Biologie

Genomické DNA

předtím, Než diskutovat o kroky, buňky se musí zavázat k replikaci, hlubší pochopení struktury a funkce buňky je genetická informace je nezbytné. DNA buňky, zabalená jako dvouvláknová molekula DNA, se nazývá její genom. V prokaryotách je genom složen z jediné dvouvláknové molekuly DNA ve formě smyčky nebo kruhu (Obrázek 1). Oblast v buňce obsahující tento genetický materiál se nazývá nukleoid., Některé prokaryoty mají také menší smyčky DNA nazývané plazmidy, které nejsou nezbytné pro normální růst. Bakterie mohou tyto plazmidy vyměňovat s jinými bakteriemi, někdy dostávají prospěšné nové geny, které může příjemce přidat do své chromozomální DNA. Antibiotická rezistence je jedna vlastnost, která se často šíří bakteriální kolonií prostřednictvím plasmidové výměny.

Obrázek 1. Prokaryoty, včetně bakterií a archaea, mají jediný Kruhový chromozom umístěný v centrální oblasti zvané nukleoid.,

Obrázek 2. V ženské lidské somatické buňce je 23 párů homologních chromozomů. Kondenzované chromozomy jsou vnímány v rámci jádra (nahoře), odstraní z buňky v mitóze a rozprostřené na snímku (vpravo), a uměle uspořádány podle délky (vlevo), uspořádání se nazývá karyotyp. Na tomto obrázku byly chromozomy vystaveny fluorescenčním skvrnám pro diferenciaci různých chromozomů., Metoda barvení nazvaná „chromosom painting“ používá fluorescenční barviva, která zvýrazňují chromozomy v různých barvách. (kredit: National Human Genome Project/NIH)

U eukaryot, genom se skládá z několika dvouvláknová lineární DNA molekuly (Obrázek 2). Každý druh eukaryot má charakteristický počet chromozomů v jádrech svých buněk. Buňky lidského těla mají 46 chromozomů, zatímco lidské gamety (spermie nebo vejce) mají každý 23 chromozomů. Typická tělesná buňka, nebo somatická buňka, obsahuje dvě odpovídající sady chromozomů, konfigurace známá jako diploidní., Písmeno n se používá k reprezentaci jednu sadu chromozomů, a proto, diploidní organismus je určený 2n. Lidské buňky, které obsahují jednu sadu chromozomů se nazývají gamety, nebo pohlavní buňky; to jsou vajíčka a spermie, a jsou určené 1n, nebo haploidní.

odpovídající páry chromozomů v diploidním organismu se nazývají homologní („stejné znalosti“) chromozomy. Homologní chromozomy mají stejnou délku a mají specifické nukleotidové segmenty nazývané geny na přesně stejném místě nebo lokusu., Geny, funkční jednotky chromozomů, určují specifické vlastnosti kódováním specifických proteinů. Vlastnosti jsou variace těchto charakteristik. Například Barva vlasů je charakteristická rysy, které jsou blond, hnědé nebo černé.

každá kopie homologního páru chromozomů pochází od jiného rodiče; proto samotné geny nejsou totožné. Variace jedinců v rámci druhu je způsobena specifickou kombinací genů zděděných od obou rodičů., Dokonce i mírně změněná sekvence nukleotidů v genu může mít za následek alternativní rys. Například, tam jsou tři možné sekvence genů na lidském chromozomu, že kód pro typ krve: sekvence, sekvence B, a posloupnost. Protože všechny diploidní lidské buňky mají dvě kopie chromozomu, který určuje krevní skupinu, krevní typ (vlastnost) je určen tím, které dvě verze marker gen se dědí., Je možné mít dvě kopie téhož genu sekvence na obou homologních chromozómech, s jedním na každé (například, AA, BB, nebo OO), nebo dvě různé sekvence, jako je AB.

drobné variace vlastností, jako je krevní typ, Barva očí a handedness, přispívají k přirozené variaci nalezené v rámci druhu. Pokud je však porovnána celá sekvence DNA z jakéhokoli páru lidských homologních chromozomů, rozdíl je menší než jedno procento., Pohlavní chromozomy, X a Y, jsou jedinou výjimkou z pravidla homologních chromozomů jednotnost: Jiné než malé množství homologie, že je nutné přesně produkují gamety, geny na X a Y chromozomy jsou různé.