Genetik & Genteknik

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

GENETIK
Ett människoägg som nyligen blivit befruktat ser inte mycket ut för omvärlden. Men i själva verket innehåller den all den information som man behöver för att skapa en individ. Redan efter bara några timmar har ägget påbörjat sin delning, och ur den växer det sakta fram en ny individ. Vem är individen?

Bakgrund

Ungefär samtidigt som Pasteur (som upptäckte samband mellan bakterier och sjukdomar) utförde sina experiment i Paris gjordes viktiga upptäckter på andra håll i Europa. Det var i ett kloster i Österrike där grunden för genteknik lades. Munken som bidrog med ytterligare en viktig del av livets pussel hette Gregor Mendel – och det var han som införde Mendels lagar. Mendel måste också ha haft gott om tid, otroligt tålamod, planeringsförmåga och en väldigt bra tur när han utförde sina experiment i klosterträdgården.
Han undersökte hur olika egenskaper fördes vidare från generation till generation. Till sina experiment valde han ärtplantor. Ärtplantorna är normalt självbefruktade, men Mendel förde i stället hjälp av en liten borste pollen från en planta till en annan. På så sätt kunde han kontrollera vilka föräldraplantorna var och korsa just de plantor han ville undersöka.
Mendel undersökte en egenskap åt gången. Under en rad år följde han egenskaper som plantronas längd, frönas färg och form. En högvuxen ärtplanta korsades med en kortvuxen. Mendel drog slutsatsen att avkomman borde bli medellängd. Till sin förvåning fann han att plantan blev högvuxen. Likaså korsade han en lilablommig planta med en vitblommig och även nu fick han sig en överraskning genom att plantorna bara blev lilablommiga. Dessa plantor korsades senare sinsemellan och resultatet blev att hälften av plantorna var vitblommiga och den andra hälften lilablommiga.
Han gjorde flera nya korsningar, studerade avkomman under flera generationer och bokförde alla sina resultat mycket noga. År 1866 publicerade han sina resultat i en tidning, men det var ingen som la märke till detta. Mest kanske för att man inte förstod vad det handlade om eller hur det kunde komma sig. Man insåg helt enkelt inte vilka avgörande slutsatser som Mendel hade dragit. Resultaten glömdes bort, men återuppfanns 1900, sexton år efter Mendels död.

Genom att man korsar individer med olika egenskaper och sedan studerar vilka egenskaper avkomman får, kan man lära en hel del om hur ärftligheten fungerar. Ofta gör man därefter nya korsningar med avkomman och försöket kan pågår i flera generationer.

Dominanta och recessiva anlag
Hos människor förekommer flera olika ögonfärger i många nyanser. Ögonfärgen är beroende av de anlag vi ärvt från våra föräldrar. Våra arvsanlag finns i kromosomerna och i varje kromosompar kommer den ena kromosomen från pappan och den andra från mamman. Båda dessa kromosomer innehåller anlag för ögonfärg, så man får alltså en ögonfärg från mamma och en från pappa. Den ögonfärg som därefter kommer synas, bestäms av vilken kombination av anlag man fått. Ifall man fått anlag för blå färg från både mamma och pappa, blir ögonfärgen blå. Ifall man har fått anlag för brun färg blir ögonfärgen brun.
Ifall man däremot har fått ett anlag för blå ögonfärg och ett anlag för brun ögonfärg kanske resultatet inte är lika självklart. Trots att man har båda anlagen blir man brunögd. Det är för att man säger att den bruna färgen dominerar över den blåa. Då är den bruna färgen dominant och den blåa recessiv. Vad man dock ska komma ihåg är att man fortfarande bär med sig anlag för blå ögonfärg.
När man beskriver anlag använder man bokstäver. I det här fallet med ögonfärg använder man till exempel "B" för brun ögonfärg som är dominant. Det skrivs med stor bokstav. För blå ögonfärg används "b" som är recessivt och skrivs med liten bokstav. För att man ska kunna beskriva vad som händer använder man ett korsningsschema.
Andra dominanta anlag är bland annat normal syn, grop i hakan, lockigt hår, fräknar och inåtböjda lillfingertoppar.

Cellen
Alla levande organismer är uppbyggda av celler, även om det så bara är ett encelligt djur, en växt eller en hel människa. Vissa celler, som till exempel en fågels cell, kan uppnå en avsevärd storlek, men oftast är cellerna bara 0,01-0,1 mm stora. Cellerna växer genom att producera protein, och förökar sig genom delning. På så sätt möjliggörs individens tillväxt och ersättningen av förbrukade celler. En cells ålder kan däremot variera mellan några få dagar till 120 dygn.
I cellen finns det vissa cellorgan, som också kallas organeller. Cellkärnan (1) är vanligen rund och finns i mitten av cellen. Det är den som styr cellens funktion, här finns alla instruktioner. Den information lagars i jättelika molekyler som kallas DNA. Cellkärnan tar också upp näringen och syret ur blodet.
Ribosomerna är bildningar som är en aning avlånga (2). Hit skickas det korta, begränsade avläsningar från cellens DNA. Dessa avläsningar är ritningar på hur vissa proteiner skall sättas samman. Sammansättningen av dessa proteiner sker just i ribosomerna. Då proteinet är färdigtillverkat skickas det till Golgieapparaten.
Golgieapparaten (4) är den plats dit de färdiga proteinerna förs för packetering. Proteinerna packas ihop och får sin tredimensionella struktur, som ger proteinet dess uppgift. Därefter skickas proteinet till den plats i cellen eller utanför celler där den har sin uppgift. De färdigtillverkade proteinerna kallas hormoner eller enzymer beroende på vilken uppgift de har.

Celldelningen
Det finns två olika typer av celldelning. Det förekommer dels vanlig celldelning och dels reduktionsdelning. Vanlig celldelning sker när kroppens celler förökar sig, ex när en ny tarmluddscell bildas. Reduktionsdelning sker endast i könscellerna, alltså då det gäller bildandet av mannens spermier och kvinnans ägceller.

Vanlig celldelning (Mitos)

1. DNA i cellkärnan syns. DNA ligger utlindat och dess sammanlagda längd är ungefär 3 meter.

2. Kromosomerna (DNA) börjar tvinna ihop sig samtidigt som cellkärnan luckras upp.


3. DNA börjar bublera (replikera) sig.

4. Cellkärnans vägg är nu upplöst och kärnspolar börjar dra i var sin uppsättning nybildade kromosomer.


5. Genmaterialet dras mot kärnspolarna

6. Två nya celler bildas och kärnan omger sig återigen med en vägg. Därefter tvinnar kromosomerna upp sig som trådar och cellerna liknar återigen tillstånd nr 1.


Reduktionsdelning (Meios)

1. DNA i cellkärnan syns.

2. Kromosomerna (DNA) börjar tvinna ihop sig samtidigt som cellkärnan luckras upp.

3. Som tidigare nämts finns en kromosomuppsättning från fadern och en från modern i sonens eller dotterns celler. Här ligger dessa kromosomer parvis. En kromosom dras mor den ena kärnspolen och den motsvarande andra dras mot den andra kärnspolen.

4. Cellkärnans vägg är nu upplöst och kärnspolar börjar dra i var sin uppsättning kromosomer.

5. Två nya spermier eller äggceller omger sig återigen med en vägg. Därefter tvinnar kromosomerna upp sig som trådar. Två nya spermier eller äggceller har bildats.

DNA (deoxiribunukleinsyra)
Till vänster ser vi återigen cellkärnan. Det som nu förstorats upp är cellkärnans DNA. Som man kan se så liknar DNA stegpinnar på en repstege. Repstegen innehåller fyra typer av steghalvor. Det finns A som står för adening, T som står för tymin, G som står för guamin och D som står för cytosin. A finns alltid ihop med T, och G står alltid med C.
Dessa kvävebaser kan förstöras av radiaktiv strålning, UV-strålning och vissa giftiga kemikalier. Om en hel stegpinne försvinner vet DNA inte hur den ska reparera sig själv. Resultatet blir de en muterad DNA. DNA bär då på en annan information. Oftast äts den kroppsfrämmande cellen upp av kroppens försvarssystem. I vissa svåra fall har cellens information ändrats och celldelningen kan tillåtas fortsätta. Det är då det uppstår cancer.
Men hur går då dubleringen av arvsanlagen till i detalj? Bilden till höger visar hur det går till. I cellen tillverkas färdiga kvävebaser (A, T, G och C). Dessa finns tillgängliga då cellen ska dublera sig. Som syns på bilden bildas det två repstegar av den ursprungliga repstegen.
DNA innehåller all information som kroppen behöver för att byggas upp och underhållas. Som nämndes ovan skickas delritningar på proteiner ut till ribosomerna.

Delritningen är en begränsad kopia av DNA. Som syns i bilden till höger öppnas DNA på valt avsnitt och låter en delritning kopieras. Avsnittet börjar alltid med en startkod och avslutas med en avslutningskod. På så sätt avgränsas informationerna till de olika proteinerna som senare kan byggas upp.

Delritning kallas RNA o...