Gener og genetisk arv

Flott oversikt over hvordan det hele fungerer

Office of Biological and Environmental Research ved U.S. Department of Energy Office of Science

Gener er segmenter av DNA lokalisert på kromosomer som inneholder instruksjoner for proteinproduksjon. Forskere anslår at mennesker har så mange som 25 000 gener. Gener finnes i mer enn én form. Disse alternative formene kalles alleler og det er typisk to alleler for en gitt egenskap. Alleler bestemmer distinkte egenskaper som kan overføres fra foreldre til avkom. Prosessen der gener overføres ble oppdaget av Gregor Mendel og formulert i det som er kjent som Mendels lov om segregering .

Gentranskripsjon

Gener inneholder genetiske koder , eller sekvenser av nukleotidbaser i nukleinsyrer , for produksjon av spesifikke proteiner . Informasjonen i DNA blir ikke direkte omdannet til proteiner, men må først transkriberes i en prosess som kalles DNA-transkripsjon . Denne prosessen foregår innenfor cellekjernen av vår celler . Faktisk proteinproduksjon finner sted i cytoplasma av cellene våre gjennom en prosess som kalles oversettelse .

Transkripsjonsfaktorer er spesielle proteiner som bestemmer om et gen blir slått på eller av. Disse proteinene binder seg til DNA og hjelper enten i transkripsjonsprosessen eller hemmer prosessen. Transkripsjonsfaktorer er viktige for celledifferensiering da de bestemmer hvilke gener i en celle som uttrykkes. Genene uttrykt i en rød blodcelle for eksempel skiller seg fra de som er uttrykt i akjønnscelle.

Et individs genotype

I diploid organismer, alleler kommer i par. Det ene allelet er arvet fra faren og det andre fra moren. Alleler bestemmer et individs genotype eller gensammensetning. Allelkombinasjonen av genotypen bestemmer egenskapene som uttrykkes eller fenotype . En genotype som produserer fenotypen til en rett hårlinje, for eksempel, skiller seg fra genotypen som resulterer i en V-formet hårlinje.

Arvet gjennom både aseksuell og seksuell reproduksjon.

Gener arves gjennom beggeaseksuell reproduksjonogseksuell reproduksjon. Ved aseksuell reproduksjon er resulterende organismer genetisk identiske med en enslig forelder. Eksempler på denne typen reproduksjon inkluderer spiring, regenerering og partenogenese .

Gameter smelter sammen for å danne et distinkt individ

Seksuell reproduksjon innebærer bidrag fra gener fra både mannlige og kvinnelige kjønnsceller som smelter sammen for å danne et distinkt individ. Egenskapene som vises hos disse avkommet overføres uavhengig av hverandre og kan skyldes flere typer arv.

• I fullstendig dominans arv, en allel for et bestemt gen er dominant og maskerer fullstendig den andre allelen for genet.
• Ved ufullstendig dominans er ingen av allelene fullstendig dominerende over den andre, noe som resulterer i en fenotype som er en blanding av begge foreldrefenotyper.
• Ved co-dominans er begge allelene for en egenskap fullt ut uttrykt.

Noen egenskaper bestemt av mer enn ett gen

Ikke alle egenskaper bestemmes av et enkelt gen. Noen egenskaper bestemmes av mer enn ett gen og er derfor kjent som polygene egenskaper . Noen gener er plassert påkjønnskromosomerog blir kalt kjønnsbundne gener . Det er en rekke lidelser som er forårsaket av unormale kjønnsbundne gener, inkludert hemofili og fargeblindhet.

Variasjon hjelper til med å tilpasse seg endrede situasjoner

Genetisk variasjon er en endring i genene som forekommer i organismer i en populasjon. Denne variasjonen skjer vanligvis gjennom DNA-mutasjon , genflyt (flytting av gener fra en populasjon til en annen) og seksuell reproduksjon. I ustabile miljøer er populasjoner med genetisk variasjon typisk i stand til å tilpasse seg endrede situasjoner bedre enn de som ikke inneholder genetisk variasjon.

Mutasjoner er fra feil og miljøet

EN genmutasjon er en endring i sekvensen av nukleotider i DNA. Denne endringen kan påvirke et enkelt nukleotidpar eller større segmenter av et kromosom. Endring av gensegmentsekvenser resulterer oftest i ikke-fungerende proteiner.

Noen mutasjoner kan føre til negative effekter, mens andre kanskje ikke har noen negativ innvirkning på eller til og med kan være til fordel for et individ. Likevel kan andre mutasjoner resultere i unike egenskaper som f.eksgroper, fregner og flerfargede øyne. Genmutasjoner er oftest et resultat av miljøfaktorer (kjemikalier, stråling, ultrafiolett lys) eller feil som oppstår under celledeling ( mitose og meiose ).