Γενετική είναι η επιστήμη του τι σας κάνει, εσάς. Η γενετική εξηγεί γιατί έχεις κόκκινα μαλλιά όπως ο μπαμπάς σου, πλατύ χαμόγελο σαν τη μαμά σου και μακριά αδύνατα πόδια όπως η θεία σου η Ελένη. Χρειάζεστε ένα ισχυρό μικροσκόπιο για να κρυφοκοιτάξετε μέσα σε ένα ανθρώπινο κύτταρο για να ξεκλειδώσετε τη μυστική φόρμουλα που μετατρέπει ένα σωρό πρωτεΐνες σε ένα μοναδικό άτομο.
Δομή και λειτουργία του DNA
Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί ο δίδυμος αδερφός σας είναι ένας αργός ανακατεύοντας με ένα κακό χέρι ενώ δεν μπορείτε να χτυπήσετε την πλατιά πλευρά ενός αχυρώνα, αλλά μπορείτε να τρέξετε σαν τον άνεμο; Κατηγορήστε το σε τρία μικρά γράμματα που έχουν τεράστια επίδραση στην εμφάνιση, τα ταλέντα και ακόμη και την ιδιοσυγκρασία σας. Αυτά τα γράμματα είναι DNA και αντιπροσωπεύουν μια μακρά επιστημονική ονομασία δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ. Να πώς το λες: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
Το DNA είναι ένα μόριο που περιέχει τις πληροφορίες για την παραγωγή πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες, μαζί με το νερό, τα σάκχαρα, τα λίπη και το DNA, αποτελούν τα κύτταρά σας και δημιουργούν τις χημικές ουσίες που κάνουν το σώμα σας να λειτουργεί. Το DNA σας είναι η συνταγή της πρωτεΐνης. Περιέχει τη μοναδική φόρμουλα για εσάς. Εάν κοιτάξετε το DNA μέσα από ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, θα δείτε μια δομή που μοιάζει με μια σκάλα στριμμένη σε ένα σπειροειδές σχήμα που ονομάζεται διπλή έλικα. Τα στριμμένα σκέλη του DNA είναι πολύ κομψά και όμορφα. Το σχέδιο σας προέρχεται από αυτό το εκπληκτικό έργο τέχνης, επαναλαμβάνεται για να δημιουργεί το ίδιο ακριβώς μοτίβο ξανά και ξανά σε κάθε νέο κελί καθώς τα κελιά σας διαιρούνται.
Τα δροσερά φασόλια του Γκρέγκορ Μέντελ
Ένας Αυστριακός μοναχός του 19ου αιώνα, ονόματι Γκρέγκορ Μέντελ, ήταν το πρώτο άτομο που έλυσε το μυστήριο του γιατί τα χαρακτηριστικά εμφανίζονται από γενιά σε γενιά. Ο Γκρέγκορ Μέντελ πειραματίστηκε με τα μπιζέλια του κήπου στο μοναστήρι του για να ανακαλύψει γιατί δύο διαφορετικά φυτά στο ίδιο είδος παρήγαγαν ορισμένα χαρακτηριστικά κάθε φορά.
Σύσταξε τα παχουλά στρογγυλά μπιζέλια με τα ζαρωμένα μπιζέλια - και πήρε ολοστρόγγυλα μπιζέλια. Έπειτα επικονίασε αυτά τα φυτά με στρογγυλούς σπόρους μαζί και πήρε μερικά στρογγυλά μπιζέλια και μερικά ζαρωμένα μπιζέλια. Έτσι ανακάλυψε τα κυρίαρχα και υπολειπόμενα γονίδια. Το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό - τα ζαρωμένα μπιζέλια - επανεμφανίστηκε σε περίπου κάθε τέταρτο φυτό μετά την πρώτη γενιά. Το ίδιο συνέβη όταν δούλευε με κίτρινα και πράσινα φυτά. Τα κίτρινα φυτά ήταν κυρίαρχα και τα πράσινα ήταν υπολειπόμενα.
Ο Mendel δεν είχε ισχυρό μικροσκόπιο ούτε γνώριζε τίποτα για τα γονίδια, τα χρωμοσώματα και το DNA. Ωστόσο, ανακάλυψε και έγραψε για τις αρχές που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να εξετάσουν τη γενετική σήμερα, γι' αυτό τον αποκαλούμε «Πατέρα της Γενετικής» για το πρωτοποριακό του έργο.
Κυρίαρχο και υπολειπόμενο
Τα μοτίβα λειτουργούν ως εξής: δύο γονίδια για τα μπλε μάτια, ένα από τη μαμά και ένα από τον μπαμπά, θα σας δώσουν μπλε μάτια. Ένα ζευγάρι γονιδίων για το ύψος θα σας κάνει να μεγαλώσετε σαν ζιζάνιο. Το ίδιο για χαρακτηριστικά όπως ξανθά ή σγουρά μαλλιά, χρώμα δέρματος, βαριά ή ευαίσθητα κόκαλα, μυωπία και υπερμετρωπία. Εφόσον λαμβάνετε τα ίδια γονίδια και από τους δύο γονείς, αυτά τα χαρακτηριστικά θα εμφανίζονται και εσείς.
Τα κυρίαρχα γονίδια είναι τα ισχυρότερα και συνήθως επισημαίνονται με κεφαλαίο γράμμα - "B" για καφέ, για παράδειγμα. Τα υπολειπόμενα γονίδια συνήθως κρύβονται από κυρίαρχα γονίδια. Επισημάνετε το υπολειπόμενο γονίδιο για τα μπλε μάτια "b" - πεζά. Εάν έχετε δύο κυρίαρχα γονίδια για το χρώμα των ματιών - BB - είστε μια καλλονή με καστανά μάτια. Κληρονομήστε ένα κυρίαρχο και ένα υπολειπόμενο γονίδιο - Bb - παίρνετε το κυρίαρχο χρώμα: καφέ. Όταν και οι δύο γονείς συνεισφέρουν ένα υπολειπόμενο γονίδιο, σε αυτήν την περίπτωση μπλε-μπλε ή bb, έχετε μπλε μάτια.
Αυτή είναι η βασική έκδοση. Η γενετική είναι λίγο πιο περίπλοκη από αυτό. Μπορείτε να κληρονομήσετε χαρακτηριστικά που βρίσκονται στο DNA των γονιών σας αλλά δεν εκφράζονται. Για παράδειγμα, ο μπαμπάς σας με τα καστανά μάτια μπορεί να περάσει το γονίδιο από τον προπάππου του με τα γαλανά μάτια. Ταιριάξτε το με το γονίδιο της μαμάς σας για τα γαλανά μάτια και θα έχετε μωρό μπλουζ, ακόμα και με έναν μπαμπά με καστανά μάτια.
Γίνε Γενετιστής
Εξάγετε το DNA σας χρησιμοποιώντας απλά οικιακά υλικά! Είναι η πραγματική συμφωνία - αλλά μπορεί να θέλετε κάποια βοήθεια από εκείνους τους γονείς που σας δάνεισαν άνετα τα χρωμοσώματά τους. Δεν μπορείτε να δείτε τη διπλή έλικα χωρίς ένα πολύ εξελιγμένο επιστημονικό εργαστήριο και ακριβό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Μπορείτε να διαχωρίσετε το DNA σας από τη σούβλα σας με ένα αθλητικό ποτό, σαπούνι και παγωμένο αλκοόλ.
Υλικά
- Μικρά χάρτινα ποτήρια (μέγεθος οδοντιάτρου-ιατρείου)
- Lemon Ice Gatorade, ή οποιοδήποτε διαυγές αθλητικό ποτό
- Διαυγές υγρό σαπούνι πιάτων
- Μία κουταλιά της σούπας χυμός ανανά
- 90 τοις εκατό έως 100 τοις εκατό ισοπροπυλική αλκοόλη
- Ένας διαφανής (γυάλινος ή πλαστικός) δοκιμαστικός σωλήνας με πώμα
- Στάση δοκιμαστικού σωλήνα ή ένα μικρό βάζο ή ποτήρι για να το κρατάτε
- Ένα κοκαλιάρικο σουβλάκι από ξύλο ή μπαμπού
Οδηγίες
- Βάλτε το αλκοόλ στην κατάψυξη το προηγούμενο βράδυ. (Δεν θα παγώσει, αλλά το χρειάζεστε παγωμένο.)
- Τοποθετήστε όλο τον εξοπλισμό σας σε ένα τραπέζι σε έναν καλά φωτισμένο χώρο.
- Πάρτε ένα μεγάλο ρόφημα από το αθλητικό ποτό και περάστε το στο στόμα σας, όπως ξεπλένεστε στον οδοντίατρο. Χρησιμοποιήστε τα δόντια σας για να ξύσετε απαλά τις πλευρές του στόματός σας καθώς περιστρέφετε, για να χαλαρώσετε περισσότερα κύτταρα στο μάγουλο.
- Swish πολύ - μετρήστε τουλάχιστον μέχρι το 100. Φτύστε το αθλητικό ποτό σε ένα χάρτινο ποτήρι.
- Ρίξτε το περιεχόμενο του χάρτινου ποτηριού στον δοκιμαστικό σωλήνα μέχρι να γεμίσετε το σωληνάριο περίπου κατά το 1/3.
- Προσεκτικά προσθέστε αρκετό σαπούνι πιάτων για να γεμίσετε τον δοκιμαστικό σωλήνα μέχρι τη μέση. Βάλτε το πώμα στο σωλήνα.
- Βάλτε τον αντίχειρά σας στο πώμα και περιστρέψτε τον σωλήνα εμπρός-πίσω, πάνω-κάτω, μερικές φορές. Μην το κουνάτε - δεν θέλετε ένα σωρό φυσαλίδες ή αφρό.
- Αποκαλύψτε το πώμα του δοκιμαστικού σωλήνα. Προσθέστε μερικές σταγόνες χυμό ανανά - απλώς στάξτε μερικές σταγόνες στο μείγμα. Στη συνέχεια, πωματίστε και περιστρέψτε ξανά τον δοκιμαστικό σωλήνα.
- Βγάλτε το αλκοόλ από την κατάψυξη και σταματήστε ξανά τον δοκιμαστικό σωλήνα. Γείρετε τον δοκιμαστικό σωλήνα ώστε να μπορείτε να ρίξετε μια μικρή στάλα αλκοόλ στο σωληνάριο. Θέλετε το κρύο αλκοόλ να επιπλέει πάνω από το υπόλοιπο μείγμα. Βοηθά να ρέει το αλκοόλ στο πλάι του σωλήνα - πάρτε το χρόνο σας.
- Τοποθετήστε τον δοκιμαστικό σωλήνα στη θήκη και αφήστε τον να ξεκουραστεί σε όρθια θέση για τουλάχιστον ένα λεπτό.
- Μόλις δείτε μια στρώση από λευκά γυαλιστερά πράγματα μεταξύ του πλωτήρα αλκοόλης και του υπόλοιπου κοκτέιλ σούβλας στα μάγουλα σας, τρυπήστε αργά το σουβλάκι στον δοκιμαστικό σωλήνα, ώστε η άκρη του να ακουμπήσει το λευκό σκούρο.
- Στριφογύρισε το σουβλάκι απαλά προς τη μία κατεύθυνση, ώστε να τυλιχτεί γύρω του και να τραβήξεις το δείγμα DNA σου από τον δοκιμαστικό σωλήνα.
Τι συμβαίνει
Το αθλητικό ποτό περιέχει άλατα που βοηθούν στη διάσπαση των κυτταρικών μεμβρανών για την απελευθέρωση του DNA. Το απορρυπαντικό προσελκύει τόσο μόρια λίπους όσο και μόρια νερού, έτσι το υγρό σαπούνι πιάτων βοηθά στην απομάκρυνση των λιπών και του νερού από τα κύτταρα από το DNA. Τα ένζυμα του χυμού ανανά διασπούν ακόμη περισσότερο τις κυτταρικές μεμβράνες.
Το DNA διαλύεται στο νερό αλλά όχι στο αλκοόλ. Έτσι το κρύο αλκοόλ «έβγαλε» το DNA από το υγρό διάλυμα. Μαζεύτηκε ακριβώς κάτω από τον πλωτήρα οινοπνεύματος και τότε μπορούσες να το δεις. Τα σκέλη του DNA θέλουν φυσικά να τυλίγονται, οπότε θα τυλιχτούν γύρω από ένα σουβλάκι αν το περιστρέψετε μόνο προς μία κατεύθυνση.
Αν θέλετε να διατηρήσετε το DNA σας για λίγο για να το θαυμάσετε, βάλτε το σε ένα καθαρό, άδειο βαζάκι παιδικής τροφής με λίγο αλκοόλ. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το πείραμα για να εξαγάγετε DNA από φρούτα όπως φράουλες ή ακτινίδια. Το Imagination Station το λέει για εσάς.
Διασκεδαστικά συγκλονιστικά γεγονότα
- Όλοι οι άνθρωποι με μπλε μάτια είχαν έναν κοινό πρόγονο που έζησε πριν από 10.000 και 6.000 χρόνια.
- Ο πιο σπάνιος συνδυασμός γενετικών χαρακτηριστικών είναι τα κόκκινα μαλλιά και τα μπλε μάτια. Και τα δύο αυτά γονίδια είναι υπολειπόμενα και μόνο το ένα τοις εκατό των ανθρώπων έχει τον συνδυασμό.
- Κάθε άνθρωπος έχει μερικά γονίδια από έναν κοινό πρόγονο, μια γυναίκα που έζησε τουλάχιστον 200.000 χρόνια πριν και την οποία οι επιστήμονες αποκαλούν «Μιτροχόντια Εύα». Κληρονομείς αυτά τα γονίδια από τη μητέρα σου.
- Αν μισείτε να τρώτε το μπρόκολο σας, κατηγορήστε το στα γονίδιά σας. Μερικοί άνθρωποι έχουν κληρονομήσει γευστικούς κάλυκες που αντιδρούν έντονα στην πικρία στο λάχανο, το μπρόκολο και άλλα φυτά του γένους Brassica. Το μπρόκολο μπορεί να σας κάνει καλό, αλλά πείτε το στη γλώσσα σας. Καλή τύχη να μοιραστείτε αυτό το χρήσιμο γεγονός με τη μητέρα σας.
- Οι μπανάνες είναι μια γενετική διασταύρωση που ονομάζεται υβρίδιο. Οι άγριες μπανάνες, από την Αφρική, ήταν σκληρές, όχι πολύ νόστιμες και γεμάτες σπόρους. Οι άνθρωποι πειραματίστηκαν με διαφορετικές παραλλαγές για να δημιουργήσουν το χωρίς σπόρους, γλυκό και μαλακό φρούτο που τρώμε σήμερα.
-
Γενετική κοινή καταγωγή Το DNA του ανθρώπου και του γορίλα είναι 98 τοις εκατό το ίδιο. Οι άνθρωποι είναι γενετικά πιο κοντά στους γορίλες παρά σε άλλους πιθήκους, όπως οι ουρακοτάγκοι.
- Ένα μεμονωμένο χρωμόσωμα καθορίζει αν είστε αγόρι ή κορίτσι. Τα κορίτσια έχουν δύο χρωμοσώματα "Χ". XX ίσον θηλυκό. Τα αγόρια έχουν ένα χρωμόσωμα "Χ" και ένα χρωμόσωμα "Υ" - XY.
- Το DNA σε ένα μόνο κύτταρο του σώματός σας είναι μεγαλύτερο από ό,τι είστε. Εάν τεντώνατε όλους τους κλώνους του DNA σας ευθεία και τους τοποθετούσατε από άκρη σε άκρη, η κορδέλα θα ήταν περίπου διπλάσια από τη διάμετρο ολόκληρου του ηλιακού συστήματος.
Περισσότερα για Εξερεύνηση
Το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας διαθέτει έναν διαδραστικό διαδικτυακό ιστότοπο, το Ology, που προσφέρει πολλές δραστηριότητες στη σελίδα του The Gene Scene. Εξερευνήστε όμορφα μοντέλα που μπορείτε να φτιάξετε, πειράματα που μπορείτε να δοκιμάσετε και μια ενότητα κλωνοποίησης τα πάντα για την Ντόλι το πρόβατο.
Το DNA είναι εδώ για να μείνει από τον Δρ. Fran Balkwill είναι μια φιλική προς τα παιδιά, με θαυμάσια εικονογράφηση, καθαρή ματιά στη γενετική, προσβάσιμη σε παιδιά σχολικής ηλικίας, αλλά γεμάτη με εύκολα κατανοητές πληροφορίες και για μεγαλύτερα παιδιά. Δοκιμάστε τη βιβλιοθήκη σας ή έναν διαδικτυακό βιβλιοπώλη για ένα νέο ή μεταχειρισμένο αντίγραφο.
Τα γονίδια είναι μόνο η αρχή
Η Η Γενετική είναι μια συναρπαστική και αναπτυσσόμενη επιστήμη με πολλά μυστήρια να διαλευκανθούν. Αποκαλύπτει πολλά για το γιατί τα ζωντανά όντα φαίνονται και ενεργούν όπως δείχνουν. Οι αγρότες και οι βοτανολόγοι πειραματίζονται για να βρουν τα πιο υγιή φυτά με τα περισσότερα άνθη ή φρούτα, ή να διατηρήσουν προσεκτικά τα είδη κειμηλίων για τις μελλοντικές γενιές. Οι εκτροφείς ζώων ταιριάζουν με τα αρσενικά και τα θηλυκά ενός είδους με τα καλύτερα χαρακτηριστικά για να παράγουν ζωηρούς απογόνους.
Μια εξέταση μπορεί μερικές φορές να σας πει εάν έχετε κληρονομήσει ένα οικογενειακό γονίδιο για ένα πρόβλημα υγείας. Η γενετική σας δίνει πληροφορίες που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε. Αλλά δεν σε καθορίζει. Το περιβάλλον σας έχει μεγάλη επίδραση στην υγεία σας, στο πώς μαθαίνετε, ποιες δραστηριότητες επιλέγετε ή αν έχετε ηλιόλουστη ή σοβαρή διάθεση. Τελικά, η γενετική μπορεί να εξηγήσει πολλά για εσάς. Ωστόσο, η πραγματική δύναμη της φύσης που αποφασίζει πώς να διαμορφώσεις τη ζωή σου είσαι εσύ.
