Что такое гены? Понятие, разновидности, мутации и наследственность

Гены представляют собой участки ДНК, расположенные на хромосомах, которые содержат инструкции по производству белка. По подсчетам ученых, геном человека включает около 20 000 генов, но с развитием генетики, их число постоянно уменьшается. Гены существуют в более чем одной форме. Эти альтернативные формы называются аллелями, и для одного признака обычно имеются две аллели. Аллели определяют различные черты, которые могут передаваться от родителей к потомству. Процесс, посредством которого передаются гены — генная теория, был обнаружен Грегором Менделем и сформулирован в так называемом законе расщепления Менделя.

Гены содержат генетические коды или последовательности нуклеотидных оснований в нуклеиновых кислотах для получения конкретных белков. Информация, содержащаяся в ДНК, напрямую не превращается в белки, но должна быть сначала транскрибирована в процессе, называемом транскрипцией ДНК. Этот процесс происходит в ядре наших клеток. Фактическое производство белка происходит в цитоплазме наших клеток посредством процесса, называемого трансляцией.

Генетическая наследственность

Гены наследуются как при бесполом размножении, так и при половом. При бесполом размножении потомки генетически идентичны одному родителю. Примеры такого типа воспроизведения включают почкование, регенерацию и партеногенез. Половое размножение включает в себя совокупность мужских и женских половых клеток, которые сливаются, чтобы сформировать отдельный живой организм. Черты, представленные у этих потомков, передаются независимо друг от друга и могут быть результатом нескольких типов наследования.

Доминирование

Основная статья: Доминирование генов: полное, неполное и кодоминирование.

Различают различные формы взаимоотношений между аллелями:

• Полное доминирование: один аллель определенного гена является доминирующим и полностью маскирует другой аллель.
• Неполное доминирование: ни один аллель полностью не доминирует над другим, что приводит к фенотипу, который представляет собой смесь характеристик обоих родителей.
• Кодоминирование: признаки обоих аллелей полностью выражены.

Не все признаки определяются одним геном. Некоторые признаки определяются множеством генами и известны как полигенные признаки. Некоторые гены располагаются на половых хромосомах, и такое наследование связывается с полом. Существует ряд заболеваний, вызванных аномальными половыми генами, включая гемофилию и дальтонизм.

Генетические разновидности

Генетические разновидности — это изменение генов, происходящих у организмов в популяции. Это изменение обычно происходит посредством мутации ДНК, потока генов (перемещение генов из одной популяции в другую) и полового размножения. В нестабильных условиях обитания, популяции с генетической изменчивостью обычно способны лучше адаптироваться к окружающей среде, чем те, которые не содержат генетических разновидностей.

Генетические мутации

Мутации генов представляют собой изменение последовательности нуклеотидов в ДНК. Это изменение может влиять на одну нуклеотидную пару или более крупные сегменты хромосомы. Изменение последовательностей сегментов гена чаще всего приводит к нефункционирующим белкам. Некоторые мутации могут привести к заболеваниям, в то время как другие могут не оказывать негативного влияния на особь или даже способны принести ей пользу. Тем не менее, другие мутации приводят к уникальным особенностям, таким как ямочки, веснушки и разноцветные глаза.

Генетические мутации чаще всего являются результатом факторов окружающей среды (химические вещества, радиация, ультрафиолетовое излучение) или ошибок, возникающих при делении клеток (митоз и мейоз).