiek caur DNS mutācija , gēnu plūsma (gēnu pārvietošanās no vienas populācijas uz citu) un seksuālā vairošanās. Nestabilā vidē populācijas ar ģenētiskām variācijām parasti spēj labāk pielāgoties mainīgajām situācijām nekā tās, kurās nav ģenētiskas variācijas.
Mutācijas rodas no kļūdām un vide
A gēnu mutācija ir izmaiņas DNS nukleotīdu secībā. Šīs izmaiņas var ietekmēt vienu nukleotīdu pāri vai lielākus hromosomas segmentus. Mainot gēnu segmentu sekvences, visbiežāk rodas nefunkcionējoši proteīni.
Dažas mutācijas var radīt negatīvu ietekmi, savukārt citām var nebūt negatīvas ietekmes uz indivīdu vai tās var pat dot labumu. Tomēr citas mutācijas var radīt unikālas iezīmes, piemēram,bedrītes, vasaras raibumi un daudzkrāsainas acis. Gēnu mutācijas visbiežāk rodas vides faktoru (ķimikāliju, starojuma, ultravioletā starojuma) vai kļūdu rezultātā, kas rodas šūnu dalīšanās laikā ( mitoze un mejoze ).