Henetika

Ang henetika (mula sa Griyegong genetikos,  o "pinagmulan") ay ang agham ng mga hene (gene, genes), pamanang katangian at pagkakaiba-iba ng mga organismo. Ang katagang “henetika” ay unang iminungkahi upang ipaliwanag ang pag-aaral ng mga namamanang katangian at ng agham ng pagkakaiba-iba ng mga organismo ng bantog na Britanyong siyentipiko na si William Bateson sa kanyang liham kay Adam Sedgwick na may petsang 18 Abril 1905.  Unang ginamit ni Bateson ang katagang “henetika” sa publiko noong 1906 sa Pangatlong Pandaigdigang Pagpupulong sa Haybridisasyon ng mga Halaman na naganap sa (Londres, Ingglatera).

Ang henetika ang pag-aaral ng mga hene, kung ano ang bumubuo sa mga ito, paano sila gumaganap, paano sila naipapasa mula sa mga magulang patungo sa mga anak, at paano sila nagbabago.

 Paglalarawan 
Ang buhay sa mundo ay isang walang-katapusang tanikala, dahil bawat salinlahi ay kakawing ng nakalipas na henerasyon sa pamamagitan ng isang hibla ng buhay na sustansiya.  Nagbibigay at nagiiwan ang mga magulang na organismo sa kanilang mga anak ng mga bahagi nila upang makapagsimula ang mga anak na ito ng sarili naman nilang mga anak.  Nababatay at nakaayon sa mga "utos" ng mga sustansiyang namana mula sa mga magulang ang pagunlad at paglaki ng isang bagong indibidwal. Natatagpuan ang mga "kautusang" ito sa malaking molekulang tinatawag na hene (o gene).

 Mga pamanang katangian 
Ang pamanang katangian at pagkakaiba-iba nito ang bumubuo sa henetika.  Ginamit ng tao ang kaalaman nito sa henetika bago pa man ang kasaysayan sa kanyang paghahayupan at paghahalaman.  Sa makabagong pananaliksik, nagbibigay ng mahalagang kasangkapan ang henetika sa pananaliksik sa gawain ng isang partikular na hene, katulad ang pagsusuri ng mga pagniniig ng mga hene.

 Ang mga hene 
Sa loob ng mga organismo, karaniwang dala ng mga kromosoma ang mga henetikong impormasyon na ipinakikita bilang kimika ng mga partikular na molekula ng DNA (deoxyribonucleic acid).
Ang mga hene ang nagdidikta sa mga impormasyong kailangan upang maiayos ang mga aminoasidos sa pagbuo ng proteina na sa lumaon ay may malaking papel sa pagtiyak ng penotipo (phenotype) o itsurang pisikal na isang organismo.  Sa mga diploideng organismo, ang alelong  dominante  (dominant allele) sa isang kromosoma ay nagkukubli sa pagpapahiwatig ng isang mahinang henes (recessive gene) sa kahati nitong henes.

Ang salitang “magtakda” sa henetika ay karaniwang ginagamit upang ipakahulugan na ang isang hene ay naglalaman ng mga instruksiyon kung paano makabubuo ng isang partikular na proteina tulad ng “nagtatakda ng hene para sa proteina”.  Ang kaisipang “isang hene, isang proteina” ay sinasabing pinapayak na paliwanag lamang.   Halimbawa, ang isang nag-iisang henes ay maaring makabuo ng iba’t-ibang produkto depende kung papaano sinupil ang transkripsiyon nito.   Ang kodigo ng hene (gene code) sa pagkakaayos ng mga nucleotide na mRNA, tRNA at rRNA ay kinakailangan sa sintesis ng proteina.

Maraming mga uri at bilang ng mga hene. Naglalaman ang bawat uri o espesye ng iba't ibang mga hene.  Sa bawat panahon ng paggawa ng anak o reproduksiyon, nagpapasa ang mga magulang ng ilang bungkos ng mga hene sa kanilang mga supling.  Subalit may maliit na pagkakaiba ang bawat bungkos mula sa iba pang mga bungkos ng mga hene na ipinasa ng parehong pares ng magulang.  Dahil dito, kapag nagkaanak ang mga magulang ng ilang bilang ng mga supling, matutuklasan ng mga magulang na ito, mahigit-kumulang, na mayroon silang pagkakatulad o pagkakahawig sa kanilang mga anak, bagaman natatangi ang bawat anak.

150px|thumb|Ang kulay ng pusa ay nag-iiba dahil sa mga henes nito.

Ang mga hene ang nakaalam ng mga ninuno ng isang organismo lalo na sa tao. Ang mga hene ng isang patay ng tao ay pwedeng i-kumpara sa mga buhay na tao para malaman ang mga kalahi o kamaganak niya dahil ang mga hene ay mag-kaparehas lang sa mga mag-kalahi.

 Mga katungkulan ng hene 

Maraming tinitiyak (ngunit hindi lahat) ang henetika sa itsura ng mga organismo kasama ang tao.  May papel rin ang pagkakaiba ng kapaligiran at mga bagay na walang direksiyon.  Ang monosigotikong kambal (“identical twins”), ay klona na bunga ng maagang paghahati ng isang bilig.  Mayroong parehong DNA ang mga kambal ngunit magkaiba ng ugali at markang-daliri.  Ang mga halamang henetikong magkapareho na pinalaki sa malamig na klima ay mayroong maikli at less-saturated (hindi gaanong tigib) na mga asidong matataba upang maiwan ng paninigas nila kumpara sa pinalaki sa normal na kondisyones.

 Kasaysayan ng larangan 
Sa kanyang sulating may pamagat na  "Versuche über Pflanzenhybriden" ("Mga Eksperimento sa Hibridisasyon ng Halaman") na inilathala noong 1865 sa Brunn Natural History Society,  ipinakita ni Gregor Mendel (isang monghe) ang mga padron ng ilang namamanang katangian ng halamang habitsuwelas at kanyang ipinakita na maipaliliwanag ito sa pamamagitan ng paggamit ng matematika.  Kahit na hindi sumusunod sa padrong ito ang lahat ng katangian ng pamanang Mendelyano,  ipinakita ng kanyang saliksik ang kainaman sa paggamit ng estadistika sa pag-aaral ng namamanang katangian.  Mula noon marami pang mas kumplehong porma ng namamanang katangian ang ipinakita.

Ang kahalagahan ng trabaho ni Mendel ay naunawaan lamang lubos matapos dumating ang bungad ng siglo 20 at pagkamatay niya, nang matagpuang muli ang resulta ng kanyang pananaliksik ng ibang siyentipiko na nanaliksik sa mga kamukhang suliranin.

Hindi naunawaan ni Mendel ang kalikasan ng mga namamanang katangian.  Ating alam ngayon na dala ng DNA ang ilang namamanang impormasyon.  (Sa mga retrobirus kasama ang mga birus ng trangkaso, onkobirus, HIV at marami pang ibang birus ng mga halaman na nasa RNA.) Ang manipulasyon ng DNA ay magkapagbabago sa namamanang katangian ng maraming organismo.

 Mga natuklasan sa loob ng paglakad ng panahon 
Isa itong talaan ng mga mahahalagang pangyayaring may kaugnayan sa larangan ng henetika:
TaonPangyayari1859Nalimbag ang aklat na The Origin of Species ni Charles Darwin.<center>1865Inilathala ang Experiments on Plant Hybridization ni Gregor Mendel.  <center>1869Natuklasan ang isang mahinang asido ni Friedrich Miescher sa loob ng mga nukleyo (pula) ng mga puting selula ng dugo na tinatawag ngayong DNA (Hartl and Jones).  1880 hanggang 1890Ipinakita nina Walther Flemming, Eduard Strasburger, at Edouard van Beneden ang distribusyon ng kromosoma habang naghahati ang selula.<center>1903Natuklasan ang mga kromosoma na may mga namamanang yunit ito.1906Unang ginamit sa publiko ang katagang “henetika” ni  William Bateson, isang biyologong Britanyo sa Third International Conference on Plant Hybridization sa Londres, Inglaterra.<center>1910Ipinakita ni Thomas Hunt Morgan na ang mga henes (genes) ay nananahan sa mga kromosoma at kanyang natuklasan na ang mga magkakawing na henes sa kromosoma na hindi sumusunod sa batas ni Mendel ng malayang paghihiwalay ng alelo (allele).<center>1913Gumawa ng unang henetikong mapa ng isang kromosoma si Alfred Sturtevant.  <center>1913Ipinakita ng mapa ng henes na ang mga kromosoma ay naglalaman ang tuwid na kaayusan ng mga henes.<center>1918Inilathala ni Ronald Fisher ang On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance – ang simula ng makabagong sintesis.<center>1927Tinawag na mutasyon ang pisikal na pagbabago sa henes.<center>1928Natuklasan ni Frederick Griffith ang isang namamanang molekula na naililipat sa ibang bakterya (tingnan ang eksperimento ni Griffiths). <center>1931 Ang pagtawid ang dahilan ng rekombinasyon (tingnan: Barbara McClintock at sitohenetiko). <center>1941Ipinakita nina Edward Lawrie Tatum at George Wells Beadle na ang mga henes ang nagtatakda sa mga proteina.<center>1944Naihiwalay ang DNA nina Oswald Theodore Avery, Colin McLeod at Maclyn McCarty bilang henetikong materyal (na noon ay tinawag na prinsipyong makapagpapabago).  <center>1950Ipinakita ni Erwin Chargaff na ang apat na nucleotides na matatagpuan sa asido nukleiko ay walang panatag na proporsyon subalit ang ilang batas nito ay matatag (halimbawa, ang nucleotide bases ng Adenine-Thymine at Cytosine-Guanine ay laging magkatumbas sa proporsyon nila)  Natuklasan ni  Barbara McClintock ang transposons sa mais.<center>1952Pinatunayan ng Hershey-Chase experiment na ang henetikong impormasyon ng mga phages (at lahat ng iba pang organismo) ay ang DNA. <center>1953 Nalutas nina James D. Watson at Francis Crick, at sa tulong ni Rosalind Franklin na ang estruktura ng DNA ay isang double helix (dalwahing helise). <center>1956Itinakda nina Jo Hin Tjio at Albert Levan ang tamang bilang ng kromosoma ng tao ay 46.<center>1958Ipinakita ng Meselson-Stahl experiment ang DNA ay magagawa o makokopya.<center>1961Ang henetikong kodigo ay natuklasang nakaayos ng patatlo (triplet). <center>1964 Ipinakita ni Howard Temin na gumagamit ng RNA viruses na hindi lubos na totoo ang sentral na dogma ni Watson.  <center>1970 Natuklasan ang ensimang restriksiyon sa pag-aaral ng isang bakterya, Haemophilus influenzae,  na nagbunsad sa kaalamang upang mapagguput at mapagdikit ang DNA ng mga siyentipiko.  <center>1972Si Walter Fiers at kanyang grupo sa Laboratory of Molecular Biology of the University of Ghent (Gante, Belhika) ang unang nakatiyak sa ayos ng isang henes: ang henes ng protinang nakabalot sa Bacteriophage MS2.  <center>1976Nalaman ni Walter Fiers at kanyang grupo ang buong ayos ng nucleotide ng Bacteriophage MS2-RNA.<center>1977 Unang inalam ang ayos ng DNA nina Fred Sanger, Walter Gilbert, at Allan Maxam na magkakahiwalay na nanaliksik nito.  Lubos ng nalaman ang ayos ng henoma ng Bacteriophage Φ-X174 ng laboratoryo ni Sanger.<center>1983 Natuklasan ni Kary Banks Mullis ang polymerase chain reaction  na nagbunsad sa pagpapadali sa amplipikasyon (pagpaparami) ng DNA sa laboratoryo. <center>1985 Natuklasan ni Alec Jeffreys ang  genetic finger printing.<center>1989 Ang unang henes ng tao ay iniayos nina Francis Collins at Lap-Chee Tsui. Ito ang nagtatakda sa proteinang CFTR. Ang depekto sa henes na ito ang sanhi ng cystic fibrosis.<center>1995 Ang henoma ng Haemophilus influenzae ang unang henomang naisaayos mula sa isang malayang buhay na organismo  <center>1996Inilathala na ang saccharomyces cerevisiae ang unang eukaryotang henoma na naisaayos. <center>1998Ipinalabas ang unang genomang naisaayos mula sa isang multiselulang eukaryota, C. elegans.<center>2001Ang unang draft ng pagkakasunodsunod ng henoma ng tao ay ipinalabas nang magkasabay ng Human Genome Project at Celera Genomics.2003 (14 Abril) Matagumpay na natapos ang Human Genome Project kung saan 98% ng henoma na isinaayos ng may 99.99% katumpakan.<center>2006Inilathala ni Marcus Pembrey at Olov Bygren ang Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans, isang patunay ng epihenetika

 Sanggunian 

*