• Was sind Gene?
• Gene Geschichte
• Wie funktionieren Gene?
• Gentypen
• Struktur eines Gens
• Genetische Mutationen
• Genom
• Gentechnik und Gentherapie

Wir erklären, was Gene sind, wie sie funktionieren, wie sie aufgebaut sind und wie sie klassifiziert werden. Genmanipulation und Mutationen.

Ein Gen ist ein DNA-Stück, das für ein bestimmtes funktionelles Produkt kodiert.

Was sind Gene?

In Biologie, ist bekannt als Gene für die kleinste Einheit der genetischen Information, die die DNA von a . enthält Lebewesen. Alle Gene zusammen bilden das Genom, d. h. die genetische Information des Spezies.

Jedes Gen ist eine molekulare Einheit, die ein bestimmtes funktionelles Produkt kodiert, wie z Protein. Gleichzeitig ist es für die Weitergabe solcher Informationen an die Nachkommen des Organismus verantwortlich, dh für die Vererbung.

Gene befinden sich innerhalb der Chromosomen (die wiederum das Leben in den Ader unserer Zellen). Jedes Gen nimmt eine bestimmte Position ein, genannt Ort, entlang der gigantischen sequentiellen Kette, aus der die DNA.

Anders betrachtet ist ein Gen nichts anderes als ein kurzer DNA-Abschnitt, der sich innerhalb der Chromosom befinden sich immer an der gleichen Stelle, da sie meist paarweise vorkommen (sogenannte Allele). Das bedeutet, dass es für jedes spezifische Gen ein weiteres Allel gibt, eine Kopie.

Letzteres ist sehr wichtig in Nachlass da einige der physischen oder physiologischen Merkmale dominant (sie neigen dazu, sich zu manifestieren) oder rezessiv (sie neigen dazu, sich nicht zu manifestieren) sein können. Erstere sind so stark, dass ein Gen der beiden Allele ausreicht, um sich zu manifestieren, während letztere erfordern, dass die beiden Allele identisch sind, um sich zu manifestieren.

Allerdings ist die Genetische Information Rezessiv kann vererbt werden, da eine Person, die ein bestimmtes Gen nicht manifestiert, es dennoch an seine Nachkommen weitergeben kann. Das passiert, wenn jemand mit dunklen Augen ein Kind mit hellen Augen hat, normalerweise wie einer seiner Großeltern.

Wie Sie sehen werden, können die in den Genen enthaltenen Informationen viele unserer körperlichen Merkmale bestimmen, wie Größe, Farbe von Haaren usw. Es kann aber auch angeborene Erkrankungen oder Defekte wie Trisomie 21 oder das Down-Syndrom verursachen.

Gene Geschichte

Mendel leitete die Existenz von Genen aus seinen Experimenten mit Pflanzen ab.

Der Vater des Erbschaftsbegriffs war der österreichisch-ungarische Naturforscher und Mönch Gregor Johann Mendel (1822-1884), der in seinen Studien feststellte, dass es eine Reihe spezifischer Merkmale gibt, die von einer Generation zur anderen vererbt werden können.

Ihr Aussehen hing von dem ab, was er "Faktoren" nannte und was wir heute als Gene kennen. Mendel nahm an, dass diese Faktoren auf den Chromosomen von Zellen, die noch nicht eingehend untersucht wurden, linear angeordnet sind.

Aber im Jahr 1950 der Weg und DNA-Struktur, in seiner berühmten Doppelhelix. So wurde die Idee auferlegt, dass diese Faktoren, die heute als "Gene" bezeichnet werden, nichts anderes als ein kodierendes Fragment der DNA-Sequenz seien, das zur Synthese eines spezifischen Polypeptids, dh eines Proteinfragments, führte.

Mit dieser Entdeckung Genetik und die ersten Schritte dazu sind getan Wissen und die Manipulation von genetischer Code.

Wie funktionieren Gene?

Gene fungieren als Vorlage oder Muster (entsprechend dem genetischen Code), das die Art von . bestimmt Moleküle und der Ort, an den sie gehen sollten, um a . zu komponieren Makromolekül mit spezifischen Funktionen im Körper ausgestattet.

So gesehen sind Gene Teil der Herstellungsmechanismen des Lebens selbst. Es ist ein komplexer und selbstregulierender Prozess, da verschiedene Abschnitte der DNA selbst als Signale für den Beginn, das Ende, die Erhöhung oder das Stilllegen der Transkription des Inhalts von Genen fungieren.

Gentypen

Gene unterscheiden sich nach ihrer spezifischen Rolle bei der Proteinsynthese wie folgt:

• Strukturelle Gene. Diejenigen, die die kodierenden Informationen enthalten, d. h. diejenigen, die dem Satz von Aminosäuren entsprechen, um ein spezifisches Protein zu bilden.
• Regulatorische Gene. Gene, denen kodierende Informationen fehlen, die aber regulatorische und ordnende Funktionen erfüllen, also den Ort von Beginn und Ende der genetischen Transkription bestimmen oder bestimmte Rollen während der genetischen Transkription erfüllen. Mitose und das Meiose, oder den Ort bezeichnen, an dem sie kombiniert werden sollen Enzyme oder andere Proteine ​​während der Synthese.

Struktur eines Gens

Gene sind aus molekularer Sicht kaum mehr als eine Sequenz von Nukleotiden, aus denen die DNA besteht oder RNA (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin oder Uracil). Ihre konkrete Bestellung entspricht a einstellen spezifische Aminosäure, um ein Makromolekül mit spezifischer Funktion zu bilden (z. B. Proteine).

Gene bestehen jedoch aus zwei Teilen mit unterschiedlichen Funktionen, nämlich:

• Exons. Die Region des Gens, die die kodierende DNA enthält, d. h. die spezifische Sequenz von stickstoffhaltigen Basen, die die Synthese eines Proteins ermöglichen.
• Introns. Die Region des Gens, die nicht-kodierende DNA enthält, dh die keine Anweisungen für die Proteinsynthese enthält.

Ein Gen kann eine unterschiedliche Anzahl von Exons und Introns haben, und in einigen Fällen, wie in der DNA von Organismen Prokaryoten (strukturell einfacher als die des Eukaryoten), Genen fehlen Introns.

Genetische Mutationen

Der weiße Löwe ist das Ergebnis einer genetischen Mutation des afrikanischen Löwen.

Während des Prozesses der Transkription der genetischen Information von der DNA und ihrer Neuzusammensetzung in ein neues Protein oder auch während der Stadien der Duplikation und Replikation der DNA im Zellreproduktion, ist es möglich, wenn auch nicht sehr häufig, dass Fehler auftreten.

In der Folge ersetzt eine Aminosäure eine andere innerhalb eines Proteins und je nach Art der Substitution und der Stelle im Makromolekül, an der sich die Ersatzaminosäure befindet, kann dies ein harmloser Fehler sein oder Krankheiten, Beschwerden oder sogar auslösen Vorteile unerwartet. Diese Arten von spontanen Fehlern werden als Mutationen bezeichnet.

Der Mutationen treten spontan auf und spielen eine wichtige Rolle bei der Vererbung und Evolution. Eine Mutation kann einer Art ein ideales Merkmal verleihen sich anpassen besser zu seiner Umwelt und wird dadurch von den natürliche Auslese, oder im Gegenteil, es kann ihm eine ungünstige Eigenschaft verleihen und zum Aussterben führen.

Nur diese positiven Eigenschaften breiten sich innerhalb der Art aus, da sich das bevorzugte Individuum mehr als andere reproduziert, was schließlich zu einer neuen Art führt.

Genom

Das Genom ist die Gesamtheit aller in den Chromosomen enthaltenen Gene, d. h. die Gesamtheit der genetischen Information eines bestimmten Individuums oder einer bestimmten Art.

Das Genom ist auch das Genotyp, d. h. der unsichtbare und erbliche Ausdruck, der weitgehend physische und physiologische Merkmale hervorbringt (der Phänotyp). Der Begriff stammt aus der Vereinigung von „Gen“ und „Chromosom“.

In diploiden (2n) Zellen, dh in denen homologe Chromosomenpaare vorhanden sind, liegt das gesamte Genom des Organismus in zwei ganzen Kopien vor, während in haploiden (n) Zellen nur eine Kopie vorkommt.

Letzteres ist bei Gameten oder Geschlechtszellen der Fall, die die Hälfte der genetischen Last eines Neugeborenen liefern Individuell, indem es mit dem der anderen Gameten (männlich und weiblich) vervollständigt wird, um ein neues genetisch neues Individuum zu bilden.

Gentechnik und Gentherapie

Genmanipulation wird in der Medizin und in der Landwirtschaft eingesetzt.

Da die Funktionsweise von Genen immer bekannter wurde, wurde das Genom ganzer Arten entschlüsselt und es stehen die technologischen Werkzeuge zur Verfügung, um in die genetische Information einzugreifen.

Derzeit sind neue biotechnologische Optionen entstanden, wie Gentechnik (oder Genmanipulation) und Gentherapie, um zwei berühmte Fälle zu nennen.

Gentechnik verfolgt die "Programmierung" von Organismen lebende Organismen durch Manipulation (Hinzufügen, Löschen usw.) ihres genetischen Codes. Dafür wird es verwendet Nanotechnologie oder einige Virus genetisch manipuliert.

So ist es möglich, Arten zu erhalten Tiere oder Gemüse mit einem gewünschten Phänotyp, in einer extremeren Version der selektiven Züchtung (die wir mit Haustiere). Gentechnik spielt eine wichtige Rolle in der Nahrungsmittelindustrie, auf der Landwirtschaft, das Viehzucht, etc.

Gentherapie ist ihrerseits ein Methode Arzt für unheilbare Krankheiten wie Krebs oder Erbkrankheiten wie das Wiskott-Aldrich-Syndrom angreifen. Es besteht aus dem Einfügen von Elementen in das Genom eines Individuums, direkt in seine Zellen oder Gewebe.

Im Fall von Tumoren werden zum Beispiel "Selbstmord"-Gene in abnormale Zellen eingeführt, die sie dazu bringen, sich selbst aufzulösen, wodurch der Krebs bei der Fortpflanzung sich selbst abtötet. Diese Technik befindet sich jedoch noch im experimentellen und/oder frühen Stadium.