|
Genetik
Kursens syfte
Använda kunskap inom biologin för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör hälsa, naturbruk och biologisk hållbarhet.
Genomföra systematiska undersökningar.
Använda biologins begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara samband i människokroppen , naturen och samhället
Kunskapskrav
För betyget E skall du
– Ha kunskap kring genetiken. Du skall också kunna föra diskussioner kring området tex sjukdomar.
– Du skall kunna genomföra en laboration och dra enkla slutsatser från resultaten.
– Du skall kunna använda kunskaperna i relitivt enkla resonemang och visa förståelse på förhållandevis enkla samband
För betyget C
– Ha kunskap kring genetiken. Du skall också kunna föra utvecklade diskussioner kring området.
– Du skall kunna planera och genomföra en laboration och dra utvecklade slutsatser från resultaten samt analysera resultatens rimlighet.
– Du skall kunna använda kunskaperna i utvecklade resonemang och visa förståelse på förhållandevis komplexa samband
För betyget A
– Ha kunskap kring genetiken. Du skall också kunna föra välutvecklade diskussioner kring området.
– Du skall kunna planera och genomföra en laboration och dra välutvecklade slutsatser från resultaten samt analysera resultatens rimlighet. Du skall kunna se felkällor och ge förslag på förbättringar.
– Du skall kunna använda kunskaperna i välutvecklade resonemang och visa förståelse på komplexa samband.
Begrepp som du skall känna till och kunna använda i egna diskussioner
Diploid
Haploid
Gen
Homozygot
Heterozygot
Dominant
Recessiv/Vikande
Korsningsschema
Mendelsk nedärvning
Klyvningstal
mutation
Genterapi.
Hur ärver vi våra egenskaper?
Vårt DNA är som tidigare sagt mallar till våra proteiner. En mall för ett givet protein, t.ex. insulin, kallas också för en gen. Djurceller av högre art har två uppsätttningar av varje gen. Man får ju en uppsättning av gener från mamman och en från pappan vid befruktningen. Vi är på detta sätt diploida. Prefixen di i diploid avslöjar att vi har två uppsättningar. Livsorganismer med bara en uppsättning är haploida. Dessa celler har ingen könslig förökning.
Det är egentligen genens förmåga att uttryckas som vi ärver från våra föräldrar. Ibland kan det vara så att båda generna för samma protein är utslagna och då kommer inte några mallar alls att bildas. Systisk fibros är exempel på en sådan sjukdom. Vid diabetes krävs att båda generna är utslagna. I detta fall är man homozygot för recessiva anlag.
I sällsynta fall räcker det att en gen är deffekt för att orsaka sjukdom, t.ex. nail patella syndrom. DNAt i genen har förändrats och därför kommer också proteinerna att se annorlunda ut, vilket i sin tur leder till att proteinerna inte gör det de skall göra utan kanske andra saker. I detta fall då en gen styr över en annan och har dominans är anlaget heterozygot (Ff), en dominant gen och en recessiv gen.
Mendelsk nedärvning/Dominant anlag
Munken Gregor Mendel levde på 1800-talet i Österike. Gregor Mendel, Johann Mendel som han egentligen hette, var mycket intresserad av hur en arts drag ärvs vidare från generation till generation. Gregor använde ärtplantor i sina försök för att förklara hur ärtplantans längd ärvs vidare. Han hittade ett mönster och kunde förklara hur dominanta gener styr över recessiva.
Han lät en lång planta korsas med en annan lång planta. Detta gjorde han genom att ta pollenkorn och applisera på en annan plantas blommas märke. Han täckte sedan blomman med en påse för att inte någon annan pollinering skulle ske.
Båda plantorna hade dominanta anlag i båda generna AA, (allelerna). Samtliga avkommor blev långa med homozygot dominanta anlag.
Sedan lät han korsa två korta plantor på ett likvärdigt sätt. Båda plantorna var homozygot recessiva i sina gener, aa, vilket resulterade i att samtliga avkommor blev korta.
Han lät sedan korsa en lång och en kort planta.Båda plantorna var homozygot dominanta och recessiva. Samtliga avkommor blev heterozygota, men eftersom samtliga hade den dominanta genen blev alla långa.
I sista steget lät han korsa de heterozygota avkommorna med varandra. I detta sista fall blev 75 % långväxta och 25 % kortväxta.
Mendel gjorde så kallade korsningsscheman likt dem som vi har i kolumnen. Hans studier visade ett mönster i nedärvningen och ett bevis på dominanta och recessiva anlag.
Intermediär klyvning/Inga dominanta anlag
Ibland är det så att generna eller anlagen är lika starka. På detta vis finns inte någon dominans över den andra. I exemplet nedan har jag korsat röda ärtblommor (AA) med vita ärtblommor (aa). I samtliga fall kommer avkommorna att blir rosa.
Korsar jag rosa blommor med rosa blommor får jag 25% röda blommor, 50% rosa och 25% vita.
Användandet av våra kunskaper kring våra gener
Kunskaperna kring våra gener och den teknik vi tagit fram hjälper människan att få fram nya läkemedel och andra chanser att forska kring många sjukdomar. Cancer är en sjukdom som orsakas av förändringar i vårt DNA. Proteiner kan därför inte produceras som de skall och cellerna delas okontrollerat. Dessa förändringar kallas för mutation.
Vissa sjukdomar är ärftliga. Då ärver man de förändringar föräldrarna har i sitt DNA. Vissa fall, tex blödasjukan, är exempel på då sjukdomar drabbar nästan bara ena könet. Vid blödasjukan ärvs en mutation i X kromosomen. Eftersom pojkar bara har en X kromosom slår alltid denna mutation igenom. Flickor har två X kromosomer och ärver de en mutation i den ena kromosomen har de ju den andra intakt. Detta är mutationer i könskromosomerna.
Genteknik
Ordet genteknik ersatte för många år sedan ordet genmanipulering. Man bytte namn eftersom att manipulera har en negativ klang och själva gentekniken är inte av ondo.
Männsikan har genom åren forskat fram tekniker som gör det möjligt att tillverka medeciner från bakterier. På detta sätt fick man fram renare medeciner. Nedan visar jag hur man kan tillverka insulin genom bakterier.
1. På kemisk väg löser man upp bakteriens cellvägg och membran, sedan isoleras bakteriens plasmid.
2. Plasmiden, vektorn som den också kallas, klipps upp av restriktionsenzymer på sådant sätt att det mänskliga DNAt kan binda direkt till den uppklippta plasmiden.
3. Den plasmid som nu bär den mänskliga genen förs in i bakterien med hjälp av små elstötar (elektroporering),
4-5. Man odlar upp bakterierna i närvaro av antibiotika. De bakterier som tagit in den manipulerade plasmiden har inte någon resistens mot antibiotikan och på det viset kan man se vilka odlingkollonier som man lyckats med.
6. Man tar bakterier från de kolonier som tagit till sig av den manipulerade plasmiden, man odlar upp bakterierna i en näringslösning. När man anser att man har tillräckligt med bakterier dödar man bakterierna genom att lösa upp deras cellmembran och cellväggar. Proteinerna ligger nu i lösningen.
7. Detta är ett reningssteg för att få tag i proteinerna. Genom att låta lösningen med gamla bakterierester och proteinet rinna genom kolonner som är prepparerade med antikroppar på väggarna, fastnar bakterierna på kolonnväggen och resten av lösningen rinner rätt igenom. Sedan är det bara att skölja ur kolonnen, med de rena proteinerna, med ett sköljmedel.
Andra användningområden för genteknik
Genterapi. Genom att medvetet ändra en sjuk persons DNA försöker man bota sjukdomar. Denna metod har haft stora komplikationer. Det är inte ovanligt att patienterna får cancer av behandlingen. Även om man inte riktigt lyckats så bra med genterapin försöker man förfina metoderna för att minska komplikationerna.
Faderskapstester och genetiska tester
Genom att studera en persons DNA kan man se om en person bär på anlag för vissa sjukdomar. Man kan ge råd om levnadssätt för att fördröja eller lindra sjukdomssymtom. För att ta reda på om en man är fader till ett barn kollar man på barnets kromosomer och jämför dem med pappans. På detta vis kan man se likheter i DNA:t och dra slutsatser om vem som är fadern.
Polisen använder också DNA tekniken för att spåra kriminella personer. I dessa fall samlar polisen in spår, i form av t.ex. blod eller saliv, som man sedan kan göra analyser på. Varje individ har sekvenser i sitt DNA som är specifika. Dessa sekvenser kopieras och jämförs med personer polisen misstänker. Denna metod är 100% säker.
HUGO-projektet var ett projekt att kartlägga människans hela genom ( Hela DNA:t) På detta vis försöker man skaffa sig en karta över människans gener. Nu återstår bara att ta reda på vad varje kod står för och vilka proteiner som kopplas till varje gen. Meningen är att man skall ha större chans att finna botemedel på sjukdomar men också anledningen till sjukdomar.
GMO, genmodifierade organsimer
Genom att ändra våra växters DNA kan växterna få nya egenskaper. exempel på produkter som finns idag är majs, soja och raps. Genom att sätta in gener för vissa gifter kan växterna försvara sig mot insekter.
Man kan även få fram andra egenskaper genom vanlig avel. Genom att låta befrukta individer med önskad egenskap, t.ex. storväxthet, kommer man få avkommor med dessa egenskaper förstärkta.
|
