Gen

molekulární nositel dědičné informace
Gen (anglicky: gene) - kódující oblast v segmentu eukaryotické DNA

Gen je základní jednotka dědičnosti. Geny jsou tvořeny DNA. Některé geny jsou instrukcí uvnitř buňky, jak tvořit molekuly bílkoviny. Ne všechny geny kódují bílkoviny. Nekódující DNA představuje 99% celkové DNA.

Gen je tvořen stovkami až miliony nukleotidů. Například lidský genom má přes 3 miliardy nukleotidů, ale jen 20 000 – 25 000 genů.

Každý člověk má dvě kopie stejného genu. Jedna se dědí po matce a druhá po otci. Alely jsou formy stejného genu s mírně odlišnou sekvencí nukleotidů.

Mnoho genů je pro všechny lidi stejných. Jen asi 1% (200 genů) je různě odlišných. Rozdíly u těchto genů způsobují, že každý jedinec je unikátní osobností.

Historie slova genEditovat

Naši předkové mluvili o dědičnosti znaků a faktorech, které na dědičnost působí. Prvním člověkem, který převedl dědičnost znaků do matematické podoby, byl Mendel.

William Bateson byl velkým zastáncem Mendela, poprvé použil slovo genetika v dopise. Snažil se vymyslet nové slovo pro faktory dědičnosti znaků, o kterých psal Mendel.

V roce 1909 bylo vytvořeno slovo „gen (gene)“ a to dánským botanikem Willhelmem Johansenem. Nazýval tak Mendelovy jednotky dědičnosti, přičemž rozlišoval genotyp (faktor mající vliv na dědičnost znaků) a fenotyp (jak znak samotný vypadá u jedince).

Dnes slovem genotyp nazýváme celou kolekci genů jedince.

Slovo fenotyp dnes znamená fyzikálně pozorovatelné znaky organismu.

MajorgenEditovat

A: Monogenní dědičnost (monogenic inheritance) – znak je způsoben jediným genem. Gen se nazývá majorgen (major gene).

Znaky děděné jediným genem nejsou ovlivněny vnějším prostředím ani žádným jiným vlivem.

Jedná se o kvalitativní znaky jako je například barva květu popsaná Mendelem.

PolygenEditovat

B: Polygenní dědičnost (polygenic inheritance, multiple gene inheritance) – na fenotypický projev znaku má vliv mnoho genů.

Polygen je jedním z mnoha genů podílejících se na znaku.

Jedná se o kvantitativní znaky jako například výška, odstín pleti atd.

Polygeny jsou pleiotropní, což znamená, že jeden gen kóduje více znaků (např. kóduje více barev současně).

Polygeny nejsou epistatické, což znamená, že jejich projev (znak) není podmíněný existencí jiných genů. (Epistatický gen je skrytý, neprojeví se fenotypicky, pokud není přítomný jiný gen.) Polygeny se projeví vždy, pokud jich je dostatečné množství a správné kombinace.

C: Multifaktoriální dědičnost (multifactorial inheritance) na znaku se podílí polygeny plus prostředí. Prostředí (např. výživa, hormony, životní styl) má vliv na projev polygenů (například výšku postavy, obezitu).

MinorgenEditovat

D: Oligogenní dědičnost (Oligogenic inheritance) –  na znak (fenotypický projev) může mít vliv více genů, ale nemusí. Současně se může na projevu podílet i prostředí.

Minorgen (minor gene) je jakýkoli gen, který se při oligogenní dědičnosti neprojeví zcela nebo se projeví jen u menší části populace. Minor geny jsou typické pro oligogenní dědičnost, tvoří její podstatnou část.

Penentrance genu vyjadřuje jak moc se konkrétní gen projeví. Pokud je u konkrétního jedince penentrance genu rovna číslu 1, znamená to, že se gen chová jako major gen. Že se jedná o oligogenní dědičnost se pozná ze statistických údajů, kdy se projeví jen u části populace nebo má kvantitativní rozměr.

Expresivita genu vyjadřuje míru, kterou se projeví na znaku. Jedná se intenzitu projevu.

Znak a genEditovat

Genetický kód je soubor pravidel, která platící uvnitř živé buňky při tvorbě bílkovin.

Obrázek genu ukazuje, jak se pomocí mnoha tisíc exonů a intronů přepisuje informace genetického kódu z DNA na RNA. To je první z mnoha kroků, která informaci z genu přetvoří ve znak.

Kompletní genom lidstva známe. Fenotyp umíme popsat, ale jen u malé části genů jsme odhalili fenotypickou odezvu. Výzkum v této oblasti patří k těm nejrychleji se rozvíjejícím oborům genetiky.

Genotyp (G) je dán sekvencí DNA. Epigenetika (EP) je součást dědičnosti, přestože nemá základ v sekvenci DNA. Prostředí (E) mění fenotyp (F)

Platí vzorec: F=G+E+EP

Šlechtitelsví a plemenařina sledují výnosy a užitkovost. Hledají geny, které zvýší prosperitu. Příroda nic takového nezná. Mnoho znaků, které spolu často vůbec nesouvisí, se nazvou jediným pojmem (například dojivost) a pak se hledají geny, které je ovlivňují. Výsledky mohou být ekonomicky ohromující, ale z vědeckého hlediska jsou často zavádějící.

Související článkyEditovat

Externí odkazyEditovat