Wissenschaft

Gene – Definition, Funktion und Mutationen

Gene sind DNA- Segmente auf Chromosomen. die die Anweisungen für die Proteinproduktion enthalten. Wissenschaftler schätzen, dass Menschen bis zu 25.000 Gene haben. Gene existieren in mehr als einer Form. Diese alternativen Formen werden Allele genannt und es gibt typischerweise zwei Allele für ein gegebenes Merkmal. Allele bestimmen unterschiedliche Merkmale, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden können. Der Prozess der Übertragung von Genen wurde von Gregor Mendel entdeckt und im sogenannten Mendelschen Segregationsgesetz formuliert .

 

Gentranskription

Gene enthalten die genetischen Codes oder Sequenzen von Nukleotidbasen in Nukleinsäuren zur Herstellung spezifischer Proteine. Die in der DNA enthaltenen Informationen werden nicht direkt in Proteine ​​umgewandelt, sondern müssen zuerst in einem als DNA-Transkription bezeichneten Prozess transkribiert werden. Dieser Prozess findet im Kern unserer Zellen. Die tatsächliche Proteinproduktion findet im Zytoplasma unserer Zellen durch einen Prozess statt, der als Translation bezeichnet wird .

Transkriptionsfaktoren sind spezielle Proteine, die bestimmen, ob ein Gen ein- oder ausgeschaltet wird. Diese Proteine ​​binden an DNA und unterstützen entweder den Transkriptionsprozess oder hemmen den Prozess. Transkriptionsfaktoren sind wichtig für die Zelldifferenzierung, da sie bestimmen, welche Gene in einer Zelle exprimiert werden. Die in roten Blutkörperchen exprimierten Gene unterscheiden sich beispielsweise von denen, die in einer Geschlechtszelle exprimiert werden .

 

Der Genotyp eines Individuums

In diploiden Organismen kommen Allele paarweise vor. Ein Allel wird vom Vater und das andere von der Mutter geerbt. Allele bestimmen den Genotyp oder die Genzusammensetzung eines Individuums . Die Allelkombination des Genotyps bestimmt die exprimierten Merkmale oder den Phänotyp. Ein Genotyp, der beispielsweise den Phänotyp eines geraden Haaransatzes erzeugt, unterscheidet sich vom Genotyp, was zu einem V-förmigen Haaransatz führt.

 

Vererbt durch asexuelle und sexuelle Fortpflanzung.

Gene werden sowohl durch asexuelle als auch durch sexuelle Fortpflanzung vererbt . Bei der asexuellen Fortpflanzung sind die resultierenden Organismen genetisch identisch mit einem einzelnen Elternteil. Beispiele für diese Art der Reproduktion umfassen Knospung, Regeneration und Parthenogenese .

 

Gameten verschmelzen zu einem bestimmten Individuum

Die sexuelle Fortpflanzung beinhaltet den Beitrag von Genen sowohl männlicher als auch weiblicher Gameten. die zu einem bestimmten Individuum verschmelzen. Die Merkmale dieser Nachkommen werden unabhängig voneinander übertragen und können aus verschiedenen Arten der Vererbung resultieren.

  • Bei der vollständigen Dominanzvererbung ist ein Allel für ein bestimmtes Gen dominant und maskiert das andere Allel für das Gen. vollständig.
  • Bei unvollständiger Dominanz ist keines der Allele vollständig dominant gegenüber dem anderen, was zu einem Phänotyp führt, der eine Mischung beider Elternphänotypen ist.
  • In der Co-Dominanz werden beide Allele für ein Merkmal vollständig exprimiert.

 

Einige Merkmale, die von mehr als einem Gen bestimmt werden

Nicht alle Merkmale werden von einem einzigen Gen bestimmt. Einige Merkmale werden von mehr als einem Gen bestimmt und sind daher als polygene Merkmale bekannt. Einige Gene befinden sich auf Geschlechtschromosomen und werden als geschlechtsgebundene Gene bezeichnet. Es gibt eine Reihe von Störungen, die durch abnormale geschlechtsgebundene Gene verursacht werden, einschließlich Hämophilie und Farbenblindheit.

 

Variation hilft bei der Anpassung an sich ändernde Situationen

Genetische Variation ist eine Veränderung der Gene, die in Organismen einer Population auftreten. Diese Variation tritt typischerweise durch DNA-Mutation. Genfluss (Bewegung von Genen von einer Population zur anderen) und sexuelle Reproduktion auf. In instabilen Umgebungen können sich Populationen mit genetischer Variation in der Regel besser an sich ändernde Situationen anpassen als Populationen ohne genetische Variation.

 

Mutationen sind auf Fehler und die Umwelt zurückzuführen

Eine Genmutation ist eine Veränderung der Sequenz von Nukleotiden in der DNA. Diese Änderung kann ein einzelnes Nukleotidpaar oder größere Segmente eines Chromosoms betreffen. Das Ändern von Gensegmentsequenzen führt am häufigsten zu nicht funktionierenden Proteinen.

Einige Mutationen können zu Krankheiten führen, während andere keine negativen Auswirkungen auf eine Person haben oder sogar davon profitieren können. Andere Mutationen können jedoch zu einzigartigen Merkmalen wie Grübchen, Sommersprossen und mehrfarbigen Augen führen. Genmutationen sind am häufigsten das Ergebnis von Umweltfaktoren (Chemikalien, Strahlung, ultraviolettes Licht) oder Fehlern, die während der Zellteilung auftreten ( Mitose und Meiose ).

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