|
== Historija genetike ==
{{Glavni|Historija genetike}}
Rezultati Mendelovih istraživanja su onovremenoj naučnoj javnosti ostali nepoznati sve do 1900. godine, kada su ih „reotkrili“ ugledni genetičari onoga doba: [[Carl Correns]], [[Erich von Tschermak]] i [[Hugo de Vries]] i označili kao [[Mendelova pravila]]. Po tome je i početna faza razvoja genetike označena kao [[mendelizam]]. To reotkriće označava početak burne akceleracije razvoja ove [[biologija|biološke]] nauke.<ref> Mendel G. (1866): Versuche über Pflanzen–Hybriden. Verhandlungen des Naturforschenden Vereines in Brün, Bd. IV, für den Jahr 1865, Abhandlungen, 3-47, Bürn. In: Křizenský J., Němec B. (1965): Fundamenta genetica. Publishing house of the Czechoslovak Academy of Science, Prague, Moravian Museum, Brno.</ref>.
=== Hronologija najznačajnijih otkrića i događaja ===
==Mendelovi zakoni==
==Struktura i funkcija genetičkog materijala==
===Nukleinske kiseline===
Sve poznate pojave i procesi [[biologija|biološkog]] nasljeđivanja počivaju na osobenostima strukture i funkcije [[nukleinske kiseline|nukleinskih kiselina]]. To su složene organske tvari velikih lančanih molekula – [[polimeri]] ([[makromolekule]]) – sastavljene od niza karika ([[Monomeri|monomera]]), koje se nazivaju [[nukleotidi]]. Molekule nukleinskih kiselina sadrže mnoštvo nukleotida (tj. one su [[polinukleotidi]]); u jednom molekulu može ih biti i na desetine hiljada, što nukleinske kiseline svrstava u kategoriju najkrupnijih bioloških makromolekula. Nukleotidi nisu jednostavne građe; svaki od njih se sastoji od tri komponente: [[azotna baza]],[[pentoza]] i [[fosfatna grupa]] – ostatak [[fosforna kiselina|fosforne kiseline]], nastao njenom ugradnjom u ovaj složeni spoj, dajući mu kiselinski karakter. Prema strukturi nukleotida, odnosno građi i funkciji polimera koje oni tvore, razlikujemo dva osnovna tipa njihovih jedinjenja; to su [[Dezoksiribonukleinskadezoksiribonukleinska kiselina|dezoksiribonukleinska (DNK)]] i [[Ribonukleinskaribonukleinska kiselina|ribonukleinska (RNK)]] kiselina.<ref>Krebs J. E., Goldstein E. S., Kilpatrick S., T. (2014): Lewin's Genes XI. Jones & Bartlett Publishing, Burlington, MA, USA.</ref><ref>Hartl D, Jones E (2005). Genetics: Analysis of Genes and Genomes. Jones & Bartlett Publishing, Burlington, MA, USA.</ref>
====Dezoksiribonukleinska kiselina (DNK)====
{{Glavni|Dezoksiribonukleinska kiselina}}
{{Prebaciti|DNK}}
Molekula [[DNK]] je primarni genetički materijal. Ona je osnovni nosilac [[genetička informacija|genetičke informacije]] (gena) u sveukupnom živom svijetu, a izuzeci u tom pogledu (kao npr. neki [[virusi]]) kod kojih tu ulogu ima [[RNK]] – prava su rijetkost. S druge strane, najznačajnija uloga RNK je u procesima ostvarivanja funkcije gena (genetičke poruke). DNK se uglavnom nalazi u [[jedro|jedru]] (u [[hromosomi|hromosomima]]) i reproducibilnim ekstranuklearnim strukturama, a RNK u [[Citoplazma|citoplazmi]]. DNK se sastoji iz dva paralelna polinukleotidna lanca, koji se međusobno i oko zamišljene zajedničke osi uvijaju u dvojnu spiralu. Prema tome, svaki molekul DNK, ustvari, sadrži dva polimerna polulanca, čije su monomere [[dezoksiribonukleotidi]]. Takva prostorna struktura molekule DNK slikovito se može predočiti u vidu spiralno savitljivih ljestvi, sastavljenih od dvije uzdužne paralelne vrpce, spojene nizom (također parelelnih) prečki.
Osobenost svakog nukleotida određuje prisutna azotna baza, budući da se ona javlja u četiri različite varijante, dok su njegove ostale dvije komponente uvijek istovjetne: pentozni šećer [[dezoksiriboza]] i fosfatna grupa. Od azotnih baza u nukleotidima DNK se alternativno nalaze [[purini]]: [[adenin]] <tt>(A)</tt> i [[guanin]] <tt>(G),</tt> [[pirimidini]]: [[citozin]] <tt>(C)</tt> i [[timin]] <tt>(T)</tt>, po kojima se i cijele strukture označavaju kao adeninski, guaninski, citozinski i timinski nukleotidi. Unutar molekule nukleotida središnji položaj ima [[šećer]], a pošto se za njega azotna baza prema komplementarnom polulancu veže bočno, kostur polinukleotidnog lanca čini naizmjenični slijed karika: dezoksiriboza – fosfatna grupa – dezoksiriboza – fosfatna grupa – itd. Jedan zavoj spirale čini dio polulanca od 10 parova pentoza – fosfatna grupa veličine 3,4 [[Nanometar|nm]]. Dva ovakva polulanca nukleotida međusobno su spojena paralelnim "prečkama" – vodikovim vezama preko komplementarnih azotnih baza istog nivoa. Ova komplementarnost je dosljedna cijelom dužinom polimera, a ogleda se u tome što se adenin uvijek veže s timinom, a guanin s citozinom, sa četiri moguće varijante veza među polulancima DNK:
:<big><tt>A–T</tt></big> i <big><tt>T–A</tt></big>, <br> te <br>
:<big><tt>G–C</tt></big> i <big><tt>C-G</tt></big>. <br>
Imajući u vidu tu pravilnost, redoslijed nukleotida u jednom polulancu precizno je uslovljen i određen komplementarnim nizom njegovog parnjaka. Prema toj genetičkoj konstanti, ukupni broj molekula adenina u svakom lancu DNK (pa i u ćeliji i organizmu) jednak je broju molekula timina, a guanina ima onoliko koliko i citozina. Stalnost ukupne količine DNK po jednoj ćeliji je jedna od osnovnih genetičkih karakteristika svake vrste organizma, što se odnosi i na međusobni omjer <tt>A–T</tt> i <tt>G–C</tt> [[nukleotidni parovi|nukleotidnih parova]]. Ova struktura i organizacija genetičkog materijala na molekulskom nivou omogućava tri njegove najbitnije i osobene biološke funkcije, a to su:
* [[Autokataliza]] - autoreprodukcija – proizvodnja sopstvenih kopija; Autoreprodukcija DNK se zasniva na njenoj autokatalitičkoj sposobnosti samoponavljanja, tj. da kontrolira produkciju sopstvenih kopija. Pritom novonastali lanci imaju izvorni raspored nukleotida, odnosno gena. Nakon podjele dvolančane molekule DNK na dva polulanca (u toku ćelijske diobe), svaki od njih, od slobodnih nukleotida, "nadoknađuje" komplementarni polinukleotidni lanac. Tako se svaki potomački molekul DNK, ustvari, sastoji od jednog izvornog roditeljskog i jednog novosintetiziranog [[Komplementarni polulanac|komplementarnog polulanca]] (parnjaka), što je poznato kao [[semikonzervativna replikacija]].
* [[Heterokataliza]] - kontrola procesa metabolizma – proizvodnja drugih supstanci; Heterokatalitička funkcija DNK, tj. genetička kontrola procesa [[metabolizam|metabolizma]], a preko toga i svih individualnih svojstava, počiva na kontroli sinteze bjelančevina. Ova heterokatalitička funkcija genetičkog materijala i [[bjelančevine|bjelančevina]] – kao njegovih “diriginiranih” posrednika – omogućava kontrolu svih ostalih struktura i funkcija ćelije i organizma, u procesu ontogeze i formiranja individualnih osobina (razvoja [[fenotip|fenotipa]]).
* [[Mutabilnost]] (promjenljivost) se ogleda u mogućnosti mijenjanja strukture genetičke informacije, tj. kvalitativnih i kvantitativnih izmjena u [[genom|genomu]]. Na toj pojavi počiva cjelokupni biodiverzitet na Zemlji, od prvih reproducibilnih molekula do daleke budućnosti.<ref>Krebs J. E., Goldstein E. S., Kilpatrick S., T. (2014): Lewin's Genes XI. Jones & Bartlett Publishing, Burlington, MA, USA.</ref>
====Ribonukleinska kiselina (RNK)====
|
