REFERAT BIOLOGIE: GENETICA SI EVOLUTIONISM

Publicat: 28 Mai 2009 00:00

Cuvant inainte al autoruluiIn anul 1859, cercetatorul britanic Charles Darwin lansa o teorie care incerca sa explice originea speciilor de plante si animale altfel decat prin creatie. Conform acestei teorii speciile ar evolua in mod natural unele din altele, de la forme mai simple la forme mai complexe, si astfel ar fi luat nastere toate vietuitoarele existente astazi, inclusiv omul, despre care se afirma ca ar proveni dintr-o specie de maimuta.Aceasta teorie nu a fost demonstrata niciodata, dar unele partide politice, fiind interesate mai ales de aspectul moral al problemei (daca omul se trage din maimuta atunci suntem liberi sa ne comportam ca animalele), au preluat ideea si au reusit sa o impuna ca teorie oficiala. Astfel s-a ajuns ca in toate scolile din tarile guvernate de asemenea partide, sa se invete ca omul se trage din maimuta.Multa vreme am crezut si eu ca asa stau lucrurile, deoarece asa invatasem la scoala, dar, atunci cand am inceput sa studiez mai serios problema, am descoperit numeroase probe care demonstrau netemeinicia teoriei evolutioniste. In cele din urma a trebuit sa accept faptul ca omul nu se poate trage din maimuta, ca exista unDumnezeu care a creat lumea si deci ca teoriile materialiste in care crezusem pana atunci erau false.Un timp nu am publicat nimic pe aceasta tema si poate ca nu as fi facut-o nici acum dar, vazand ca in scolile din Romania continua sa se predea minciuna evolutionista chiar si dupa mai bine de un deceniu de la caderea regimului comunist, am considerat ca nu mai trebuie sa tac. De aceea m-am decis sa scriu aceasta carte, in care voi incerca sa prezint cateva din argumentele stiintifice care m-au convins sa trec de la ateism la credinta.Dat fiind ca genetica ofera multe argumente de acest fel, ma voi referi in primul rand la ele, iar pentru ca aceasta carte sa poata fi inteleasa si de nespecialisti, voi incerca sa expun faptele la un nivel cat mai accesibil, fara a altera totusi corectitudinea informatiei stiintifice.CUNOSTINTE ELEMENTARE DE GENETICA1. NOTIUNI INTRODUCTIVEOrganismele vii poseda o capacitate deosebita si anume aceea de a da nastere la urmasi. Acest lucru nu are loc la intamplare, ci descendentii sunt intotdeauna asemanatori parintilor lor, dupa cum a remarcat si intelepciunea populara: "Din stejar, stejar rasare", "Ce naste din pisica, soareci mananca" etc.Vedem, deci, ca organismele vii poseda anumite caractere specifice care se mostenesc din generatie in generatie. Acest fenomen se numeste ereditate.Pe de alta parte, fiecare organism prezinta unele caractere care-l diferentiaza de toate celelalte organisme, astfel incat fiecare individ este, practic, un unicat. Acest fenomen se numeste variabilitate.Stiinta care studiaza ereditatea si variabilitatea organismelor vii se numeste genetica.Primele observatii cu privire la ereditate dateazainca din antichitate dar disciplina stiintifica a geneticii a aparut mai tarziu. Astazi se considera ca parintele geneticii moderne este calugarul catolic ceh GregorMendel care, in urma unor experiente efectuate intre anii 1857-1865 pe diferite soiuri de mazare, a formulat primele legi ale ereditatii. Epoca de maxima inflorire a geneticii a inceput in secolul XX, cand a fost formulata teoria cromozomiala a ereditatii si, mai ales in ultimele decenii, cand s-a dezvoltat genetica moleculara.2. INFORMATIA GENETICA. MOLECULA DE ADNAsa cum am vazut, organismele vii poseda anumite caractere pe care le pot transmite la urmasi.Rezulta, deci, ca in fiecare organism se afla inregistrata o anumita cantitate de informatie care codifica aceste caractere ereditare. Aceasta este informatia genetica. Sa vedem acum unde este stocata aceasta informatie.Corpul oricarui organism viu este alcatuit din celule. Organismele cele mai simple au corpul alcatuit dintr-o singura celula. Organismele mai complexe au corpul compus dintr-un numar mare de celule, diferentiate si aranjate astfel incat sa alcatuiasca diversele organe ale acestuia. Fiecare celula este formata in principal din membrana, citoplasma si nucleu. In nucleul fiecarei celule se gaseste o structura macromoleculara complexa numita ADN (acid dezoxiribonucleic). Aceasta are rolul de a stoca informatia genetica. S-au descoperit unele molecule deADN mai mici si in afara nucleului celular. Acestea se numesc ADN extranuclear. Rolul principal in stocarea informatiei genetice il are totusi ADN-ul nuclear.Diferitele caractere individuale sunt rezultatul interactiunii informatiei genetice din moleculele deADN nuclear si extranuclear cu conditiile de mediu.In acest context putem defini doua notiuni noi: genotipul si fenotipul.Genotipul cuprinde totalitatea informatiei genetice dintr-un organism.Fenotipul este ansamblul insusirilor morfologice, fiziologice, biochimice ale unui individ, rezultate din inter-actiunea genotipului cu mediul.Cercetarile recente au scos in evidenta faptul ca aceste interactiuni nu sunt suficiente pentru a explica toate caracterele individuale, deci mai trebuie sa existe undeva un stoc de informatie. Unii cercetatori incearca sa identifice noi structuri informationale biomoleculare,in timp ce altii sunt de parere ca aceasta informatie ar putea avea un suport de o alta natura (de natura spirituala).Deocamdata nici una din aceste versiuni nu a fost demonstrata, dar cercetarile continua.3. STRUCTURA ACIZILOR NUCLEICIAcizii nucleici sunt substante chimice macromoleculare obtinute prin polimerizarea unor unitati mai simple, numite nucleotide. O nucleotida este constituita dintr-un radical fosforic, un zahar si o baza azotata.Zaharurile care intra in alcatuirea acizilor nucleici sunt riboza la ARN(acid ribonucleic) si dezoxiriboza la ADN.Bazele azotate din macromolecula de ADN sunt: adenina (A), guanina (G), citozina (C) si timina (T). La ARN, in locul timinei se afla uracilul (U). a) Acidul dezoxiribonucleic (ADN). Macromolecula de ADN este bicatenara, fiind formata din doua lanturi polinucleotidice, infasurate elicoidal in jurul unui ax comun, formand astfel un dublu helix. Cele doua catene sunt complementare, in senul ca, daca pe prima catena se gaseste adenina, pe cea de-a doua catena, in dreptul ei, se gaseste intotdeauna timina, iar daca pe prima catena se gaseste guanina, pe a doua avem citozina si reciproc: in dreptul timinei se gaseste adenina, iar in dreptul citozinei se afla guanina. Intre bazele azotate complementare (A-T si C-G) se formeaza legaturi de hidrogen care asigura mentinerea impreuna a celor doua catene polinucleotidice.Sinteza ADN se realizeaza dupa modelul semiconservativ si se numeste replicatie. Prin ruperea legaturilor de hidrogen, cele doua catene complementare se separa, iar pe ele sunt atasate nucleotide libere din citoplasma, pe baza de complementaritate. In urma acestui proces, in care sunt implicate numeroase enzime (molecule proteice cu rol de catalizatori ai unor reactii biochimice), rezulta doua molecule de ADN bicatenar identice cu molecula initiala, fiecare avand o catena veche (care a avut rol de model) si o catena nou sintetizata. b) Acidul ribonucleic (ARN). ARN are in general o structura monocatenara, fiind alcatuit dintr-un singur lant polinucleotidic. In celula ARN este sintetizat pe baza informatiei continute in molecula de ADN prin complementaritatea A-U, T-A, C-G, G-C.Exista mai multe tipuri de ARN (ARN viral, ARN mesager, ARN de transfer, ARN ribozomal, ARN nuclear mic), ale caror roluri le vom explica la momentul potrivit.4. ORGANIZAREA GENOMULUIIn functie de modul cum este organizat genomul, organismele se impart in doua mari categorii: procariote si eucariote.Procariotele sunt microorganisme (bacterii, alge albastre-verzi, arhebacterii) care nu au nucleul separat de citoplasma printr-o membrana nucleara si se reproduc prin diviziune simpla. La aceste microorganisme, genomul nuclear este reprezentat de o singura macromolecula circulara de ADN bicatenar (un singur cromozom).Eucariotele sunt organisme unicelulare sau multicelulare care au nucleul separat de citoplasma printr-o membrana nucleara. Aceste organisme au o cantitate mult mai mare de material genetic nuclear, repartizat in mai multi cromozomi. Numarul acestor cromozomi este o caracteristica de specie, fiind acelasi pentru toti indivizii unei specii si pentru toate celulele somatice ale unui organism. Structura cromozomului eucariot este mult mai complexa decat cea a cromozomului unic de la procariote. La eucariote intalnim doua tipuri de diviziune celulara: mitoza (diviziune celulara cu pastrarea constanta a numarului de cromozomi, prin care iau nastere celulele somatice) si meioza (diviziune prin care iau nastere celulele de reproducere, care poseda jumatate din setul de cromozomi).5. GENELE. SINTEZA PROTEINELOR. CODUL GENETICDupa cum am vazut, macromolecula de ADN contine un numar extrem de mare de nucleotide. Pe aceasta macromolecula exista un numar mare de segmente (intre cateva mii si cateva sute de mii) care codifica sinteza unor proteine sau a altor biomolecule.Aceste segmente se numesc gene structurale. In afara de genele structurale mai exista si alte tipuri de gene (gene operatoare, gene reglatoare, promotor), care sunt tot secvente polinucleotidice cu rol de reglare a activitatii genelor structurale. Despre acestea vom vorbi mai pe larg in capitolul referitor la reglajul genetic.Proteinele sunt componente esentiale ale organismelor vii, care indeplinesc diferite roluri: proteine structurale, enzime, hormoni etc. Din punct de vedere chimic, proteinele sunt niste macromolecule, constand din unul sau mai multe lanturi polipeptidice, obtinute prin polimerizarea unor molecule mai mici, numite aminoacizi. Secventa aminoacizilor determina structura si functia proteinei. Proteinele sunt sintetizate de organismele vii pe baza informatiei continute in genele structurale. Procesul de sinteza a proteinelor decurge in felul urmator. Mai intai informatia continuta in genele structurale este preluata de o molecula de ARN mesager (ARNm) sintetizata pe baza complementaritatii bazelor azotate. Acest proces se numeste transcriptie. Tot prin transcriptie are loc si sinteza moleculelor de ARN ribozomal (ARNr) si ARN de transfer (ARNt). Apoi aceasta molecula este "citita" de catre niste organite celulare numite ribozomi (alcatuite din ARNr si alte biomolecule) si, pe baza informatiei continute este sintetizata o catena polipeptidica. Acest proces se numeste translatie.In procesele de transcriptie si translatie intervin numeroase enzime precum si ARNt, care are rolul de a transporta aminoacizii la ribozomi si de a decodifica informatia continuta in ARNm. Sinteza proteinelor are loc cu consum de energie.Asadar, in cadrul procesului de translatie, informatia genetica, constand dintr-o secventa de baze azotate este tradusa intr-o secventa de aminoacizi, pe baza unui cod, numit cod genetic. Acest cod face ca fiecarei secvente de 3 baze azotate (numita codon) sa-i corespunda un aminoacid. Codul contine deci 64 de codoni dintre care 61 de codoni codifica unul sau altul dintre cei 20 de aminoacizi, iar 3 codoni sunt codoni stop (deci codul este degenerat, in sensul ca exista aminoacizi care sunt codificati de mai multi codoni diferiti).Codul genetic este universal, adica la toate organismele vii, indiferent daca sunt procariote sau eucariote, aceleasi triplete de baze azotate codifica aceiasi aminoacizi.Cercetarile recente au dus totusi la descoperirea catorva exceptii de la universalitatea codului genetic.De exemplu, codul genetic al ADN din mitocondrii(organite celulare din celulele eucariote) prezinta cateva diferente minore fata de cel nuclear (universal).La eucariote, procesul de sinteza a proteinelor prezinta o particularitate suplimentara: multe din genele eucariotelor contin, pe langa segmentele care codifica aminoacizi (numite exoni), si unele segmente de ADN non-informational, numite introni. Genele eucariotelor au, deci, o structura de mozaic, fiind compuse din secvente de exoni si introni. Pentru sinteza proteinelor sunt utili numai exonii si, de aceea, intre transcriptie si translatie exista o etapa intermediara de eliminare a acestor introni. Procesul de sinteza a proteinelor decurge, deci, astfel: prin transcriptie se sintetizeazaARNm precursor, apoi sunt eliminati intronii si se obtine ARNm matur iar acesta, dupa ce traverseaza membrana nucleara si ajunge in citoplasma, este decodificat prin procesul de translatie si pe baza lui se sintetizeaza o catena polipeptidica. Din punct de vedere biochimic, intronii nu se deosebesc cu nimic de exoni iar mecanismul prin care celula reuseste totusi sa faca distinctie intre ei inca nu a fost elucidat.6. REGLAJUL GENETICAsa cum am vazut, principalul rol al genelor este acela de a codifica sinteza proteinelor. Numai ca, proteinele nu sunt necesare intr-o celula toate odata si nici in aceeasi cantitate. Din acest motiv este necesara existenta unui sistem de reglaj al activitatii genelor. De acest sistem ne vom ocupa in continuare. a) Reglajul genetic la procariote.In genomul celular exista trei tipuri de gene: structurale, operatoare si reglatoare.Genele structurale contin informatia genetica pentru sinteza unor catene polipeptidice sau a altor biomolecule (ARNr, ARNt).Genele operatoare sunt plasate alaturat fata de genele structurale (impreuna cu care alcatuiesc o unitate structurala numita operon) si au rolul de comutatori chimici, care declanseaza sau nu activitatea genelor structurale. Din structura operonului mai face parte si promotorul, care este un segment de ADN format din cateva zeci de nucleotide si care serveste ca loc de recunoastere pentru enzima ARN-polimeraza, determinand astfel initierea transcriptieiGenele reglatoare au rolul de a codifica sinteza unor molecule proteice, numite represori care, atunci cand se fixeaza pe gena operatoare, blocheaza transcriptia.Exista doua tipuri de sisteme de reglaj genetic: inductibil si represibil. In sistemele represibile, represorul se fixeaza pe operator numai daca in celula exista o anumita substanta cu rol de semnal chimic, numita corepresor. In sistemele inductibile, represorul este in mod normal fixat pe operator, iar in prezenta unei anumite substante numite inductor (care are aici tot rol de semnal chimic) acesta devine inactiv, eliberand operatorul si permitand astfel inceperea transcriptiei. In acest mod, prezenta sau absenta unor anumiti compusi chimici poate regla activitatea genelor. b) Reglajul genetic la eucariote.Reglajul genetic la eucariote, datorita complexitatii mult mai ridicate a genomului la aceste organisme, are un caracter mult mai complex decat la procariote si prezinta mai multe niveluri.In celulele eucariote, ADN-ul nuclear este asociat cu proteine histonice, formand fibra de cromatina.Aceasta se poate afla sub doua forme: o forma mai condensata numita heterocromatina si o forma mai putin condensata numita eucromatina. In heterocromatina nu se realizeaza transcriptia, deci genele sunt inactive, pe cand in eucromatina se poate realiza transcriptia. Acesta este primul nivel al reglajului genetic la eucariote, care actioneaza la nivelul unor segmente cromozomiale care contin un numar mare de gene. La eucariotele cu organizare complexa, intr-un anumit tip de tesut se eucromatinizeaza numai segmentele care contin gene necesare functionarii tesutului respectiv, celelalte fiind heterocromatinizate.Urmatorul nivel al reglajului genetic este cel al transcriptiei. Reglajul transcriptional poate fi pozitiv sau negativ, dupa modul cum actioneaza proteinele inductoare sau represoare. Predominant este reglajul pozitiv.Urmeaza nivelul de reglaj la nivelul maturariiARNm prin eliminarea intronilor.La nivelul reglajului transportului ARNm se selecteaza moleculele de ARNm matur care vor trece din nucleu in citoplasma.Reglajul translational selecteaza moleculele deARNm care vor fi translatate in proteine.Ultimul nivel cunoscut al reglajului genetic la eucariote este cel al degradarii ARNm dupa translatie.Intre toate aceste niveluri ale reglajului genetic la eucariote exista o coordonare perfecta care asigura buna functionare a celulei.Reglajul genetic, mai ales la eucariote, este departe de a-si fi dezvaluit toate tainele.7. TRANSMITEREA INFORMATIEI GENETICEAsa cum am mai precizat, organismele vii poseda capacitatea de a da nastere la urmasi, acestia fiind asemanatori parintilor. Acest fapt implica transmiterea informatiei genetice de la o generatie la alta. In cele ce urmeaza, vom incerca sa vedem cum se realizeaza acest lucru. a) transmiterea informatiei genetice la procariote.Procariotele se reproduc prin diviziune simpla. In cursul ciclului de diviziune are loc replicarea moleculei unice de ADN nuclear, dupa care, cele doua copii rezultate se separa in doi nuclei distincti, iar celula se divide in doua celule fiice, fiecare avand un nucleu cu una din moleculele de ADN rezultate. Astfel obtinem doua microorganisme noi, identice din punct de vedere genetic cu cel initial. b) transmiterea informatiei genetice la eucariote.Reproducerea eucariotelor este mai complexa. Dupa cum am mai amintit, la eucariote exista doua tipuri de diviziune celulara: meioza si mitoza.In celulele somatice ale organismelor eucariote se gasesc in mod normal un numar par de cromozomi(2n), grupati in perechi. Aceste celule se numesc diploide. In urma meiozei, din celulele diploide iau nastere gametii (celule de reproducere) care au numai jumatate din numarul de cromozomi (n), fiind deci haploide. Gametii pot fi masculini sau feminini, dupa sexul vietuitorului care le-a dat nastere.Prin contopirea unui gamet feminin cu unul masculin, proveniti de la aceeasi specie, ia nastere o celula-ou cu 2n cromozomi, jumatate din ei fiind mosteniti de la mama, iar cealalta jumatate de la tata.Din aceasta celula se formeaza ulterior un nou organism prin diviziuni mitotice repetate. In timpul ciclului mitotic are loc replicatia ADN-ului nuclear, obtinandu-se 4n cromozomi, care se separa dand nastere la doua celule cu 2n cromozomi. Ciclul mitotic este mult mai complex decat diviziunea simpla a procariotelor, astfel ca, dincolo de aparentele asemanari, ele sunt totusi mult diferite.Pana acum am descris reproducerea sexuata dar, la unele eucariote, este posibila si o alta forma de reproducere numita reproducere vegetativa. In acest caz, un fragment din organismul parinte (uneori chiar si o singura celula) se separa si da nastere la un nou organism, identic din punct de vedere genetic cu cel initial. In acest proces singura forma de diviziune celulara care are loc este mitoza.Insa cel mai uimitor aspect prezent la eucariotele multicelulare il reprezinta diferentierea celulara. Cresterea noului organism nu este o simpla adaugare de celule noi, ci este insotita de diferentiere celulara, pentru a da nastere la diferitele tesuturi si organe care intra in componenta acestuia. In consecinta, desi celulele somatice ale unui organism au toate aceeasi informatie genetica, aceasta informatie se exprima in mod diferit, in functie de tesutul in care se afla celula.Intrebarea care se pune este: de unde "stie" o celula din ce organ si din ce tesut trebuie sa faca parte si care sunt genele specifice organului si tesutului respectiv pe care trebuie sa le exprime? O parte din aceste informatii sunt cuprinse chiar in genomul celular, o alta parte sunt rezultatul interactiunii dintre gene si mediu dar cercetarile recente arata ca acestea nu sunt suficiente, deci mai trebuie sa existe undeva un stoc de informatie.8.TRANSMITEREA CARACTERELOR EREDITAREAm vazut mai sus care este mecanismul de transmitere a informatiei genetice de la o generatie la alta. In continuare vom incerca sa vedem cum se transmit caracterele genetice individuale pe parcursul generatiilor succesive in cazul vietuitoarelor cu reproducere sexuata.Atunci cand un anumit caracter este prezent in ambii gameti care dau nastere la noul organism lucrurile sunt simple: acel caracter va fi prezent si la noul individ. Sa vedem, insa, ce se intampla atunci cand cei doi parinti au caractere diferite.Primele experiente stiintifice in acest domeniu au fost facute de un calugar catolic cu preocupari in domeniul biologiei, pe nume Gregor Mendel.Sa presupunem ca in privinta unui anumit caracter genetic (de exemplu culoarea blanii) avem doua tipuri de animale cu gene diferite (gene alele). Sa notam aceste gene cu A si a. Animalele avand 2n cromozomi, rezulta ca fiecare are doua gene care codifica acest caracter. Deci, initial avem un animal de tip AA si unul de tip aa. Daca incrucisam cele doua tipuri de animale, indivizii rezultati vor mosteni n cromozomi de la tata si n de la mama, deci vor avea un genotip hibrid, de tipAa. Daca incrucisam intre ele aceste animale hibride, obtinem un rezultat aparent surprinzator: indivizii rezultati nu sunt toti de tip Aa, ci sunt 50% de tip Aa,25% de tip AA si 25% de tip aa. Sa vedem cum se explica acest fapt.Prin diviziunea meiotica, dintr-o celula cu 2n cromozomi se obtin doua celule cu n cromozomi, care sunt gametii. Acestia, avand numai n cromozomi, nu sunt de tip hibrid Aa ci sunt fie A, fie a. Un animal de tip AA va produce numai gameti de tip A, un animal de tip aa va produce numai gameti de tip a, iar un animal de tip Aa va produce 50% gameti da tip A si 50% de tip a. Probabilitatea ca doi gameti (unul masculin si unul feminin) sa se contopeasca pentru a da nastere la un nou organism nu depinde de faptul ca cei doi gameti sunt de acelasi tip (A sau a) sau de tip diferit. Prin contopirea a doi gameti de tip A se obtine un individ AA, din doi gameti de tip a se obtine un individ aa, iar din contopirea unui gamet A cu unul a se obtine un individ Aa.Sa urmarim ce se intampla in cazul in care incrucisam doua animale de tip Aa (fiecare din ele produce 50% gameti A si 50% a, iar probabilitatile de intalnire sunt egale):Tip gameti A aA AA Aa a aA aaVedem ca prin contopirea strict probabilistica a acestor gameti obtinem intr-adevar 50% indivizi Aa,25% indivizi AA si 25% indivizi aa.In multe cazuri, prin incrucisarea unui organism de tip AA cu unul de tip aa, se obtin indivizi care din punct de vedere genotipic sunt de tip Aa, dar fenotipic sunt identici cu cei de tip AA. In acest caz spunem ca gena A este dominanta, iar gena a este recesiva (se exprima numai in organismele de tip aa). Deci, din indivizi care par sa apartina tipului A (dar in realitate sunt hibrizi Aa), putem obtine descendenti de tip a.Exista si cazuri in care gena de tip a este letala in stare homozigota aa, dar nu si in stare hibrida Aa. In acest caz nu obtinem niciodata indivizi aa, ci numai AA si Aa.Daca imperechem doi indivizi care difera prin doua caractere distincte (A si B), daca genele care codifica aceste caractere se gasesc pe cromozomi diferiti, aceste caractere se transmit independent. Astfel, daca in prima generatie obtinem hibrizi AaBb, acestia produc patru tipuri de gameti: ab, aB, Ab si AB, din combinarea acestora rezultand indivizi cu genotipuri distincte.In schimb, atunci cand genele care codifica aceste caractere sunt situate pe acelasi cromozom, caracterele se transmit impreuna, deci cromozomul se transmite ca un tot. Acest fenomen se numeste linkage. In acest caz hibrizii AaBb produc numai doua tipuri de gameti: AB si ab.Totusi, in unele cazuri, desi genele care codifica cele doua caractere sunt situate pe acelasi cromozom, se obtin, pe langa gametii AB si ab, si un mic procent de gameti Ab si aB. Acest fapt este datorat unui fenomen numit crossing over, prin care intre cromozomii pereche are loc un schimb reciproc de gene.Pana acum am analizat numai cazuri in care gena care codifica un anumit caracter prezenta doua variante.Exista insa situatii cand o gena care codifica un anumit caracter poate avea mai multe variante. In acest caz este posibil ca mai multe din aceste gene sa fie dominante (codominanta).Vom exemplifica acest fapt descriind determinismul genetic al grupelor sanguine umane. Aceste grupe sunt determinate de trei tipuri de gene: La, Lb siI. Genele La si Lb sunt codominante in timp ce gena I este recesiva. In functie de combinatia de gene prezentein genomul unui individ putem obtine urmatoarele grupe sanguine:Genotipuri LaLa LaLb LaI LbLb LbI IIGrupe sanguineA AB A B B OExista si cazuri in care un anumit caracter fenotipic este rezultatul interactiunii mai multor gene, acest fenomen, numit poligenie, intervenind in transmiterea caracterelor cantitative (inaltime, greutate, productivitate, nuantele de culoare ale pielii sau ale florilor etc.).Dupa cum am vazut, prin astfel de recombinari genetice, pornind de la un numar relativ mic de gene diferite se pot obtine un numar mare de genotipuri distincte (la om, numarul variantelor posibile este atat de mare, incat daca l-am scrie desfasurat, cifrele lui ar ocupa cam o carte de dimensiunile celei de fata), ceea ce face ca fiecare individ sa fie, practic, un unicat.9. EREDITATEAEXTRANUCLEARAIn celulele vii, rolul cel mai important din punct de vedere genetic il are genomul nuclear, despre care am vorbit mai sus. Dar, in afara de acesta, mai exista si material genetic extranuclear, redus cantitativ dar nu total lipsit de importanta.La procariote, materialul genetic extranuclear este reprezentat de plasmide. Acestea sunt niste molecule circulare de ADN care contin cateva gene (de exemplu, genele care dau rezistenta la antibiotice). Data fiind dimensiunea redusa a acestor plasmide, ele sunt multiplicate mai repede decat genomul nuclear, deci numarul lor in celula creste. Prin procesul numit conjugare o bacterie care poseda un anumit tip de plasmide poate transfera o parte din ele la o bacterie care nu poseda plasmidele respective. In acest fel anumite caractere se pot transmite mai repede decat prin diviziune si se pot obtine populatii relativ numeroase care poseda un anumit caracter intr-un timp scurt.La eucariote, materialul genetic extranuclear este reprezentat de genomul unor organite celulare, cum ar fi mitocondriile si cloroplastele. Aceste organite celulare poseda un genom propriu, format dintr-o molecula circulara de ADN care contine un numar de gene (la mitocondrii gene pentru sinteza enzimelor care intervin in respiratia celulara, iar la cloroplaste gene care intervin in fotosinteza). Numarul acestor gene este mai mare (100-150) in cazul cloroplastelor decat in cazul mitocondriilor. Mitocondriile si cloroplastele se transmit exclusiv pe cale materna, deci si genele acestora se transmit pe aceeasi cale.10. VIRUSURILEVirusurile sunt constituite dintr-o cantitate mica de material genetic (ADN sau ARN) cuprinsa intr-o capsida proteica. Virusurile nu au metabolism propriu si nu se pot autoreproduce, deci nu se poate spune ca sunt organisme vii.In schimb, daca un virus patrunde intr-o celula, enzimele celulei respective multiplica genomul viral si pe baza genelor cuprinse in el sintetizeaza proteinele care alcatuiesc capsida, ceea ce duce la formarea de noi virusuri.In timp, procesul de multiplicare a virusurilor duce la moartea celulei gazda. Prin distrugerea acestei celule noile virusuri sunt dispersate in mediu, putand patrunde apoi in alte celule.11. MUTATIILE GENETICEPana acum am vazut modul in care se transmit caracterele genetice existente, atat timp cat genele nu sufera modificari. Uneori, se intampla ca o parte a genomului unui vietuitor sa se modifice sub influenta unor factori externi (radiatii, unele substante chimice etc.). Aceste modificari se numesc mutatii genetice si au un caracter aleator. Cele mai multe mutatii genetice sunt daunatoare sau chiar letale.In functie de cantitatea de material genetic implicat, mutatiile pot fi genomice (care afecteaza genomul in totalitatea sa prin modificari ale numarului de cromozomi), cromozomiale (care afecteaza structura unui cromozom) si genice (care afecteaza o singura gena). Mutatiile genice care afecteaza o singura pereche de nucleotide se numesc mutatii punctiforme.Dupa tipul de celule in care apar, mutatiile pot fi gametice sau somatice. Numai mutatiile gametice sunt ereditare, cele somatice afectand doar individul la care au aparut.La animale, mutatiile genomice fie sunt letale, fie produc sterilitatea, deci nu pot fi transmise la urmasi.La plante, aceste mutatii nu sunt intotdeauna letale, uneori putand aparea plante viabile si fertile cu anumite tipuri de mutatii genomice.Cercetarile din ultimele decenii au scos in evidenta faptul ca organismele vii poseda mecanisme celulare de eliminare a mutatiilor. Cel mai raspandit mecanism este bazat pe faptul ca agentii mutageni afecteaza una din cele doua catene ale moleculei de ADN, cealalta ramanand de obicei intacta. Setul enzimatic al celulei elimina portiunea defecta si apoi o resintetizeaza pe baza catenei ramase intacte. Dat fiind faptul ca din punct de vedere biochimic cele doua catene nu pot fi deosebite, nu e clar de unde "stie" celula care este catena modificata si care este cea normala, dar este evident ca ea reuseste sa faca aceasta distinctie, cazurile in care greseste fiind foarte rare. La celulele eucariote s-a observat si faptul ca celula repara erorile din portiunile de ADN informational, in timp ce portiunile non-informationale care separa genele nu sunt reparate.Mai exista si alte mecanisme de eliminare a erorilor, legate in special de reproducerea sexuata, care fac ca dupa un numar de generatii gena mutanta sa dispara practic din populatie.De exemplu, in laboratoarele de biotehnologii fermentative s-a observat ca tulpinile de microorganisme inalt productive obtinute prin selectie, dupa un timp, isi pierd acest caracter, revenind la tipul salbatic, de unde rezulta necesitatea unei noi selectii.12.BIOTEHNOLOGIILE MODERNEIn ultimele decenii s-au dezvoltat o serie de biotehnologii moderne, bazate pe diferite tehnici de manipulare a informatiei genetice, mergand pana la nivel molecular. Practic putem spune ca a aparut un nou domeniu: ingineria genetica. A devenit astazi posibil sa realizam in laborator genotipuri noi, inexistente in natura.Prin tehnici de clonare s-a reusit obtinerea unor organisme identice din punct de vedere genetic. Prin tehnologia ADN-ului recombinat s-a reusit sa se transfere gene de la o specie la alta, obtinandu-se astfel organisme transgenice. Prin tehnici de fuzionare a unor celule s-au obtinut hibrizi somatici intre specii foarte diferite si chiar intre plante si animale. La animale din aceste celule hibride nu este posibila obtinerea unor organisme noi, ele existand numai ca linii celulare mentinute pe medii de cultura artificiale. La plante s-a reusit ca din asemenea celule hibride sa se regenereze noi plante, cu caractere care nu exista in natura.Si intr-un caz si in altul, hibrizii obtinuti prezinta o accentuata instabilitate genetica, cromozomii uneia din specii avand tendinta de a-i elimina pe cei ai celeilalte specii. Aceste practici au creat serioase probleme de bioetica, ele reprezentand niste forme de siluire a firii plantelor si animalelor (fapt dovedit chiar de instabilitatea genetica a hibrizilor rezultati) si fiind in mod evident contrare poruncii biblice: "Legea Mea sa o paziti; vitele tale sa nu le faci sa se impreune cu alt soi; ogorul tau sa nu-l semeni deodata cu doua feluri de seminte" (Levitic 19,19).Cele mai serioase probleme de bioetica sunt legate de tentativele de aplicare a unor asemenea practici la om, tentative fata de care experientele efectuate pe oameni in lagarele naziste par o simpla joaca de copii.

Trebuie sa citesti

Black Friday cu preturi microscopice la produsele de la GSMnet
Black Friday cu preturi microscopice la produsele de la GSMnet

Ziua de Black Friday aduce numeroase avantaje pentru pasionatii de tehnologie. In prezent, pretentiile ce fac referire la ultimele gadget-uri tehnologice sunt destul de mari. Utilizatorii sunt foarte bine documentati cu privire la specificatiile smartphone-urilor, dar și în ceea ce

Despre mecanici auto si ateliere de reparatii
Despre mecanici auto si ateliere de reparatii

Sunt foarte puțini mecanici auto de încredere pe piață. Sunt foarte puțini mecanici auto în general, care sunt bombardați de o mulțime de clienți cu lucrări de reparații din care toți își doresc să fie ei o prioritate,

Gadgeturile studentului modern
Gadgeturile studentului modern

Cat de mult s-a schimbat viata intr-un campus in ultimii 20-25 de ani? Cel mai probabil, nu foarte mult la capitolul distractie, interactiuni sociale si provocari pe linie materiala, dar cu siguranta sunt schimbari radicale in ceea ce priveste modul in care tehnologia isi face simtita prezenta in

Cum sa ajuti copilul sa invete cu placere - Trucuri eficiente
Cum sa ajuti copilul sa invete cu placere - Trucuri eficiente

Fiecare parinte se loveste de aceasta problema: cum sa imi ajut copilul sa invete mai bine, cum sa il determin sa ia note bune la scoala si cum sa il fac sa inteleaga ca educatia este cea mai importanta pentru el. In primul rand, trebuie sa stii ca este foarte important ca tu, ca parinte, sa te

Ce este o pergola
Ce este o pergola

Zilele cu prea mult soare pot fi un adevărat chin dacă nu încercăm să ne protejăm corpul de razele ultraviolete. In ajutorul nostru sar pergolele, care reprezintă de mult timp un centru de greutate in arhitectura grădinilor. Pergolele sunt structuri

Teste Online

Test de religie

Acest test te va ajuta sa cunosti putin din Religia crestin-ortodoxa si din Vietile Sfintilor. Dumnezeu sa va binecuvinteze1

mai multe »
Link-uri recomandate: design interior | nikydecor.ro | designer interior cluj | mobilier dormitor preturi | modern interior design
Acest site foloseste Cookie-uri.
Folosim cookie-uri pentru a personaliza continutul si reclamele, pentru a oferi caracteristici specifice retelelor sociale si pentru a analiza traficul nostru. De asemenea, impartasim informatii despre felul in care ne utilizati site-ul, cu partenerii nostri de pe retelele sociale, de publicitate si de statistica in conformitate cu Politica de confidentialitate. Va puteti administra preferintele in Setari cookie.