Dosbarthiad genynnau - strwythurol a swyddogaethol

GMOs, diagnosteg amenedigol, dadgodio DNA, clonio - mae llawer o dechnolegau o'r presennol a'r dyfodol yn gysylltiedig â'r wyddoniaeth hon. Roedd dosbarthiad genynnau yn ei gwneud hi'n bosibl astudio eu swyddogaethau a phosibiliadau newid. Felly, beth sy'n hysbys amdanynt heddiw?

Genynnau

Mae pob cell o unrhyw organeb byw yn cynnwys yr holl wybodaeth amdano. Mewn theori, dylai hyn fod yn ddigon i atgynhyrchu ei union gopi. A diolch i DNA, sydd mewn gwirionedd yn basport genetig. Ar ôl cael ei samplau, gallwch ddod â rhywogaethau a phlanhigion hir- ddiflannu i ben a stopio difodiad y rhai sydd dan fygythiad.

Mae genyn yn uned elfennol o ddeunydd etifeddol. Fe'uchwanegir at rai rhannau mwy, ac maent, yn eu tro, yn ffurfio moleciwlau DNA. Mewn gwirionedd, mae pob rhan ohoni yn elfen o god ar ffurf dilyniant o niwcleotidau, lle mae pob gwybodaeth am y corff wedi'i amgryptio. Ac mae'r wyddoniaeth sy'n astudio'r hyn y mae'r wybodaeth hon, beth yw swyddogaethau'r unedau unigol, beth yw dosbarthiad strwythurol a swyddogaethol genynnau a materion cysylltiedig eraill, yn gymharol ifanc, ond mae eisoes wedi profi ei anghenraid ac yn dangos potensial gwych.

Dysgu

Mae'r ffaith bod plant yn etifeddu rhai nodweddion o'u rhieni a bod perthnasau mwy pell wedi bod yn hysbys ers tro. Fodd bynnag, ers amser maith, roedd yn gwbl aneglur beth yw'r mecanwaith ar gyfer cyfleu gwybodaeth am ymddangosiad, natur, salwch gan rieni i blant, wyrion a gweddilliaid yn y dyfodol. Ar hyn o bryd mae'n werth sôn am y Mendel enwog, a luniodd gyfreithiau etifeddiaeth rhai nodweddion, er nad oedd yn gwybod sut mae hyn yn digwydd.

Mae datblygiad blaengar wrth astudio genynnau wedi dod yn fater o amser ers ymddangosiad microsgopau. Cafodd y celloedd eu canfod niwclei, lle roedd y ddynoliaeth yn gallu edrych trwy ychydig dwsin o flynyddoedd. Y peth mwyaf diddorol yw bod y darganfyddiad am gyfnod hir yn y gwyddonwyr yn llythrennol dan eu trwynau, ond nid oeddent yn sylwi arno yn gyson.

Y ffaith yw bod DNA wedi'i ynysu gyntaf ym 1868. Ond hyd at ddechrau'r 20fed ganrif, roedd llawer o fiolegwyr yn siŵr bod gan y sylwedd hwn y swyddogaeth o gasglu ffosfforws yn y corff, ac nid yw'n chwarae rôl ystorfa o wybodaeth wedi'i chodio amdano. Tua canol y ganrif, cynhaliwyd rhai arbrofion, a phrofodd mai prif bwrpas DNA ydyw. Ond roedd y dull trosglwyddo a strwythur y sylwedd yn dal i fod yn anhysbys.

Decodio'r genome

Yn seiliedig ar ymchwil Maurice Wilkins a Rosalind Franklin yn 1953, awgrymodd Francis Crick a James Watson fod DNA yn helix dwbl. Yn ddiweddarach, profwyd y rhagdybiaeth hon, a chafodd gwyddonwyr y Wobr Nobel amdano.

Nawr roedd y wyddoniaeth yn wynebu'r dasg o ddatgan y flwyddyn genetig, a fyddai'n caniatáu ateb nifer o gwestiynau. Ac yma, nid yn unig fiolegwyr, ond hefyd daeth ffisegwyr â mathemategwyr i'r mater. Roedd y dull codio yn parhau i fod yn ddirgelwch am ddeg mlynedd, roedd yn amlwg mai dim ond ei fod yn drydled, hynny yw, mae'n cynnwys tair cydran niwcleotid. Ym 1965, dechreuodd ddeall ystyr yr holl unedau, a elwir yn codonau. Cafodd y cipher ei hacio.

Fodd bynnag, nid yw hyn yn golygu nad oes unrhyw ffactorau ar ôl i wyddonwyr. Mae astudiaethau'n parhau i barhau, ond mae dosbarthiad genynnau a'u hastudiaeth wedi rhoi mwy o wybodaeth ar natur rhai clefydau a'r ffyrdd y maent yn cael eu trin. Nawr gall pobl sy'n rhoi gwaed ddarganfod pa glefydau y maent yn eu hwynebu, p'un a yw'r risg yn uchel i etifeddu y rhain neu broblemau iechyd eraill gan eu rhieni a'u trosglwyddo i blant. Mae hyn wedi cyfrannu at gynnydd difrifol mewn llawer o feysydd meddygaeth.

Swyddogaethau'r genyn

Pan oedd penodiad DNA yn amlwg, roedd gan wyddonwyr ddiddordeb yn y cwestiwn o ba fath o ystyr sydd gan bob uned god, yr hyn y mae'n ei ateb, pa brosesau yn y corff y mae'n ei sbarduno. Ac ers sawl degawd mae llawer o ymchwilwyr wedi bod yn chwilio am atebion. Am y tro hwn, daeth yn amlwg, yn gyntaf, nad yw'r genyn yn uned annatod o wybodaeth etifeddol, ac yn ail, bod angen ychwanegu at y cyfarpar cysyniadol o wyddonwyr yn ychwanegol.

Cyflwynwyd ychydig o dermau mwy, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl adlewyrchu'n llawn y prosesau a welir yn ymarferol ar lafar. Ond roedd swyddogaethau'r genyn i gyd yn parhau mewn ffurfiad rhy amwys - synthesis proteinau a polypeptidau. Mae pob safle DNA yn gyfrifol am ei sylwedd penodol, a sut mae hyn yn effeithio ar y corff, yn y rhan fwyaf o achosion mae'n anodd ei ddweud. Nid yw ymchwilwyr eto wedi gweithio'n galed i ddweud bod y genynnau hyn, neu genynnau eraill, er enghraifft, yn gyfrifol am liw llygad, croen da a rhai nodweddion y galon. Mae popeth yn gymhleth gan rai eiddo DNA.

Dosbarthiadau

Yn amlwg, mae pob uned o DNA yn cyflawni rhai tasgau penodol, er nad ydynt yn hysbys i ddynoliaeth eto. Gan fynd rhagddo o'r rhagdybiaeth hon, mae dosbarthiad gweithredol strwythurol modern o genynnau wedi datblygu. Fe'i defnyddir yn amlach, ond mae eraill, yn fwy cul yn arbenigol ac yn ystyried rhai eiddo penodol y rhai hynny neu rannau eraill o DNA. Yn gyffredinol, deallir y dosbarthiad hwn o enynnau: strwythurol a rheoleiddio (swyddogaethol). Gellir rhannu pob un o'r mathau hyn, yn ei dro, yn grwpiau. Er enghraifft, ymhlith y rheoleiddwyr mae yna addasyddion, atalyddion, atalyddion, ac ati.

Hefyd, rhannu'r genynnau yn ôl y maen prawf dylanwad ar hyfywedd, gan awgrymu unedau marwol, lled-marwol a niwtral.

Prif wahaniaethau

Ystyriwyd ychydig yn uwch y dosbarthiad genynnau a dderbynnir yn gyffredinol. Mae rhannau strwythurol a swyddogaethol DNA, yn ôl iddi, yn gwrthwynebu ei gilydd, ond mewn gwirionedd mae popeth yn hollol wahanol. Ni allant weithio ar wahân, ac mae pob un o'r grwpiau hyn yn bwysig yn ei ffordd ei hun.

Mae genynnau strwythurol yn gyfrifol am synthesis uniongyrchol o broteinau sylfaenol ac asidau amino. Mae rheoleiddwyr hefyd yn effeithio ar eu gwaith, yn rheoli eu cynhwysiant a'u diheintio yn y broses o ddatblygu'r organeb, a hefyd yn creu sylweddau ategol eraill. Oherwydd natur eu heffaith ar y rhan adeileddol, maent wedi'u rhannu'n atalyddion, atalyddion, dwysyddion a newidyddion. Mae eu gweithgaredd yn caniatáu i chi gyflymu neu arafu datblygiad rhai nodweddion.

Eiddo

Mae gan bob uned o DNA nifer o nodweddion sy'n caniatáu mewn moleciwl protein cymharol fach i amgodio'r holl wybodaeth am y corff:

1. Disgyblaeth. Mae pob genyn yn gweithredu fel uned annibynnol.
2. Sefydlogrwydd. Os nad oes treigladau yn bresennol, mae rhai rhannau eraill o'r DNA yn cael eu trosglwyddo i genedlaethau'r dyfodol mewn ffurf heb ei newid.
3. Penodoldeb. Mae pob genyn yn gweithredu ar ddatblygu nodwedd benodol.
4. Y dos. Mae newid yn y swm o genyn yn y corff yn arwain at aflonyddwch (er enghraifft, syndrom Down - cynnydd yn nifer y cromosomau).
5. Pleiotropia. Gallu un gen i hyrwyddo datblygiad nifer o nodweddion.

Dal i ddysgu llawer. Oes, mae gwyddonwyr wedi cyflawni llawer trwy ddarllen DNA, mae dealltwriaeth wedi gwella hyd yn oed pan ffurfiwyd dosbarthiad genynnau. Mae rhannau strwythurol a rheoleiddiol yn gweithio gyda'i gilydd, ymwybyddiaeth o'r mecanwaith codio - mae'r ganrif ddiwethaf wedi dod yn ffyniant wrth ddatblygu bioleg. Ond mae llawer i'w ddysgu o hyd.

Rhagolygon ar gyfer datblygu gwyddoniaeth

Er gwaethaf y ffaith bod geneteg yn wyddoniaeth gymharol ifanc, mae eisoes yn amlwg bod dyfodol gwych yn ei ddisgwyl. Mae trin clefydau yn cael eu hystyried yn anobeithiol, gwella eiddo planhigion ac anifeiliaid, gan ganiatáu datblygu amaethyddiaeth, adfer amrywiaeth fiolegol - mae hyn oll yn bosibl nawr. Y prif ffactor sy'n rhwystro astudiaeth bellach, arbrofi a gweithredu yw moeseg. Nid yw'r problemau moesol y bydd y ddynoliaeth yn eu hwynebu, ar ôl dysgu i reoli gwybodaeth amgodio yn DNA, wedi'u deall yn llawn eto.