genai

Biologas

2022

Mes paaiškiname, kas yra genai, kaip jie veikia, kokia jų struktūra ir kaip jie klasifikuojami. Genetinės manipuliacijos ir mutacijos.

Genas yra DNR dalis, koduojanti konkretų funkcinį produktą.

Kas yra genai?

Į biologija, yra žinomas kaip genai iki minimalaus genetinės informacijos vieneto, kuriame yra a DNR Gyva būtybė. Visi genai kartu sudaro genomą, tai yra, genetinę informaciją rūšių.

Kiekvienas genas yra molekulinis vienetas, koduojantis konkretų funkcinį produktą, pvz., a baltymas. Tuo pačiu ji yra atsakinga už tokios informacijos perdavimą organizmo palikuonims, tai yra, yra atsakinga už paveldėjimą.

Genai randami chromosomose (kurie savo ruožtu skatina gyvybę šerdis mūsų ląstelės). Kiekvienas genas užima tam tikrą vietą, vadinamą lokusas, išilgai milžiniškos nuoseklios grandinės, kuri sudaro DNR.

Žvelgiant kitu būdu, genas yra ne kas kita, kaip trumpas DNR segmentas, randamas viduje chromosoma visada yra toje pačioje vietoje, nes dažniausiai būna poromis (žinoma kaip aleliai). Tai reiškia, kad kiekvienam konkrečiam genui yra kitas alelis, kopija.

Pastarasis yra labai svarbus paveldėjimo kadangi kai kurie fiziniai ar fiziologiniai bruožai gali būti dominuojantys (jie linkę reikštis) arba recesyviniai (nelinkę reikštis). Pirmieji yra tokie galingi, kad pasireikštų pakanka vieno geno iš dviejų alelių, o antriesiems reikia, kad du aleliai būtų identiški, kad pasireikštų.

Tačiau, Genetinė informacija Recesyvinis gali būti paveldimas, nes asmuo, kuris nepasireiškia konkretaus geno, vis tiek gali jį perduoti savo palikuonims. Taip atsitinka, kai tamsių akių žmogus turi vaiką šviesiomis akimis, paprastai kaip vienas iš jo senelių.

Kaip pamatysite, genuose esanti informacija gali nulemti daugelį mūsų fizinių savybių, tokių kaip ūgis, spalva plaukų ir kt. Tačiau tai taip pat gali sukelti įgimtas ligas ar defektus, pvz., 21 trisomiją arba Dauno sindromą.

Genų istorija

Mendelis genų egzistavimą padarė iš savo eksperimentų su augalais.

Paveldėjimo sampratos tėvas buvo Austrijos-Vengrijos gamtininkas ir vienuolis Gregoras Johanas Mendelis (1822-1884), kuris savo studijose nustatė, kad egzistuoja specifinių bruožų rinkinys, paveldimas iš kartos į kartą.

Jų išvaizda priklausė nuo to, ką jis pavadino „veiksniais“ ir ką šiandien žinome kaip genus. Mendelis manė, kad šie veiksniai buvo tiesiškai išsidėstę ląstelių chromosomose, kurios dar nebuvo nuodugniai ištirtos.

Tačiau 1950 metais būdas ir DNR struktūra, savo garsiojoje dviguboje spiralė. Taip buvo primesta mintis, kad šie veiksniai, dabar vadinami „genais“, yra ne kas kita, kaip koduojantis DNR sekos fragmentas, kurio rezultatas buvo specifinio polipeptido, tai yra baltymo fragmento, sintezė.

Su šiuo atradimu genetika ir žengiami pirmieji žingsniai jos link žinių ir manipuliavimas genetinis kodas.

Kaip veikia genai?

Genai veikia kaip šablonas arba modelis (pagal genetinį kodą), kuris lemia tipą molekules ir vieta, kur jie turėtų eiti, kad sudarytų a makromolekulė turi specifines funkcijas organizme.

Taip žiūrint, genai yra pačios gyvybės gamybos mechanizmų dalis. Tai sudėtingas ir savaime reguliuojamas procesas, nes įvairūs pačios DNR segmentai veikia kaip signalai apie genų turinio transkripcijos pradžią, pabaigą, padidinimą ar nutildymą.

Genų tipai

Genai skiriasi pagal savo specifinį vaidmenį baltymų sintezėje:

  • Struktūriniai genai. Tie, kuriuose yra kodavimo informacija, ty tai, kas atitinka aminorūgščių rinkinį, kad susidarytų konkretus baltymas.
  • Reguliavimo genai. Genai, kuriems trūksta kodavimo informacijos, bet kurie atlieka reguliavimo ir užsakymo funkcijas, taip nustatydami genetinės transkripcijos pradžios ir pabaigos vietą arba atlieka specifinius vaidmenis genetinės transkripcijos metu. mitozė ir mejozė, arba žyminčią vietą, kur jie turėtų būti sujungti fermentai arba kiti baltymai sintezės metu.

Geno struktūra

Molekuliniu požiūriu genai yra šiek tiek daugiau nei nukleotidų seka, sudaranti DNR arba RNR (adeninas, guaninas, citozinas ir timinas arba uracilas). Jūsų konkretus užsakymas atitinka a rinkinys specifinės aminorūgšties, kad susidarytų specifinės funkcijos makromolekulė (pavyzdžiui, baltymai).

Tačiau genai susideda iš dviejų dalių, turinčių skirtingas funkcijas, kurios yra:

  • Egzonai. Geno sritis, kurioje yra koduojanti DNR, tai yra specifinė azoto bazių seka, leidžianti sintetinti baltymą.
  • Intronai. Geno sritis, kurioje yra nekoduojanti DNR, tai yra, kurioje nėra baltymų sintezės nurodymų.

Genas gali turėti skirtingą egzonų ir intronų skaičių, o kai kuriais atvejais, kaip ir organizmų DNR prokariotai (struktūriškai paprastesnis nei eukariotų), genams trūksta intronų.

Genetinės mutacijos

Baltasis liūtas yra Afrikos liūto genetinės mutacijos rezultatas.

Genetinės informacijos transkripcijos iš DNR ir jos perkomponavimo į naują baltymą metu, taip pat DNR dubliavimosi ir replikacijos stadijose ląstelių dauginimasis, gali atsirasti klaidų, nors ir nelabai dažnai.

Dėl to viena aminorūgštis baltyme pakeičia kitą ir, priklausomai nuo pakeitimo tipo ir vietos makromolekulėje, kurioje yra pakaitinė aminorūgštis, tai gali būti nekenksminga klaida arba gali sukelti ligas, negalavimus ar net netikėta nauda. Tokio tipo spontaniškos klaidos yra žinomos kaip mutacijos.

The mutacijos atsiranda spontaniškai ir vaidina svarbų vaidmenį paveldimumo ir evoliucija. Mutacija gali suteikti rūšiai idealų bruožą prisitaikyti geriau savo aplinkai, todėl yra palankesnis natūrali atranka, arba, priešingai, gali suteikti jam nepalankų bruožą ir privesti prie išnykimo.

Tik tie teigiami bruožai plinta visoje rūšyje, nes palankus individas dauginasi daugiau nei kiti, galiausiai sukuriant naują rūšį.

Genomas

Genomas yra visų chromosomose esančių genų rinkinys, tai yra tam tikro individo ar rūšies genetinės informacijos visuma.

Genomas taip pat yra genotipas, tai yra nematoma ir paveldima išraiška, kuri daugiausia sukelia fizinius ir fiziologinius bruožus ( fenotipas). Šio termino kilmė kilusi iš „geno“ ir „chromosomos“ sąjungos.

Diploidinėse (2n) ląstelėse, tai yra, kuriose yra homologinių chromosomų poros, visas organizmo genomas randamas dviem ištisomis kopijomis, o haploidinėse (n) ląstelėse randama tik viena kopija.

Pastarasis yra lytinių ląstelių arba lytinių ląstelių, kurios suteikia pusę naujos genetinės apkrovos, atveju individualus, papildydami jį kitos gametos (patino ir patelės) lytinėmis ląstelėmis, kad sukurtų naują genetiškai naują individą.

Genų inžinerija ir genų terapija

Genetinės manipuliacijos naudojamos medicinoje ir žemės ūkio pramonėje.

Kadangi genų veikimas tampa vis labiau žinomas, iššifruotas ištisų rūšių genomas ir yra prieinamos technologinės priemonės įsikišti į genetinę informaciją.

Šiuo metu gimsta naujos biotechnologinės galimybės, tokios kaip genų inžinerija (arba genetinė manipuliacija) ir genų terapija, kad būtų galima pavadinti du garsius atvejus.

Genų inžinerija siekia „programuoti“. organizmai gyvus organizmus manipuliuojant (pridedant, ištrinant ir pan.) jų genetinį kodą. Tam jis naudojamas nanotechnologijos arba kai kurie virusas genetiškai manipuliuojama.

Taigi galima gauti rūšių gyvūnai arba daržovės su norimu fenotipu, ekstremalesnėje selektyvaus veisimo versijoje (taip mes darome Naminiai gyvūnai). Genų inžinerija vaidina svarbų vaidmenį maisto pramone, ant ūkininkavimas, galvijų auginimasir kt.

Savo ruožtu genų terapija yra a metodas užpuola gydytoją dėl nepagydomų ligų, tokių kaip vėžys ar paveldimos ligos, pvz., Wiskott-Aldrich sindromas. Jį sudaro elementų įterpimas į individo genomą tiesiai į jo ląsteles ar audinius.

Pavyzdžiui, auglių atveju „savižudybės“ genai įvedami į nenormalias ląsteles, dėl kurių jos pačios suyra, todėl vėžys daugindamasis nusižudo. Tačiau ši technika vis dar yra eksperimentinėje ir (arba) ankstyvoje stadijoje.

!-- GDPR -->