Genetyka – informacja genetyczna i prawa Mendla

Jesteś tegorocznym maturzystą? Sięgnij po nasz kurs przygotowujący do matury z biologii i miej pewność, że ta dziedzina nie będzie mieć przed Tobą żadnych tajemnic!

Jednym z kluczowych pojęć w genetyce jest informacja genetyczna. Jest to informacja na temat kolejności aminokwasów w białkach organizmu oraz pośrednio o jego cechach, zapisana w DNA. Cząsteczka DNA składa się z miliardów par nukleotydów. Ich kolejność, czyli sekwencja nukleotydów, nie jest przypadkowa. Reguły zapisu tej sekwencji określa się pojęciem kodu genetycznego. Kod genetyczny jest trójkowy, co oznacza, że trzy kolejne nukleotydy określają dany aminokwas i tworzą kodon. Oprócz kodonów kodujących rodzaj aminokwasu, istnieją kodony STOP, które kończą syntezę cząsteczki białka.

Odszyfrowywanie kodu genetycznego, czyli proces odczytywania informacji genetycznej, nosi nazwę ekspresji genu. Ekspresja genu prowadzi do powstania zakodowanego przez dany gen białka i składa się z kilku etapów. Najistotniejszym z nich jest rozszyfrowanie kodu genetycznego, czyli translacja, która zachodzi w rybosomie. Pierwszy etap określa się jako transkrypcję. W jej procesie informacja genetyczna jest przepisywana w jądrze komórkowym na kwas rybonukleinowy. Dwie nici DNA zostają rozplecione i do jednej z nich zostaje dobudowany kwas mRNA zgodnie z zasadą komplementarności, z tym, że zamiast tyminy dołączany jest uracyl. W ten sposób informacja zawarta w sekwencji nukleotydów DNA zostaje wiernie przepisana na mRNA. Powstałą w taki sposób cząsteczkę mRNA nazywa się transkryptem. Transkrypt trafia do cytoplazmy, gdzie łączy się z rybosomem. Na rybosomie dochodzi do syntezy białka na podstawie informacji zawartej w transkrypcie. Wówczas w procesie translacji kolejność nukleotydów jest tłumaczona na kolejność aminokwasów, do czego dochodzi przy uczestnictwie kwasu tRNA, który dostarcza odpowiednie aminokwasy. 

Informacja genetyczna jest przekazywana organizmom potomnym. Reguły przekazywania cech dziedzicznych zostały sformułowane przez Gregora Mendla. Zgodnie z pierwszym prawem Mendla (prawem czystości gamet), każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu. Oznacza to, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym allelu z każdej pary. Drugie prawo Mendla (prawo niezależnej segregacji cech) stanowi natomiast, że geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli. W związku z tym w drugim pokoleniu potomnym obserwuje się rozszczepienie fenotypów.