- Что такое гены?
- История генов
- Как работают гены?
- Типы генов
- Структура гена
- Генетические мутации
- Геном
- Генная инженерия и генная терапия
Мы объясняем, что такое гены, как они работают, какова их структура и как они классифицируются. Генетические манипуляции и мутации.
Что такое гены?
В биология, называется генами минимальной единицы генетической информации, содержащей ДНК Живое существо. Все гены вместе составляют геном, то есть генетическую информацию разновидность.
Каждый ген - это молекулярная единица, которая кодирует определенный функциональный продукт, такой как белок. В то же время он отвечает за передачу такой информации потомству организма, то есть отвечает за наследование.
Гены находятся в хромосомах (которые, в свою очередь, создают жизнь в основной из нашего клетки). Каждый ген занимает определенную позицию, называемую локус, вдоль гигантской последовательной цепочки, составляющей ДНК.
С другой стороны, ген - это не что иное, как короткий сегмент ДНК, который находится внутри хромосома всегда расположены в одном и том же месте, поскольку обычно встречаются парными парами (так называемые аллели). Это означает, что для каждого конкретного гена существует другая аллель, копия.
Последнее очень важно в наследование поскольку некоторые физические или физиологические черты могут быть доминирующими (они имеют тенденцию проявляться) или рецессивными (они не имеют тенденции проявляться). Первые настолько мощны, что для проявления достаточно одного гена из двух аллелей, в то время как вторые требуют, чтобы эти два аллеля были идентичны.
Тем не менее Генетическая информация Рецессивный ген может передаваться по наследству, поскольку человек, у которого нет определенного гена, тем не менее, может передать его своему потомству. Вот что происходит, когда у кого-то с темными глазами рождается ребенок со светлыми глазами, обычно похожий на одного из его бабушек и дедушек.
Как вы увидите, информация, содержащаяся в генах, может определять многие наши физические характеристики, такие как рост, цвет волос и др. Но это также может вызвать врожденные заболевания или дефекты, такие как трисомия 21 или синдром Дауна.
История генов
Отцом концепции наследования был австро-венгерский естествоиспытатель и монах Грегор Иоганн Мендель (1822–1884), который определил в своих исследованиях, что существует набор специфических черт, передаваемых от одного поколения к другому.
Их появление зависело от того, что он назвал «факторами», и от того, что мы знаем сегодня как гены. Мендель предположил, что эти факторы расположены линейно на хромосомах клеток, которые еще не были глубоко изучены.
Однако в 1950 г. способ и Структура ДНК, в его знаменитой двойной спирали. Таким образом, была навязана идея, что эти факторы, теперь называемые «генами», были не чем иным, как кодирующим фрагментом последовательности ДНК, результатом которого был синтез определенного полипептида, то есть фрагмента белка.
С этим открытием генетика и первые шаги к этому сделаны знание и манипулирование генетический код.
Как работают гены?
Гены действуют как шаблон или паттерн (согласно генетическому коду), который определяет тип молекулы и место, куда они должны пойти, чтобы составить макромолекула наделен определенными функциями внутри тела.
С этой точки зрения гены являются частью механизмов производства самой жизни. Это сложный и саморегулируемый процесс, поскольку различные сегменты самой ДНК действуют как сигналы для начала, конца, увеличения или подавления транскрипции содержимого генов.
Типы генов
Гены различаются в зависимости от их конкретной роли в синтезе белка, а именно:
- Структурные гены. Те, которые содержат кодирующую информацию, то есть то, что соответствует набору аминокислот для образования определенного белка.
- Регуляторные гены. Гены, в которых отсутствует кодирующая информация, но которые вместо этого выполняют регуляторные и упорядочивающие функции, тем самым определяя место начала и конца генетической транскрипции, или выполняют определенные роли во время генетической транскрипции. митоз и мейоз, или обозначая место, где они должны быть совмещены ферменты или другие белки во время синтеза.
Структура гена
С молекулярной точки зрения гены - это не что иное, как последовательность нуклеотидов, из которых состоит ДНК или РНК (аденин, гуанин, цитозин и тимин или урацил). Ваш конкретный заказ соответствует набор специфическая аминокислота, чтобы сформировать макромолекулу определенной функции (например, белки).
Однако гены состоят из двух частей с разными функциями, а именно:
- Экзоны. Область гена, содержащая кодирующую ДНК, то есть конкретную последовательность азотистых оснований, которая позволяет синтезировать белок.
- Интроны. Область гена, которая содержит некодирующую ДНК, то есть не содержит инструкций по синтезу белка.
Ген может иметь разное количество экзонов и интронов, а в некоторых случаях, как в ДНК организмов. прокариоты (конструктивно проще, чем у эукариоты), в генах отсутствуют интроны.
Генетические мутации
В процессе транскрипции генетической информации из ДНК и ее рекомпозиции в новый белок, а также на этапах дупликации и репликации ДНК в размножение клеток, возможно, хотя и не очень часто, ошибки.
Как следствие, одна аминокислота заменяет другую в белке, и в зависимости от типа замены и места в макромолекуле, где находится замещающая аминокислота, это может быть безвредной ошибкой или запускать болезни, недомогания или даже выгоды неожиданные. Эти типы спонтанных ошибок известны как мутации.
В мутации возникают спонтанно и играют важную роль в наследственности и эволюция. Мутация может дать виду идеальную черту адаптироваться лучше для окружающей среды, поэтому естественный отбор, или наоборот может придать ему неблагоприятный признак и привести к исчезновению.
Только эти положительные черты распространяются по всему виду, поскольку привилегированная особь воспроизводит больше, чем другие, в конечном итоге давая начало новому виду.
Геном
Геном - это совокупность всех генов, содержащихся в хромосомах, то есть совокупность генетической информации данного человека или вида.
Геном также является генотип, то есть невидимое и наследственное выражение, которое в значительной степени порождает физические и физиологические черты ( фенотип). Происхождение этого термина происходит от союза «гена» и «хромосомы».
В диплоидных (2n) клетках, то есть в которых есть пары гомологичных хромосом, весь геном организма находится в двух полных копиях, тогда как в гаплоидных (n) клетках обнаруживается только одна копия.
Последнее относится к гаметам или половым клеткам, которые обеспечивают половину генетической нагрузки нового физическое лицо, дополняя его гаметой другой гаметы (мужской и женской), чтобы построить новую генетически новую особь.
Генная инженерия и генная терапия
По мере того, как функционирование генов становится все более и более известным, геном целых видов был расшифрован, и стали доступны технологические инструменты для вмешательства в генетическую информацию.
В настоящее время родились новые биотехнологические возможности, такие как генная инженерия (или генетические манипуляции) и генная терапия, чтобы назвать два известных случая.
Генная инженерия преследует «программирование» организмы живые организмы, манипулируя (добавляя, удаляя и т. д.) их генетическим кодом. Для этого используется нанотехнологии или несколько вирус генетически модифицированный.
Таким образом, можно получить виды животные или овощи с желаемым фенотипом, в более экстремальном варианте селективного разведения (что мы делаем с домашние животные). Генная инженерия играет важную роль в пищевая промышленность, на сельское хозяйство, то разведение скота, и т.д.
Со своей стороны, генная терапия - это метод обратитесь к врачу по поводу неизлечимых заболеваний, таких как рак или наследственных заболеваний, таких как синдром Вискотта-Олдрича. Он заключается во встраивании элементов в геном человека непосредственно в его клетки или ткани.
Например, в случае опухолей "суицидальные" гены вводятся в аномальные клетки, что приводит к их распаду, в результате чего рак убивает себя по мере размножения. Однако этот метод все еще находится на экспериментальной и / или ранней стадии.