Kapittel 7 Arv

 

Opplæringsmål:

- Forklare genetisk kode og hovedtrekkene i proteinsyntese samt diskutere betydningen av arv og miljø.

- Forklare begrepet krysning og genmodifisering og hvordan bioteknologi brukes til foredling av planter og dyr.

 

7A Arvematerialet – cellekjernens hemmeligheter

 

Kromosomer og DNA

I kroppen finnes det hundre tusen milliarder celler. Inne i alle cellekjernene ligger arvematerialet mede arveanleggene dine.

 

Det kjemiske stoffet arvemateriale består av, heter DNA. I hver cellekjerne har vi 46 kromosomer med hvert sitt lange DNA-molekyl. Arveanlegene, genene, ligger på rekke og rad på DNA-molekylene.

 

Oppbygging av DNA-molekylet – ATCG

DNA er bygget opp av sukkermolekyler, fosforsyremolekyler og fireorganiske stoffer som kalles nitrogenbaser (ATCG). ATCG = Adenin, guanin, cytosin, tymin. To nitrogenbaser er bundet sammen i par og utgjør et trinn i ”vindeltrappen.” Sidene i trappen består av lange kjeder sukkermolekyler og fosformolekyler. Til hvert sukkermolekyl er det bundet en nitrogenbase.

 

DNA-molekylene har gener som bestemmer egenskapene våre

DNA-molekylene inneholder arveanleggene, genene, Et gen er en bestemt, avgrenset rekkefølge av nitrogenbaser i et DNA-molekyl. De fleste gener er oppskrifter på proteiner.

 

Kromosomer og gener finnes i par

Vi har fått 23 kromosomer fra mor og 23 kromosomer fra far. To og to kromosomer hører sammen i par, kromosompar. Ett av kromosomene i et par har du fått fra mor og det andre fra far. Kromosomene i et par innholder gener for de samme egenskapene. To slike gener kalles genpar.

 

I dag har vi kommet frem til at et menneske har hele 30.000 gener.

 

7B DNA-molekylet – proteinoppskrifter som kan kopiere seg selv

 

DNA-molekylene har to viktige oppgaver i cellene: oppskrift og styring av proteinproduksjonen, samtidig som de kopierer seg selv før en celledeling.

 

DNA-molekylet kopierer seg selv – DNA-syntesen

Før hver celledeling kopierer DNA-molekylet seg selv slik at dattercellene skal bli en nøyaktig kopi av morcellen. Dette skjer ved at et enzym ”klipper” hydrogen bindingene på langs (A-T = dobbeltbindinger, C – G = trippelbindinger). Ved hjelp av et spesielt enzym blir hver DNA-halvdel bygget opp igjen. Byggesteinene til denne prosessen er et sukkermolekyl som har festet et fosformolekyl og en nitrogenbase til seg. Det finnes fire forskjellige byggesteiner. En for hver base. De to nye DNA-molekylene kalles å for kromosomkopier. Et av enzymene som er med i syntesen heter DNA-polymerase.

 

Kopier og kromosompar er ikke det samme

Et kromosompar er to kromosomer med gener for de samme egenskapene. Kromosomkopier er to identiske DNA-molekyler som henger sammen i et punkt (sentromer), som utgjør et helt kromosom.

 

DNA styrer dannelsen av proteiner – proteinsyntesen

 

Genene (arveanleggene) er oppskrifter på gener og gener er det som bestemmer hvilke egenskaper du har (store øyne, brune øyne, høy, lav). Proteinene er med på å bygge opp cellene. Mange proteiner er enzymer, og det er enzymene som får alle de kjemiske reaksjonene i kroppen til å gå.

 

DNA har koder for alle proteiner

Protein består av én eller flere lange kjeder av aminosyrer. Det er bare 20 aminosyrer som er med på å bygge opp proteinene. Egenskapene til et protein er bestemt av hvilke typer aminosyrer, antall aminosyrer og rekkefølgen av dem. Denne rekkefølgen bestemmer hvordan et protein folder seg opp i en tredimensjonal figur. Denne tredimensjonale former bestemmer egenskapene til proteinet.

 

Fra gen til protein – proteinsyntesen

Proteinsyntesen foregår i ribosomene. Ribosomer er små organeller i cellen. Ribosomene ligger i cytoplasmaet til cellen. Genene i DNA-molekylet som ligger i kjernen inneholder informasjon om hvordan proteiner skal bygges opp.

Proteinsyntesen deles inn i fire deler:

Genet kopieres – kopien m-RNA (m = messenger) er bygget opp av en enkelt tråd som har nitrogenbasen U (uracil) i stedet for T (tymin).

m-RNA-kopien beveger seg gjennom porer i kjernemembranen og legger seg på et ribosom i cytoplasmaet. Tre og tre av nitrogenbasene i m-RNA er en kode for en aminosyre.

Aminosyrene bindes til et transportmolekyl, t-RNA. Det finnes minst én type t-RNA for hver av de 20 aminosyrene.

t-RNA bringer aminosyrene til riktig plass – spesielle koder sørger for at aminosyrene kobles etter hverandre i den rekkefølgen m-RNA-tråden bestemmer. Etter hvert som m-RNA beveger seg bortover ribosomet, vokser kjeden av aminosyrer og danner et protein.

 

7C Variasjoner i arvematerialet – mutasjoner og kjønnet formering

 

Helt nye gener oppstår imidlertid bare ved mutasjoner. Mutasjoner = små eller store feil som kan oppstå i genene. Mutasjoner er en forutsetning for at artene på jorden skal tilpasse seg til sine omgivelser og for den naturlige utviklingen som skjer.

 

Kjønnet formering – gener og kromosomer kombineres på nye måter

Mestepartena v variasjonene oppstår ved at gener og kromosomer kombineres på nye måter når det dannes kjønnsceller. Disse kjønnscellene smelter sammen ved befruktningen og danner et individ som får en sammensetning av gener som er ulik andres.

 

I avl velger man ut og krysser individene som har de mest ønskede egenskapene.

 

Mutasjoner – dannelsen av nye gener

Når et DNA-molekyl kopieres kan det skje en feil. Derfor har kroppen et såkalt reparasjonsenzym for å rette opp feilene, men noe ganger kan ikke disse feilene rettes opp da har det skjedd en mutasjon.

 

Mutasjon = er en endring av rekkefølgen av nitrogenbasene i et gen.  

Genetisk variasjon = oppstår ved mutasjoner eller ved at kromosomer kombineres på nye måter ved kjønnet formering.

 

Mutasjoner i kjønnsceller er mest alvorlig – hvis kjønnscellen deltar i en befruktning vil alle cellene i det nye individet få denne mutasjonen.

 

Kromosommutasjoner – involverer mange gener

Feil i reduksjonsdelingen kan føre til at en kjønnscelle får et kromosom for mye. Hvis en kjønnscelle med 2 4 kromosomer smelter sammen med en kjønnscelle med 23 kromosomer vil den befruktede eggcelle få 46 kromosomer. Dette resulter i spontan abort eller en sykdom som Downs Syndrom. Downs har tre utgaver av kromosom nummer 21.

 

7D Arv

 

Genetikk = læren om hvordan anlegg for egenskaper overføres fra én generasjon til den neste.

 

Dominante og recessive genutgaver

En dominant genutgave dominerer over den egenskapen den recessive genutgaven gir. For at den recessive egenskapen skal vises må individet få denne genutgaven både fra mor og fra far.

Dominant arv = nedarving av genutgaver som enten er dominante eller recessive, kalles dominant arv.

 

Krysningsskjema – oversikt over alle muligheter

I et krysningsskjema gir vi genene bokstavsymboler. Dominant= stor bokstav, Recessive = liten bokstav. Krysningsskjemaet viser tydelig hva slags avkom en krysning kan gi.

 

Homozygot = et individ er homozygot for en egenskap dersom de to genene i et genpar er helt like (betegnes med to like bokstaver, for eksempel gg eller GG).

Heterozygot = Er genene i et genpar forskjellige, er individet heterozygot for egenskapen (betegnes med stor og liten bokstav, Gg).

 

Genotype= de genene et individ har, kaller vi individets genotype.

Fenotype = Det utseende eller den egenskapen genet gir, kaller vi individets fenotype.

 

Arvelige sykdommer – når gener ikke virker som de skal

Dersom det har oppstått en feil i deler av et DNA-molekyl eller en mutasjon vil disse feilene overføres til avkommet. En feil i et gen kan føre til at genproduktet ikke blir laget, eller ikke virker som det skal. For noen arvelige sykdommer må feilen ligge i begge utgavene. Dette kalles en recessiv sykdom. Andre arvelige sykdommer er dominante. Da er det nok å bare ha feil i en genutgave.

 

Kjønnsbestemmelse – x-kromosomer og y-kromosomer

Et av kromosomparene bestemmer hvilket kjønn individet skal ha. Hos mennesker vil en person med like kjønnskromosomer (xx) være en jente, mens en gutt vil ha ulike kjønnskromosomer (xy). Alle eggceller inneholder et x-kromosom og 22 andre kromosomer. Halvparten av mannens sædceller inneholder y-kromosomet og resten er x-kromosomer.

 

Kjønnsbundet arv – når genene sitter på kjønnskromosomene

Forklaringen på denne forskjellen er at genet for rødgrønnfargeblindhet befinner seg på x-kromosomet.

Genutgaven for vanlig fargesyn er dominant over genutgaven for rødgrønnfargeblindhet. En rødgrønnblind mann har et x-kromosom som inneholder den recessive gen utgaven. Fordi y-kromosomet ikke har noe gen for fargesyn, vil den recessive genutgaven i x-kromosomet komme til uttrykk. Årsaken er at y-kromosomet inneholder langt færre gener enn x-kromosomet.

 

Kjønnsbundet arv = nedarving av gener som finnes på kjønnskromosomene.

 

7E Arv og miljø

 

Egenskapene dine – resultat av gener og miljø

Mange egenskaper som mennesker har dannes gjennom et samspill mellom gener og miljø. Et eksempel er at vi har et strupehodet som gjør at vi kan lage alle slags lyder. Disse lydene lærer vi å sette sammen til et språk. Men hvilket språk vi snakker er avhengig av hvilket land vi vokser opp i.

 

Genene setter grenser for hvordan egenskapen kommer til uttrykk, mens miljøet bestemmer den nøyaktige utformingen av egenskapen.