Of je nu algemene biologische wetenschappen, celbiologie of moleculaire biologie volgt, genetica is een belangrijk onderdeel van je studie.

Genetica bepaalt wie we zijn, wat we zijn en hoe we handelen op zowel menselijk als cellulair niveau.
De basis van genetica

Als u meer leert over moleculaire genetica, is het het beste om met de basis te beginnen. Wat is eigenlijk precies je genetische materiaal?

De tl; dr is dat DNA deoxyribonucleïnezuur is: een dubbel helixvormig molecuul bestaande uit twee complementaire DNA-strengen. DNA is een van de twee belangrijkste soorten nucleïnezuren die in de natuur voorkomen (de andere is RNA). Nucleïnezuren zijn gemaakt van subeenheden die nucleotiden worden genoemd. Elk nucleotide is gemaakt van een 5-koolstof ribosesuiker, een stikstofbase en een fosfaatmolecuul.

Vier soorten stikstofbasen vormen de nucleotiden van nucleïnezuren - adenine, thymine, guanine en cytosine - die uw genetische code. Je genetische materiaal ondergaat DNA-replicatie elke keer dat je cel deelt, zodat (vrijwel) elke cel in je lichaam een complete set genen heeft.
DNA en de genetische code organiseren

In eukaryoten is het DNA "packaged into large chromosomes.", 3, [[En voor mensen bevatten de meeste cellen twee sets van 23 chromosomen, voor in totaal 46 chromosomen. Twee van die chromosomen - het X- en Y-chromosoom - worden geslachtschromosomen genoemd. Ze bepalen uw geslacht en coderen ook voor specifieke kenmerken, seksegerelateerde kenmerken genoemd.

De genetische code is verdeeld in twee basiscategorieën. Een categorie is exons
, de coderende regio's die genen vormen. Deze worden getranscribeerd en vertaald om eiwitten te maken waarmee uw cellen kunnen functioneren.

De andere categorie van genetische code is introns
, die niet-coderende regio's zijn. Omdat ze niet coderen, creëren ze geen eiwitten. Introns spelen echter een belangrijke rol in uw DNA-functie, omdat ze de genactiviteit beïnvloeden - met andere woorden, hoeveel het gen wordt uitgedrukt
.
RNA en genetica

Terwijl uw DNA is misschien de blauwdruk van het leven, RNA - ook wel ribonucleïnezuur genoemd - is net zo belangrijk voor de moleculaire genetica. Net als DNA bestaat RNA uit nucleïnezuren, hoewel het uracil bevat in plaats van thymine. In tegenstelling tot DNA is het echter een enkelstrengs molecuul en heeft het niet dezelfde dubbele helixstructuur als uw DNA.

Er zijn verschillende soorten RNA in uw cellen en ze vervullen elk een verschillende rol . Messenger RNA, of mRNA, dient als een blauwdruk voor eiwitproductie. Ribosomaal RNA (rRNA) en transport-RNA (tRNA) spelen ook een sleutelrol bij de eiwitsynthese. En andere soorten RNA, zoals microRNA (miRNA) beïnvloeden hoe actief je genen zijn.
Genexpressie

Net zo belangrijk als de inhoud van je genen is hoe actief (of inactief) ze zijn - wat is waarom genexpressie belangrijk is. Genen worden tot expressie gebracht wanneer ze worden getranscribeerd en omgezet in eiwitten.

Het concept van genexpressie is terug te voeren op het centrale dogma van moleculaire genetica: dat de stroom van genetische informatie van DNA naar RNA gaat en uiteindelijk naar eiwit.

Dus hoe werkt het? De eerste stap in het proces is transcriptie
. Tijdens transcriptie gebruiken uw cellen uw DNA als een blauwdruk om een complementaire streng messenger RNA (mRNA) te creëren. Van daaruit ondergaat het mRNA een paar chemische modificaties - zoals het verwijderen van de introns - zodat het klaar is om te dienen als een blauwdruk voor eiwitsynthese.

De volgende stap in het proces is vertaling
. Tijdens de vertaling "lezen" uw cellen de mRNA-sjabloon en gebruiken deze als een gids om een polypeptide te maken - een streng aminozuren die uiteindelijk een functioneel eiwit wordt. Translatie berust op een tripletcode, waarbij drie nucleïnezuren in de mRNA-streng overeenkomen met één aminozuur. Door elke tripletcode te lezen (ook een codon genoemd), kunnen uw cellen er zeker van zijn dat ze op het juiste moment het juiste aminozuur toevoegen om een functioneel eiwit te maken.
De basisprincipes van erfelijkheid

U kent al genen worden doorgegeven van ouders op hun nakomelingen en gedeeld met familieleden - maar hoe werkt het precies?

Een deel ervan komt neer op genen en allelen. Hoewel alle mensen dezelfde set genen delen - dus iedereen heeft bijvoorbeeld genen die coderen voor haarkleur of oogkleur - is de inhoud
van die genen anders, daarom hebben sommige mensen blauwe ogen en sommige mensen hebben bruine.

Verschillende variaties op dezelfde genen worden allelen
genoemd. Verschillende allelen coderen voor enigszins verschillende eiwitten, die leiden tot verschillende waarneembare eigenschappen, die fenotypes worden genoemd.

Dus hoe leiden verschillende allelen tot verschillende waarneembare eigenschappen? Een deel ervan komt er op neer of een allel dominant of recessief is. Dominante allelen staan centraal - als u zelfs maar één dominant allel hebt, zult u het bijbehorende fenotype ontwikkelen. Recessieve allelen leiden niet zo gemakkelijk tot een fenotype - over het algemeen heb je twee exemplaren van een recessief allel nodig om het bijbehorende fenotype te zien.

Dus waarom zijn dominantie en recessiviteit belangrijk om te begrijpen? Ten eerste helpen ze je het fenotype te voorspellen - de waarneembare eigenschappen - die je in de volgende generatie zult zien. Wat meer is, je kunt waarschijnlijkheden gebruiken om zowel de genetische informatie als het fenotype van de volgende generatie nakomelingen te achterhalen, met behulp van een eenvoudig hulpmiddel genaamd een Punnet-vierkant.

Wat betreft wie erachter kwam de basis van dominante en recessieve genen? Je kunt Gregor Mendel bedanken, een geneticus die halverwege de 19e eeuw experimenten heeft uitgevoerd. Observerend hoe eigenschappen van generatie op generatie erwtplanten werden doorgegeven, werkte hij de theorie van dominante en recessieve eigenschappen uit - en creëerde in wezen de wetenschap van genetica.
Genetische mutaties en afwijkingen

De meeste inhoud van je genen worden doorgegeven van je ouders, maar je kunt ook je hele leven genetische mutaties ontwikkelen. Genetische mutaties kunnen van invloed zijn op uw algehele gezondheid als ze uiteindelijk een invloed hebben op de vertaling en de aminozuursequentie van het resulterende eiwit veranderen. Anderen kunnen grote delen van je DNA beïnvloeden.

Sommige genetische afwijkingen beïnvloeden zeer grote delen van DNA - een deel van een chromosoom of zelfs een volledig chromosoom. Chromosomale deleties leiden ertoe dat nakomelingen een volledig chromosoom missen, terwijl andere afwijkingen kunnen betekenen dat er teveel exemplaren van chromosomen worden geërfd.
Biotechnologie en genetische manipulatie

Dus nu begrijp je de basisprincipes van moleculaire genetica - nu, hoe werkt het van toepassing zijn op de wetenschap vandaag?

De waarheid is dat wetenschappers meer tools dan ooit hebben om zowel DNA te bestuderen als te manipuleren. En als je van plan bent wetenschap te gaan studeren aan een universiteit, kun je zelf een aantal genetische experimenten uitproberen.

Hoe beïnvloeden al die genetische instrumenten de echte wereld? Een van de grootste gevolgen van vooruitgang is de genetica is de impact op de menselijke gezondheid.

Dankzij het Human Genome Project kennen we nu de volgorde van menselijk DNA. En vervolgstudies hebben wetenschappers de mogelijkheid gegeven om genetische variatie en sporen van overerving te bestuderen om de menselijke geschiedenis te begrijpen.

Natuurlijk zijn genetische manipulatie en genetische modificatie ook belangrijk voor de agrarische industrie - en tenzij je ' heb onder een rots geleefd, je hebt op zijn minst een deel gehoord van de controverse rond genetisch gemodificeerde organismen of GGO's.

Genetische modificatie kan gewassen gemakkelijker laten groeien, en je zult vind GGO's in (bijna) elk verpakt voedsel dat je eet.

Zoals je misschien al geraden hebt, brengt de vooruitgang in de moleculaire biologie en genetische manipulatie ethische zorgen met zich mee. Kunnen bedrijven een patent op een menselijk gen 'bezitten'? Zijn er ethische problemen bij het maken en gebruiken van genetisch gemodificeerde gewassen, vooral zonder ze in de supermarkt te labelen?

Kunnen vrijwillige genetische tests, zoals voorouders, uw privacy in gevaar brengen?