Ģenētika

Ģenētika ( (genētikos) — 'uz dzimšanu vai izcelšanos attiecīgs') ir zinātne par gēniem, iedzimtību un organismu dažādību. Vārds "ģenētika" pirmo reizi tika lietots, lai aprakstītu iedzimtības studēšanu un variāciju zinātni. Terminu piedāvāja izcilais britu zinātnieks Viljams Betsons (William Bateson), pirmoreiz to lietojot personiskā vēstulē ģeologam Ādamam Sedžvikam (Adam Sedgwick) 1905. gada 18. aprīlī. Betsons terminu "ģenētika" publiski pirmoreiz lietoja Trešajā Starptautiskajā ģenētikas konferencē Londonā 1906. gadā.

Zināšanas par ģenētiku cilvēki izmantoja jau aizvēsturē, veicot augu un dzīvnieku selekciju un pavairošanu. Mūsdienu pētījumos ģenētika strauji attīstās un nodarbojas, piemēram, ar specifisku gēnu funkciju izpēti, gēnu mijiedarbības analīzi. Organismos ģenētiskā informācija galvenokārt tiek pārnēsāta hromosomās, kur tā ir iekļauta dezoksiribonukleīnskābes (DNS) molekulu ķīmiskajā struktūrā (ir arī mitohondriālā DNS, kas atrodas mitohondrijos, nevis šūnas kodolā).

Gēni kodē informāciju, kas nepieciešama olbaltumvielu sintezēšanai no aminoskābēm. Olbaltumvielas savukārt nosaka organisma uzbūvi un izskatu.

Gēns satur instrukcijas par to, kā uzbūvēt noteiktu olbaltumvielu, tādējādi gēns ir kodējums olbaltumvielai. Princips "viens gēns, viens olbaltumviela" ir uzskatāms par vienkāršojumu, jo viens gēns var ražot vairākus produktus, atkarībā no tā, kā tā ieraksts tiek regulēts.

Pamatojoties uz DNS gēnu kodu (nukleotīdu sekvenci), ar īpašu fermentu — RNS polimerāžu — palīdzību tiek sintezētas ribonukleīnskābes (RNS). Šo procesu sauc par transkripciju. Lai sintezētu olbaltumvielas, nepieciešamas dažādu veidu RNS. Informatīvā RNS (iRNS) tieši kodē olbaltumvielu aminoskābju secību. Olbaltumvielu sintēzi uz iRNS ribosomās sauc par translāciju. Ribosomu RNS jeb rRNS ir ribosomu uzbūves pamats, bet transporta RNS (tRNS) kalpo aminoskābju nogādāšanai uz ribosomām.

Ģenētika nosaka daudz (bet ne visu) par organisma, ieskaitot cilvēkus, izskatu un, iespējams, arī to, kā viņi uzvedas. Apkārtējās vides atšķirības un nejauši faktori arī to iespaido. Identiskajiem dvīņiem, kloniem, kas rodas, embrijam pārdaloties agrā attīstības stadijā, ir vienāda DNS, bet dažādas personības un pirkstu nospiedumi. Ģenētiski identiski augi, kas aug aukstākā klimatā, mēdz būt īsāki un mazāk sulīgi.

Vēsture 
Par mūsdienu ģenētikas pamatlicēju uzskata Gregoru Mendeli, kurš pētīja īpašību pārmantojamību augos. Savā rakstā "Versuche über Pflanzenhybriden" ("Eksperimenti augu hibridizācijā"), kas tika prezentēts 1865. gadā Brno Dabas Vēstures Biedrībai, Gregors Mendelis izsekoja noteiktu īpašību iedzimtības modeļus zirņos un parādīja, ka tie var tikt izteikti matemātiski. Lai gan ne visās iezīmēs parādās šie Mendeļa iedzimtības modeļi, viņa darbā tika ieteikts iedzimtības studēšanai izmantot statistiskus datus. Kopš tā laika atklātas vairākas daudz sarežģītākas iedzimtības formas.

Mendeļa darba nozīme netika izprasta, līdz 20. gadsimta sākumā viņa pētījumus no jauna atklāja citi zinātnieki, kas strādāja ar līdzīgām problēmām.

Mūsdienās ir zināms, ka dažāda mantojama informācija tiek pārnēsāta DNS, izņēmums ir vīrusi, kas pārnēsā informāciju RNS. Manipulējot ar DNS, var pārveidot iedzimtības iezīmes un organismu variāciju.

Nozīmīgu atklājumu hronoloģija 

 1859 Čārlzs Darvins izdod darbu "Sugu Izcelšanās"
 1865 Gregora Mendeļa raksts "Versuche über Pflanzenhybriden"
 1903 Tiek atklāts, ka hromosomas ir iedzimtības vienības
 1906 Publiski tiek lietots jēdziens "ģenētika", britu biologs Viljams Beitsons, Trešā Starptautiskā ģenētikas konference, Londona
 1910 Tomass Hants Morgans pierāda, ka gēni pieder hromosomām
 1913 Alfrēds Sturtevants izveido pirmo hromosomas ģenētisko karti
 1913 Gēnu kartes rāda hromosomas, ar lineāri sakārtotiem gēniem
 1918 Ronalds Fišers sagatavo rakstu par savstarpējām saistībām starp radiniekiem — sākas modernā sintēze
 1927 Fizikālas izmaiņas gēnos nosauc par mutācijām
 1928 Fredriks Grifits pierāda DNS lomu
 1931 Krustošana ir rekombināciju cēlonis
 1941 Edvards Lourijs Tatums un Georgs Vells Bīdls atklāj olbaltumvielu gēnu kodu
 1944 Osvalds Teadors Avērijs, Kolins Makleods un Makleins Makartijs izdala DNS kā ģenētisko materiālu
 1950 Ervins Čargafs parāda, ka 4 nukleotīdi nav sastopami nukleīnskābē stabilās proporcijās, bet ka daži galvenie likumi tiek ievēroti
 1952 Eksperimenti pierāda, ka ģenētiskā informācija bakteriofāgos ir DNS
 1953 Džeimss Votsons un Frānsiss Kriks pierāda, ka DNS struktūra ir stingra dubultā spirāle
 1956 Jo Hins Tjio un Alberts Levans konstatē, ka hromosomu skaits cilvēkiem ir 46
 1961 Ģenētisko kodu sakārto trijotnēs (nukleotīdu tripletos)
 1964 Hauards Temins parāda, izmantojot RNS vīrusus, ka Vatsona centrālā dogma ne vienmēr ir patiesa
 1970 Ierobežoti fermenti tiek atklāti baktēriju izpētē, kas ļauj zinātniekiem izgriezt un kopēt DNS
 1977 DNS ir pirmo reizi sakārtota secībā, to izdara Frederiks Sengers, Valters Gilberts un Allans Maksams, kuri strādāja neatkarīgi
 1983 Karijs Banks Mullis atklāj polimerizācijas ķēdes reakciju, kas atļauj pagarināt DNS
 1985 Aleks Džefrijs atklāj "ģenētisko pirkstu nospiedumu"
 1989 Francis Kollins un Lap-Čē Tsuis sakārto secībā pirmo cilvēka gēnu
 1995 Heamophilus influenzae ir pirmais brīvi dzīvojoša organisma secībā sakārtotais genoms
 1998 Pirmais secībā sakārtotais vairākšūnu organisma genoms
 2001 Pirmie cilvēka gēnu sakārtošanas projekti
 2003 Veiksmīga Cilvēka genoma projekta 99% sakārtošana ar 99,99% precizitāti

Ārējās saites 

 genetika | Medicīnas termins