Po co nam geny?

genetyka

Po co nam geny?

Jesteśmy złożeni z białek, a przepis na nie jest ukryty w DNA.

Geny są niezbędne, by nasz organizm mógł produkować białka. To jak choćby przenosząca tlen hemoglobina – majstersztyki ewolucji. Są dobrze przystosowane do swoich roli i gdyby wyglądały chociaż trochę inaczej, przeważnie by nie działały. Dlatego każdy młody organizm dostaje od rodziców geny, dzięki którym od razu „wie”, jak mają wyglądać jego białka.

Żeby jednak jakiekolwiek białko mogło powstać na podstawie DNA, trzeba przepisać z niego informację na RNA matrycowe (to tzw. proces translacji w jądrze komórkowym). Następnie m-RNA dojrzewa i wędruje do cytoplazmy komórki, tam przyczepiają się do niego małe „fabryki” białek, czyli rybosomy. W rybosomie do m-RNA przyłączają się cząsteczki RNA transportowego, wyglądem przypominające „koniczynki”. Przynoszą następne aminokwasy i doczepiają je do wcześniejszych. Dzięki temu tworzy się białko.

O tym, jakie aminokwasy, w jakiej kolejności, będą doczepione, decyduje kod genetyczny. Trójki zasad nukleinowych na m-RNA tworzą kodony, do których pasują tylko określone t-RNA, z wystającym odpowiednim antykodonem. Podobnie do określonych t-RNA przyczepiają się tylko wybrane aminokwasy.

Na jednej nici matrycowego RNA przyczepia się równocześnie wiele rybosomów i powstaje wiele takich samych białek.

Co koduje kod genetyczny?

Dzięki niemu na podstawie genów tworzą się białka. Kod genetyczny mówi, jak odczytać informację niesioną przez 3,2 miliarda par zasad, które jak koraliki tworzą nasz genom. Żeby te „koraliki” miały sens i działały, muszą istnieć wyraźne reguły ich odczytywania. Kod genetyczny jest trójkowy – podstawową jednostką informacji są trójki „koralików-zasad”. Istnieją cztery rodzaje zasad (A, T, C i G), łatwo więc obliczyć, że są 43, czyli 64 różne możliwości ułożenia zasad trójkami. Każda taka trójka, zwana kodonem, jest odczytywana przez specjalną „maszynerię” komórki i oznacza jeden aminokwas. 61 kodonów informuje, jaki aminokwas trzeba przyczepić do łańcucha powstającego białka. Trzy kodony mają znaczenie specjalne – są sygnałem: „stop, koniec białka!”. Początek białka jest zapisywany przez kodon aminokwasu metioniny, poprzedzony pewnymi szczególnymi sekwencjami zasad. Mówi się też, że kod jest zdegenerowany. Aminokwasów, z których są zbudowane nasze białka, jest tylko 20 – czyli trzy razy mniej niż kodonów! Jak z tego wybrnąć? Niektóre aminokwasy są zapisywane kilkoma różnymi kodonami. Zwykle kodony zapisujące ten sam aminokwas mają pierwsze dwie zasady takie same, trzecią – inną.

genetykaW jaki sposób sprawdzić swój kod genetyczny?

Sprawdzanie kodu genetycznego każdego z nas nie ma żadnego sensu. Nie warto tego robić, gdyż wszyscy mamy jednakowy kod. Genetycy mówią, że jest on identyczny nie tylko u ludzi, ale również u innych żywych stworzeń, np. chomików, truskawek czy bakterii.Odmienna dla każdego człowieka jest zaś sekwencja zasad w DNA, nukleotydy w łańcuchu DNA układają się w innej kolejności u każdego człowieka (wyjątkiem są bliźniaki jednojajowe). Sprytna analiza tej sekwencji, nawet bez jej odczytywania, pozwala odróżniać ludzi np. w laboratoriach sądowych, policyjnych, archeologicznych. Nukleotydy, z których składa się genom człowieka, działają zawsze według tego samego kodu. Różnica między sekwencją genów a kodem genetycznym jest mniej więcej taka, jak między treścią książki a alfabetem użytym do zapisu.

Z jakiego powodu geny są samolubne?

Jak twierdzi ewolucjonista Richard Dawkins, ludzie są tylko efektem ubocznym istnienia genów, przypadkowo powstałymi „wehikułami”, które pozwalają im się powielać. To wyjaśniałoby, dlaczego tak wielką część DNA różnych organizmów stanowią niczemu nie służące „śmieci” (np. w genomach roślinnych ilość tego DNA dochodzi do 80%). Według Dawkinsa, geny są „samolubne”, co oznacza, że ich podstawową funkcją jest kopiowanie się, a nie sprawowanie kontroli nad metabolizmem organizmów.

Dziwne wytwory genetyków

Pozwalają poznawać prawa natury i przynoszą zyski

Muszki z nogami na głowie

Pewna mutacja trzeciego chromosomu muszki owocowej Drosophila melano-gaster może powodować, że zamiast oczu zwierzęciu wyrasta dodatkowa para nóg. Jaki pożytek z takich „potworów”? Dzięki nim odkryto bardzo ważną dla rozwoju wszystkich zwierząt grupę genów zwanych homeotycznymi, sterujących rozwojem poszczególnych części ciała.

KotKot dla alergików

Jedna z firm biotechnologicznych w USA planuje wprowadzić na rynek koty, które nie powodują uczuleń, bo mają unieczynniony gen odpowiedzialny za produkcję alergizującego białka skóry. Takie zwierzęta byłyby bezpieczne dla osób uczulonych na koty.

Słodkie ogórki i pomidory

Do „normalnych” roślin wprowadza się geny słodkich białek, występujących naturalnie w owocach tropikalnych roślin.

Ziemniaki trujące stonki

Zawierają gen toksyny Bt wytwarzanej przez bakterie Bacillus thuringiensis, trującej dla insektów, np. stonek, ale zupełnie nieszkodliwej dla ludzi i innych ssaków.

Bakterie leczące owrzodzenie jelit

Transgeniczne bakterie Lacfococcus lactis podane w jedzeniu mają zwiększać odporność śluzówki jelit. To mikroby naturalnie występujące w naszych jelitach, ale udoskonalone o gen, dzięki któremu wytwarzają lek interleukinę-10.

Świecą na zielono

Włączając do genomu ziemniaka gen fluoryzującego białka meduzy Aequorea victoria stworzono roślinę, która sygnalizuje, kiedy zaczyna jej brakować wody. W tradycyjnych uprawach widać to dopiero gdy ziemniaki już przywiędną, można jedynie nie dopuszczać do tego podlewając je „na zapas”. Świecące ziemniaki pozwalałyby oszczędzać wodę.