Genetika

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga

Genetika (grčki γεννώ - geno, znači dati rod, roditi) kao disciplina biologije je nauka koja proučava nasleđivanje i varijacije kod živih organizama. Za prvu upotrebu termina smatra se ona u pismu koje je engleski naučnik Vilijam Bejtson poslao Adamu Sedviku 18. aprila 1905., u kojem je opisao nauku koja za cilj ima proučavanje procesa nasleđivanja i varijacije između organizama.

Činjenica da živi organizmi nasleđuju osobine svojih roditelja korišćena je još od praistorijskog doba za unapređenje useva i životinja kroz selektivno odgajanje. U modernim eksperimentima, genetičari svakodnevno pronalaze nove načine za izučavanje funkcije gena, kao što je analiza genetičkih interakcija. U samom organizmu, genetičke informacije se nalaze u hromozomima, koji su predstavljeni hemijskim strukturama kao što je DNK molekul.

Chromosome.jpg

Geni su šifre koje nose informacije neophodne za sintezu sekvenci amino kiselina koje se ispoljavaju u proteinima, koji na kraju igraju važnu ulogu u građi fenotipa organizma. U diploidnim organizmima, dominanta alela na hromozomu će baciti u senku, i samim tim sprečiti ispoljavanje resesivne alele na istom hromozomu. Danas, u oblasti molekularne biologije i genetike često čujemo izraze kao što su kodiranje i kodirati, i na laičkom jeziku to jednostavno znači da gen nosi informacije koje su kao uputstva prema kojima organizam može da sagradi protein. Tako možemo da kažemo da geni nose kodove za proteine. Nekada se smatralo da jedan gen kodira jedan protein. Međutim, danas znamo da jedan gen može da bude odgovoran za više produkata, u zavisnosti kako je transkripcija regulisana. Geni takođe kodiraju sekvencu nukleotida u i-RNK, t-RNK i r-RNK koji su neophodni za sintezu proteina.

Genetika može da predvidi, mada ne u svakom slučaju, fizički izgled organizma kao i moguće ponašanje organizma. Međutim faktori u bližoj okolini i nepredvidljivi faktori nad kojima nemamo moć, takođe imaju veliku ulogu u genetici. Na primer, jednojajčani (identični) blizanci su klon koji nastaje ranim deljenjem embriona, i tako imaju isti DNK molekul, ali različito se ponašaju i imaju različite otiske prstiju.

Istorija genetike[uredi]

U svom naučnom radu Eksperimenti u hibridizaciji biljaka ("Versuche uber Pflanzenhybriden") objavljenom 1866. Gregor Mendel je otkrio poreklo pojedinih osobina u novonastalim biljkama graška i pokazao kako se ove novonastale osobine mogu unapred matematički izračunati. Iako proces nasleđivanja ne prati u svakom slučaju načine nasledstva koje je predočio Mendel, njegov rad je imao znajačnu ulogu u razvoju upotrebe statistike u genetici. Od tog vremena, objavljivanja Mendelovog rada, otkriven je veći broj veoma kompleksnih procesa nasleđivanja.

Značaj Mendelovog rada nije adekvatno shvaćen sve do ranih dvadesetih godina dvadesetog veka, nakon njegove smrti, kada je njegovo eksperimentisanje nad biljkama potvrđeno novim i modernim istraživanjima naučnika koji su radili na sličnim organizmima.

Mendel u ono vreme nije bio ni svestan fizičke prirode gena. Međutim, mi danas znamo da se genetička informacija nalazi na DNK-a molekulu (retrovirusi, kao što su influenca, onkovirusi i HIV, kao i mnogi biljni virusi svoje genetičke informacije nose na RNK molekulima). Manipulacije DNK-a (i/ili RNK-a molekula) molekula mogu da promene informacije koje će se preneti sa roditelja na potomak kao i fizičke osobine mnogih organizama.

Važni datumi u istoriji genetike[uredi]

1859 Čarls Darvin objavljuje Poreklo vrsta
1865 Gregor Mendel objavljuje Eksperimenti u hibridizaciji biljaka
1903 hromozomi su otkriveni kao nasledne jedinice
1905 Britanski biolog Vilijam Bejtson prvi put upotrebljuje izraz genetika
1910 Tomas Hant Morgan potvrđuje lokaciju gena na hromozomima
1913 Alfred Sturtevant pravi prvu genetičku mapu hromozoma
1918 Ronald Fišer objavljuje rad pod nazivom Korelacija između pripadnika iste familije na osnovu Mendelovskog nasleđivanja
1913 Genetičke mape pokazuju hromozome koji imaju linearno raspoređene gene
1927 Fizičke promene u genima se zovu mutacije
1928 Frederik Grifit otkriva nasledni molekul koji se prenosi sa bakterije na bakteriju
1931 Krosing over je posledica rekombinacije
1941 Edvard Tatum i Džordž Vels Bidl potvrdđuju da geni nose kodove za proteine
1944 Osvald Teodor Ejveri, Kolin Mekleod i Mejklin Mekarti prvi izoluju molekul DNK kao genetički materijal
1950 Ervin Čargaf pokazuje da četiri nukleotida nisu prisutni u nukleinskim kiselinama u stabilnim proporcijama, ali neki opšti zakoni ih stabilizuju (na primer, da je broj nukleotida adenina skoro uvek jednak broju timina
1952 Hrši-Čejs eksperiment potvrđuje da se genetička informacija bakteriofaga nalazu na DNK-a molekulu
1953 DNK struktura je utvrđena kao dvoguba spirala od strane Džejmsa Votsona i Frensisa Krika
1956 Džo Hin Tjio i Albert Livan su utvrdili da ljudi poseduju 46 hromozoma
1958 Meselson-Štal eksperiment demonstrira da se DNK semikonzervativno replikuje (potomak ima jedan lanac identičan roditelju, dok je drugi lanac stvoren tokom replikacije i komplementaran je prvom)
1961 Genetički kod se sastoji od tria, svaki kod ima po 3 jedinice, i kao kod kodira za po jednu amino kiselinu
1964 Havard Temin demonstrira koristeći RNK viruse da Votsonova centralna dogma nije uvek istinita (kod ovih virusa genetičke informacije se nalaze na RNK molekulu, a ne na DNK)
1970 Restriktivni enzimi su otkriveni u studijama nad bakterijom Haemophilius influenzae koji omogućavaju naučnicima da seku i koporaju određene delove DNK molekula.
1977 Fred Sanger, Valter Gilbert i Alan Maksim su po prvi put pronašli sekvencu DNK molekula. Laboratorija Sangera je uspešno utvrdila komplentan genotip bakteriofaga Φ-X174
1983 Keri Benks Mulis otkriva lančanu reakciju polimeraze-PCR koja omogućava jednostavnu amplifikaciju DNK molekula
1989 Utvrđena sekvenca prvog ljudskog gena od strane Francisa Kolinsa i Lap-Či Cuija. Gen kodira CFTR CFTR protein, koji je razlog cistične fibroze
1995 Genom Haemophilus influenza je prvi celokupni genom slobodnog živog organizma kojem je utvrđena sekvenca
1996 Saccharomyces cerevisiae je prvi eukariotski genom koji je sekvenciran
1998 Prvi višećelijski eukariotski genom je sekvenciran
2001 Prva verzija sekvence ljudskog genoma je objavljena
2003 (14. april) uspešno okončan Projekat ljudskog genoma sa 99 % ukupnog genoma sekvenciranog, i greškom od 0.01 %.

Oblasti genetike[uredi]

Klasična genetika[uredi]

Klasična genetika se sastoji od tehnika i metoda koji su utvrđeni pre moderne molekularne biologije. Nakon pronalaska genetičkog koda i tehnika kao što su kloniranje i restriktivni enzimi, avenije genetičkog istraživanja su se znatno proširile. Neke od klasičnih genetičkih ideja koje su postavljene pre dvadesetog veka su dopunjene i malo izmenjene, dok su veliki broj ideja i tehnika ostale nepromenjene, kao što su Mendelovi zakoni. Pravila nasleđivanja koje je Mendel postavio danas su od velike koristi u studijama genetičkih bolesti, tj bolesti koje se prenose sa roditelja na potomke.

Klinička genetika[uredi]

Lekari koji imaju sertifikate kliničkih genetičara leče i pomažu pacijentima sa genetičkim bolestima i sindormima.


Molekularna genetika[uredi]

Molekularna genetika se oslanja na ideje klasične genetike, ali sa fokusom na strukturu i funkciju gena na molekularnom nivou. Molekularni genetičari koriste metode i tehnike klasične genetike, kao što je hibridizacija, i tehnike molekularne biologije, kao što je polimerizovana lančana reakcija - PCR. Bitna podoblast molekularne genetike je korišćenje molekularne informacije kako bi se utvrdila porekla organizama, i samim tim naučna klasifikacija organizama – molekularna sistematika. Nauka koja se bavi naslednim osobinama, koje nisu direktno i ekskluzivno povezane sa promenama u DNK sekvenci se naziva epigenetika.

Neki naučnici imaju za stav da život može biti definisan na molekularnom nivou, na osnovu strategija kojim se koriste RNK polinukleotidi. Ovakav stav je vrlo brzo doveo do RNK hipoteze.

Genomika[uredi]

Genomika je vrlo mlada nauka koja za cilj ima studiju genetičkih interakcija u genomu jednog organizma (samim tim SVE promene u DNK molekulu tog organizma). Genomika kao nauka je dostupna jedino ako je ceo genom datog organizma dostupan, kao i dostupnost matematičkih alata, kao što je oblast bioinformatike koja može da analizira veliki skup informacija.

Bliske nauke[uredi]

Molekularna biologija je nauka koja se rodila unijom biohemije i genetike. Izraz genetika se u velikoj meri danas koristi kada se misli na genetički inženjering, u kom se DNK datog organizma menja kako bi se na kraju dobio praktičniji produkat.

Kvanitativna, populaciona i ekološka genetika[uredi]

Populaciona, kvanitativna i ekološka genetika su usko povezane nauke, koje se takođe oslanjaju na ideje klasične genetike. One se razlikuju po tome čime se bave. Na primer, populaciona genetika se fokusira na distribuciju i učestalost promene u alelima koje se nalaze na genima, do kojih dolazi usled prirodne selekcije, genetičkog drifta, mutacije, i migracije.

Vidi još[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]

Sa drugih Vikimedijinih projekata :