Concept van Genetica

We leggen uit wat genetica is, wat de geschiedenis ervan is en waarom het zo belangrijk is. Ook wat is menselijke genetica en genetische overerving.

Wat is genetica?

Genetica is een tak van de biologie die bestudeert hoe fysieke kenmerken en eigenschappen worden doorgegeven van de ene generatie op de volgende. Om deze overerving te begrijpen, onderzoekt zij de genen in de lichaamscellen, die een speciale code hebben die DNA (desoxyribonucleïnezuur) wordt genoemd. Deze code bepaalt hoe u eruitziet en hoe groot de kans is dat u bepaalde ziekten krijgt.

Genen fungeren als opslageenheden van informatie en bevatten instructies over hoe cellen moeten functioneren om eiwitten te vormen. Het zijn deze proteïnen die aanleiding geven tot alle kenmerken van het individu. DNA is een eiwit dat de structuur en de functie van elke cel regelt en het vermogen heeft om exacte kopieën van zichzelf te maken. RNA (ribonucleïnezuur) is een molecuul dat dient als boodschapper voor de informatie in het DNA.

Zie ook: Evolutie

Geschiedenis van de genetica

Genetica is een wetenschap van de 20e eeuw (zo genoemd in 1906 door William Bateson) die begon met de herontdekking van “de wetten van Mendel”. Bepaalde conceptuele vorderingen in de 19e eeuw waren bepalend voor het latere genetische denken, bijvoorbeeld:

• 1858. De Duitser Rudolf Virchow introduceerde het principe van continuïteit van leven door celdeling en stelde de cel vast als de eenheid van voortplanting.
• 1859. De Brit Charles Darwin presenteert zijn theorie “The Origin of Species”, waarin hij betoogt dat bestaande organismen zijn afgeleid van wezens die in het verleden bestonden en een proces van geleidelijke afstamming doormaakten, met bepaalde modificaties.
• 1865. De Tsjech Gregor Mendel, die nu wordt beschouwd als de grondlegger van de genetica, stelde “de wetten van Mendel” op, die de eerste basisregels waren voor de overdracht van patronen door overerving van ouders op nakomelingen. In die tijd werd zijn werk genegeerd.
• 1900-1940. Periode van “klassieke genetica”. Genetica ontstond als een zelfstandige wetenschap met de herontdekking van “de wetten van Mendel”.
• 1909. De Deen Wilhem Johannsen introduceerde de term “gen” om te verwijzen naar de erfelijke factoren van Mendel’s onderzoek.
• 1910. Thomas Hunt Morgan en zijn groep aan de Columbia University ontdekten de basis van de chromosomen die in elke cel voorkomen.
• 1913. Alfred Sturtevant schetste de eerste genetische kaart die de locatie van genen toont, naast andere belangrijke kenmerken.
• 1930. Er werd bevestigd dat erfelijke factoren (of genen) de basiseenheid vormen van zowel functionele als structurele overerving en dat zij zich op chromosomen bevinden.
• 1940-1969. Het DNA-eiwit werd erkend als de genetische substantie en RNA als de boodschappermolecule van genetische informatie. De kennis van de structuur en de functies van chromosomen werd ook bevorderd.
• 1970-1981. In deze periode ontstonden de eerste DNA-manipulatietechnieken en werden de eerste kunstmatig gemanipuleerde muizen en vliegen geproduceerd door genetische manipulatie van een mengsel van DNA van andere organismen.
• 1990. Lep-Chee Tsui, Francis Collins en John Riordan hebben het defecte gen gevonden dat, wanneer het is gemuteerd, verantwoordelijk is voor de erfelijke ziekte die “cystische fibrose” wordt genoemd. James Watson en Francis Crick starten, samen met andere medewerkers, het “menselijk genoom”-project en ontdekken de dubbele helixstructuur van de DNA-molecule.
• 1995-1996. In de jaren van de wetenschappelijke en sociale revolutie slaagden Ian Wilmut en Keith Campell erin de volledige sequentie van een genoom vast te leggen en verkregen zij het eerste zoogdier dat uit melkcellen werd gekloond. Dit was Dolly het schaap, die niet werd geboren uit de vereniging van twee cellen (een eicel en een zaadcel), maar afkomstig was van een borstkliercel van een ander schaap dat niet meer in leven was.
• 2001-2019. In deze periode, die als de “eeuw van de genetica” wordt beschouwd, werd het menselijk-genoomproject met succes voltooid en werd 99% van het genoom gesequenced. Dit resultaat luidde een nieuw tijdperk van genetisch onderzoek in, dat belangrijke bijdragen leverde aan de biologie, de gezondheid en de samenleving.

Belang van de genetica

Genetica is een wetenschap die de overdracht van de erfelijke eigenschappen van een organisme bestudeert, en haar traject toont aan dat het een wetenschap van exponentiële groei is. Zijn bijdragen tot de evolutie van soorten en tot het vinden van oplossingen voor aangeboren problemen of ziekten zijn zijn grootste troef, ook al gaan sommige experimenten gepaard met ethische en filosofische controverses, zoals het klonen van dieren.

Menselijke genetica

Menselijke genetica onderzoekt de biologische overerving bij mensen via cellen, dat zijn kleine levende eenheden waaruit spieren, huid, bloed, zenuwen, botten, organen en al het andere waaruit een organisme is opgebouwd, zijn opgebouwd. Mensen ontstaan uit de vereniging van twee cellen, een eicel en een zaadcel, die een nieuwe cel vormen, een “zygote” genaamd, die zich achtereenvolgens deelt om een baby te vormen met al zijn eigenschappen en kenmerken.

Mensen hebben ongeveer 30.000 genen die de instructies bevatten die de groei, ontwikkeling en werking van het organisme bepalen. De genen zijn verdeeld over 23 paar chromosomen (of 46 chromosomen in totaal) in de cellen. Chromosomen zijn structuren die DNA en RNA bevatten, d.w.z. zij bevatten een opeenvolging van chemische informatie die de morfologie en de functie van het organisme bepaalt.

Genetische overerving

Genetische overerving is de overdracht, via informatie in de celkern, van anatomische, fysiologische of andere kenmerken van een levend wezen aan zijn nakomelingen. Om de genetische overerving te begrijpen is het niet voldoende de oorsprong van de gelijkenissen tussen leden van eenzelfde familie te kennen; er moet ook rekening worden gehouden met de genetische epidemiologie (ziekten van de voorouders) en met de omgeving waarin een individu interageert. De overdracht van genetisch materiaal heeft de volgende kenmerken:

• Genotype. De verzameling van alle overdraagbare informatie vervat in genen.
• Fenotype. Elke zichtbare eigenschap van een individu (lichamelijk of gedragsmatig) bepaald door de interactie tussen genotype en omgeving.
• Meiose. Een van de vormen van celdeling die kenmerkend zijn voor
  reproductieve cellen, waarbij een vereniging of zygote van twee cellen (een eicel en een zaadcel) ontstaat.
• Mitose. Een celdeling die resulteert in twee nieuwe cellen met hetzelfde aantal chromosomen, d.w.z. respectievelijk dezelfde genetische informatie.
• Mutatie. Het is de variatie die optreedt in het genotype van een individu en kan spontaan zijn of geïnduceerd worden door mutagene agentia, die in het DNA plaatsvinden.

Typen genetische overerving

Er zijn verschillende typen genetische overerving die afhankelijk zijn van discrete eenheden die “genen” worden genoemd. Mensen hebben 23 paar chromosomen, één paar is afkomstig van de moeder, het andere paar van de vader. Chromosomen zijn structuren die genen bevatten en waar verschillende vormen van hetzelfde gen kunnen bestaan, “allelen” genoemd.

Bijv. het gen voor oogkleur kan een individu van de vader één allel erven dat bepaalt dat de ogen blauw zijn en van de moeder een ander allel erven dat aangeeft dat de ogen groen zijn. Daarom zal de oogkleur van het individu afhangen van de combinatie van allelen van hetzelfde gen. Aan de hand van dit voorbeeld kunnen de verschillende soorten genetische overerving die hierna worden ontwikkeld, beter worden begrepen.

• Dominant-recessieve overerving. Treedt op wanneer een van de allelen over een ander domineert en hun eigenschappen dominant worden.
• Incomplete dominante overerving. Treedt op wanneer geen van beide allelen overheerst over het andere, zodat de eigenschap in het nageslacht een mengsel van beide allelen is.
• Polygenetische overerving. Treedt op wanneer een individuele eigenschap door twee of meer genenparen wordt gecontroleerd en tot uiting komt in de vorm van kleine verschillen. Bijvoorbeeld, lengte.
• Geslachtsgebonden overerving. Gebeurt wanneer allelen zich bevinden op geslachtschromosomen (overeenkomend met het 23e paar), die worden weergegeven door het teken “XY” bij mannen en “XX” bij vrouwen. Mannen kunnen alleen hun Y-chromosoom doorgeven aan hun zonen, dus er worden geen X-gebonden eigenschappen geërfd van de vader. Omgekeerd is het de moeder die alleen haar X-chromosoom doorgeeft aan haar vrouwelijke nakomelingen.

Genetische variabiliteit

Genetische variabiliteit is de wijziging van de genen van individuen van dezelfde soort die verschillen naar gelang van de populatie waarin zij leven. Zo zijn de jaguars in Brazilië bijna twee keer zo groot als die in Mexico, ook al behoren zij tot dezelfde soort. Er zijn twee belangrijke bronnen van genetische variatie:

• Mutatie. Dit wordt veroorzaakt door elke verandering in een DNA-sequentie, hetzij door een fout in de DNA-replicatie, hetzij door straling of chemicaliën in het milieu.
• Combinatie van genen. Het wordt gegenereerd tijdens de celdeling en is de manier waarop de meeste erfelijke variatie ontstaat.

Genetische manipulatie

Genetische manipulatie, of ook wel “genetische manipulatie” genoemd, richt zich op de studie van DNA met het doel de manipulatie ervan te verwezenlijken. Het bestaat uit een reeks laboratoriummethoden waarmee de erfelijke eigenschappen van een organisme kunnen worden gewijzigd door genen of DNA-fragmenten te isoleren, ze te klonen en ze in andere genomen in te brengen om tot expressie te komen. Wanneer bijvoorbeeld nieuwe genen in planten of dieren worden ingebracht, worden de resulterende organismen “transgeen” genoemd.

Referentie:

• “Genetica” in Bioinformatica.
• “Wat is een gen?” in Kids Health.
• “Geslachtsgebonden vererving” in Professor Online.
• “Geschiedenis van de genetica” in Nieuws Medische Levenswetenschappen.
• “Soorten genetische vererving die bestaan en hun kenmerken” bij CeFeGen.
• “Gregor Mendel” bij Wikipedia.
• “Basis Genetica” bij Hemophilia Guide.
• “Algemene beginselen van het behoud van genetische hulpbronnen” bij F.A.O.

Laatst bewerkt: 28 juli 2020. Hoe citeren: “Genetica”. Auteur: María Estela Raffino. Uit: Argentinië. Naar: Concepto.de. Verkrijgbaar bij: https://concepto.de/genetica-2/. Toegang tot: 26 maart 2021.