Genetica
Van Wikipedia
Genetica of erfelijkheidsleer is een onderdeel van de biologie dat zich bezig houdt met erfelijke eigenschappen: de aangeboren verschillen en overeenkomsten tussen de opeenvolgende generaties.
In 1865 publiceerde Gregor Mendel de resultaten van zijn onderzoek over overerving van verschillende eigenschappen in erwten. Deze publicatie verdween in de vergetelheid, maar werd in 1901 herontdekt door Hugo de Vries, Carl Correns en Erich von Tschermak. De regels voor overerving die Mendel in zijn onderzoek beschrijft staan nu bekend als de Wetten van Mendel.
Enkele jaren daarna werden chromosomen geïdentificeerd als de dragers van erfelijke eigenschappen. Deze ontdekking leidde tot het ontstaan van het neo-Darwinisme, waarin de evolutietheorie van Charles Darwin een fysieke basis kreeg. De fysieke drager van erfelijke eigenschappen bleken de chromosomen en de daarop gelegen genen.
Inhoud |
[bewerk] Klassieke genetica
Zie hoofdartikel: Wetten van Mendel.
Met klassieke genetica worden de overervingsregels aangeduid die bekend waren voordat de moleculaire biologie en de ontrafeling van de chemische structuur van DNA hun intrede deden. De regels zijn een uitbreiding van de Wetten van Mendel met verschijnselen als begrippen als mutatie, crossing-over en recombinatie. De wetten van de klassieke genetica zijn te verklaren zonder begrip van de moleculaire basis van chromosomen en DNA.
[bewerk] Moleculaire genetica
Zie hoofdartikel: moleculaire genetica.
De ontdekking van de dubbele helix-structuur van DNA door James D. Watson en Francis Crick in 1953 leidde de opkomst in van de moleculaire genetica. Onderwerp van onderzoek is het (moleculaire) mechanisme van expressie van genen. Daarbij komen bijvoorbeeld vragen aan de orde als waarom in cellen in verschillende weefsels van hetzelfde individu (dus met dezelfde genen), toch andere genen tot expressie komen. Het proces van expressie van genen verloopt via transcriptie (uitlezen van DNA naar RNA)en translatie (het vertalen van de RNA moleculen in aminozuren) naar de productie van eiwitten (zie ook: genetische code).
[bewerk] Klinische genetica
Klinische genetica is een tak binnen de medische wetenschap die zich bezighoudt met de risicobepaling op erfelijke ziekten.
Door middel van DNA-testen, meestal in combinatie met analyse van familiestambomen en eventuele klinische ziektebeelden, kan worden vastgesteld hoe groot de kans is dat een patiënt een bepaalde ziekte of aandoening zal krijgen in de toekomst. Vooral bij erfelijke vormen van borstkanker en darmkanker is dit risico goed te bepalen en kan een patiënt preventief worden onderzocht op deze ziekten. Als de ziekte inderdaad wordt vastgesteld, kan deze in een vroeg stadium worden behandeld.
Ook speelt de klinische genetica een belangrijke rol bij prenataal onderzoek. Mensen die van zichzelf weten dat ze een erfelijke ziekte hebben, of van wie waarschijnlijk is dat ze een gen bij zich dragen dat bij een van hun kinderen zou kunnen leiden tot een ziekte, kunnen in de eerste helft van een zwangerschap een DNA-test laten doen op materiaal dat wordt afgenomen bij het ongeboren kind. Ouders kunnen vervolgens besluiten tot afbreking van de zwangerschap.
[bewerk] Genetische manipulatie
Zie hoofdartikel: genetische manipulatie.
Genetische manipulatie of genetische modificatie (GM) is het door de mens opzettelijk veranderen van de genen van een organisme en is een onderdeel van de gentechnologie. Dit begrip dient onderscheiden te worden van de klassieke wijze van het kruisen van gewassen of dieren (hetgeen valt onder GM in brede zin). Informatie over de klassieke wijze van verandering van de genen van organismen is te vinden in de artikelen over domesticatie en veredeling (o.a. mutatieveredeling en hybrideveredeling).
[bewerk] Genomics
In genomics is het totale genoom (genenpakket) van een organisme onderwerp van onderzoek. Daarvoor moet eerst het totale genoom van het organisme in kaart worden gebracht, zoals dat bij de mens is gebeurd in het menselijk genoomproject en bij de planten bij de dicotyle zandraket en monocotyle rijst.
[bewerk] Enkele begrippen uit de genetica
[bewerk] Haploïde, diploïde en polyploïde
Organismen hebben in zijn algemeenheid een dubbele set chromosomen (2n chromosomen): één set van elk van beide ouders. Zo'n organisme noemt men diploïd (2n chromosomen). Een voortplantingscel (gameet) heeft slechts één set chromosomen (1n chromosomen), en dat heet haploïd. Er bestaan ook organismen waarvan de cellen meer dan twee sets chromosomen hebben, zoals triploïde(3n), tetraploïde(4n), hexaploïde(6n) en octoploïde(8n) cellen. Dit noemt men polyploïd. Bij de gekweekte suikerbiet zijn er bijvoorbeeld naast diploïde ook triploïde rassen, de gekweekte aardappel is tetraploïd en de gekweekte aardbei octoploïd. Verder kunnen alloploïden en autoploïden onderscheiden worden. Alloploïden ontstaan doordat bij een soortskruising een verdubbeling van het aantal chromosomen plaatsvindt. Autoploïden ontstaan door verdubbeling van het chromosoom aantal van een plant.
[bewerk] Homozygoot en heterozygoot
Omdat er in diploïde organismen een dubbele set chromosomen aanwezig is, zijn er van elk gen twee exemplaren aanwezig. Het kan zijn dat beide genen identiek zijn, dan heet het organisme homozygoot voor de eigenschap op dat gen. Als de beide genen voor die eigenschap verschillen, heet dat heterozygoot. Voor één gen kunnen een aantal varianten bestaan. De varianten voor hetzelfde gen worden allelen genoemd.
[bewerk] Dominant, recessief en intermediair
Als een diploïd organisme heterozygoot is (twee verschillende allelen heeft) voor een eigenschap, dan kunnen beide allelen tot uitdrukking komen, resulterend in een mengvorm (bijvoorbeeld roze bloemen, als er één allel voor rode bloemen en één allel voor witte bloemen is). Dit heet intermediair. Maar het kan ook zijn dat één van de twee allelen niet tot uiting (expressie) komt. Het tot expressie komende allel heet dan dominant en het niet tot expressie komende allel heet recessief. Bij polyploïde organismen zijn er meer dan twee allelen van een gen aanwezig. Bij een tetraploïd is dit bijvoorbeeld vier. Een nulliplex heeft vier recessieve allelen, een duplex twee, een triplex één en een quadriplex heeft vier dominante allelen.
[bewerk] Genotype en fenotype
Het genotype is de erfelijke informatie van een organisme, het fenotype is het uiteindelijke resultaat, ontstaan door een samenspel van het genotype en omgevingsinvloeden. Het eerder genoemde voorbeeld van roze bloemen is een fenotype, gebaseerd op het genotype rode bloemen/witte bloemen. Het is denkbaar dat hetzelfde fenotype (roze bloemen) het resultaat is van een ander genotype roze bloemen/roze bloemen. Omgevingsfactoren als bijvoorbeeld zuurgraad en temperatuur kunnen ook invloed hebben op het fenotype.
[bewerk] Kwalitatieve en kwantitatieve vererving
Bij kwalitatieve vererving is er sprake van één gen met twee allelen. Een voorbeeld hiervan is de kleur van de zaadlobben bij erwt. Bij kwantitatieve vererving dragen meerdere genen bij aan de expressie van de eigenschap. Zo'n eigenschap is bijvoorbeeld de zaadopbrengst van een plant. Men spreekt dan van een QTL (Quantitative Trait Locus).
