Genetyka to nauka o tym, co czyni Ciebie, Ciebie. Genetyka wyjaśnia, dlaczego masz rude włosy jak twój tata, szeroki uśmiech jak twoja mama i długie, chude nogi jak twoja ciocia Helen. Potrzebujesz potężnego mikroskopu, aby zajrzeć do wnętrza ludzkiej komórki i odkryć sekretną formułę, która zamienia grupę białek w wyjątkową osobę.
Struktura i funkcja DNA
Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego twój brat bliźniak jest powolnym tasiemantem z paskudnie wymachującym ramieniem, podczas gdy ty nie możesz trafić w szeroką ścianę stodoły, ale możesz biec jak wiatr? Zrzuć to na trzy małe litery, które mają ogromny wpływ na Twój wygląd, talenty, a nawet temperament. Te litery to DNA i oznaczają długą nazwę naukową kwas dezoksyrybonukleinowy. Oto jak to powiedzieć: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
DNA to cząsteczka zawierająca informację niezbędną do wytworzenia białek. Białka wraz z wodą, cukrami, tłuszczami i DNA tworzą komórki i tworzą substancje chemiczne umożliwiające funkcjonowanie organizmu. Twoje DNA to przepis na białko. Zawiera unikalną formułę dla Ciebie. Jeśli spojrzysz na DNA przez mikroskop elektronowy, zobaczysz strukturę przypominającą drabinę skręconą w spiralny kształt zwany podwójną helisą. Skręcone nici DNA są bardzo eleganckie i piękne. Twój projekt pochodzi z tego niesamowitego dzieła sztuki, powiela się, tworząc w kółko ten sam dokładny wzór w każdej nowej komórce w miarę podziału komórek.
Fajna Fasola Gregora Mendla
Dziewiętnastowieczny austriacki mnich, Gregor Mendel, był pierwszą osobą, która rozwiązała zagadkę, dlaczego cechy pojawiają się z pokolenia na pokolenie. Gregor Mendel eksperymentował z groszkiem w swoim klasztorze, aby dowiedzieć się, dlaczego dwie różne rośliny tego samego gatunku za każdym razem wykazują określone cechy.
Skrzyżował pulchny, okrągły groszek z pomarszczonym groszkiem - i dostał cały okrągły groszek. Potem zapylał razem te rośliny o okrągłych nasionach i otrzymał trochę groszku okrągłego i trochę groszku pomarszczonego. W ten sposób odkrył geny dominujące i recesywne. Cecha recesywna – groszek pomarszczony – pojawiła się ponownie u mniej więcej co czwartej rośliny po pierwszym pokoleniu. To samo wydarzyło się, gdy pracował z roślinami żółtymi i roślinami zielonymi. Dominowały rośliny żółte, a rośliny zielone recesywne.
Mendel nie miał potężnego mikroskopu ani nie wiedział nic o genach, chromosomach i DNA. Jednakże odkrył i opisał zasady, którymi posługują się współcześni naukowcy w badaniach genetyki, dlatego nazywamy go „ojcem genetyki” ze względu na jego przełomową pracę.
Dominujący i recesywny
Wzorce działają w ten sposób: dwa geny odpowiedzialne za niebieskie oczy, jeden od mamy, drugi od taty, dadzą Ci niebieskie oczy. Para genów wzrostu sprawi, że urosniesz jak chwast. To samo dotyczy takich cech, jak blond lub kręcone włosy, kolor skóry, ciężkie lub delikatne kości, krótkowzroczność i dalekowzroczność. Dopóki otrzymasz te same geny od obojga rodziców, te cechy będą widoczne u Ciebie.
Geny dominujące są najsilniejsze i zwykle są oznaczone dużą literą – na przykład „B” dla koloru brązowego. Geny recesywne są zazwyczaj ukryte pod genami dominującymi. Oznacz recesywny gen niebieskich oczu literą „b” małymi literami. Jeśli masz dwa dominujące geny odpowiedzialne za kolor oczu – BB – jesteś pięknością o brązowych oczach. Dziedzicz gen dominujący i recesywny – Bb – otrzymasz dominujący kolor: brązowy. Kiedy oboje rodzice mają gen recesywny, w tym przypadku niebiesko-niebieski lub bb, masz niebieskie oczy.
To jest wersja podstawowa. Genetyka jest nieco bardziej skomplikowana. Możesz odziedziczyć cechy, które są w DNA twoich rodziców, ale które nie są wyrażone. Na przykład twój brązowooki tata może przekazać gen od swojego niebieskookiego pradziadka. Dopasuj to do genu niebieskookich oczu swojej mamy, a będziesz mieć baby blues, nawet jeśli masz brązowookiego tatę.
Bądź genetykiem
Wyodrębnij swoje DNA, używając zwykłych, domowych składników! To prawdziwa okazja, ale możesz potrzebować pomocy rodziców, którzy w wygodny sposób pożyczyli ci swoje chromosomy. Nie da się zobaczyć podwójnej helisy bez bardzo wyrafinowanego laboratorium naukowego i drogiego mikroskopu elektronowego. Możesz oddzielić swoje DNA od śliny za pomocą napoju sportowego, mydła i lodowatego alkoholu.
Materiały
- Małe kubki papierowe (rozmiar gabinetu dentystycznego)
- Lemon Ice Gatorade lub inny klarowny napój sportowy
- Czysty płyn do mycia naczyń
- Jedna łyżka soku ananasowego
- 90 procent do 100 procent alkoholu izopropylowego
- Przezroczysta (szklana lub plastikowa) probówka z korkiem
- Statyw na probówki lub mały słoiczek lub szklanka do przechowywania
- Jeden cienki drewniany lub bambusowy szpikulec
Wskazówki
- Wczoraj wieczorem włóż alkohol do zamrażarki. (Nie zamarznie, ale trzeba go schłodzić.)
- Ustaw cały swój sprzęt na stole w dobrze oświetlonym miejscu.
- Weź duży łyk napoju dla sportowców i poruszaj nim po ustach, tak jak płuczesz je u dentysty. Użyj zębów, aby delikatnie zeskrobać boki ust podczas połykania, aby poluzować więcej komórek policzkowych.
- Popijaj dużo – policz przynajmniej do 100. Wypluj napój sportowy do papierowego kubka.
- Wlej zawartość papierowego kubka do probówki, aż wypełnisz probówkę w około 1/3.
- Ostrożnie dodaj tyle płynu do naczyń, aby wypełnić probówkę do połowy. Włóż korek do tuby.
- Połóż kciuk na korku i kilka razy obróć rurkę w przód i w tył, w górę i w dół. Nie potrząsaj – nie chcesz, żeby utworzyły się bąbelki i piana.
- Odkorkuj probówkę. Dodaj kilka kropli soku ananasowego – wystarczy wlać kilka kropli do mieszanki. Następnie zakorkuj i ponownie obróć probówkę.
- Wyjmij alkohol z zamrażarki i ponownie otwórz probówkę. Przechyl probówkę tak, aby móc wlać do niej niewielką strużkę alkoholu. Chcesz, aby zimny alkohol unosił się na wierzchu reszty mieszanki. Pomaga spuścić alkohol po ściance tubki – nie spiesz się.
- Umieść probówkę w uchwycie i pozostaw ją w pozycji pionowej na co najmniej jedną minutę.
- Gdy tylko zobaczysz warstwę białej lepkiej substancji pomiędzy pływakiem z alkoholem a resztą koktajlu z komórek policzkowych, powoli wbij szpikulec do probówki, tak aby jego końcówka dotknęła białej mazi.
- Ostrożnie obróć szpikulec w jednym kierunku, tak aby maź owinęła się wokół niego i można było wyciągnąć próbkę DNA z probówki.
Co się dzieje
Napój sportowy zawiera sole, które pomagają rozkładać błony komórkowe i uwalniać DNA. Detergent przyciąga cząsteczki tłuszczu i wody, dlatego płyn do mycia naczyń pomaga odciągnąć tłuszcze i wodę z komórek od DNA. Enzymy zawarte w soku ananasowym jeszcze bardziej niszczą błony komórkowe.
DNA rozpuszcza się w wodzie, ale nie w alkoholu. Zatem zimny alkohol „wyciągnął” DNA z ciekłego roztworu. Zebrało się tuż pod pływakiem z alkoholem i wtedy było je widać. Nici DNA naturalnie chcą się zwijać, więc owiną się wokół szpikulca, jeśli kręcisz go tylko w jednym kierunku.
Jeśli chcesz zachować swoje DNA przez jakiś czas, aby je podziwiać, włóż je do czystego, pustego słoika po żywności dla dzieci i zalej alkoholem. Możesz wykorzystać ten eksperyment do ekstrakcji DNA z owoców takich jak truskawki czy kiwi. Imagination Station przeliteruje to za Ciebie.
Zabawne, zdumiewające fakty
- Wszyscy ludzie o niebieskich oczach mieli wspólnego przodka, który żył między 10 000 a 6 000 lat temu.
- Najrzadszą kombinacją cech genetycznych są rude włosy i niebieskie oczy. Obydwa te geny są recesywne i tylko u jednego procenta ludzi występuje ich kombinacja.
- Każdy człowiek ma pewne geny od wspólnego przodka, kobiety, która żyła co najmniej 200 000 lat temu, którą naukowcy nazywają „Ewą Mitrochondialną”. Dziedziczysz te geny od swojej matki.
- Jeśli nie lubisz jeść brokułów, zrzuć winę na swoje geny. Niektórzy ludzie odziedziczyli kubki smakowe, które silnie reagują na gorycz kapusty, brokułów i innych roślin z rodzaju Brassica. Brokuły mogą być dla ciebie dobre, ale powiedz to swojemu językowi. Powodzenia, dzieląc się tym przydatnym faktem ze swoją mamą.
- Banany to krzyżówka genetyczna zwana hybrydą. Dzikie banany z Afryki były twarde, niezbyt smaczne i pełne nasion. Ludzie eksperymentowali z różnymi odmianami, aby stworzyć wolne od nasion, słodkie i miękkie owoce, które jemy dzisiaj.
-
Genetyczne wspólne pochodzenie DNA człowieka i goryla są w 98% takie same. Ludzie są genetycznie bliżsi gorylom niż innym małpom człekokształtnym, takim jak orangutany.
- Pojedynczy chromosom określa, czy jesteś chłopcem, czy dziewczynką. Dziewczyny mają dwa chromosomy „X”; XX oznacza kobietę. Chłopcy mają jeden chromosom „X” i jeden chromosom „Y” – XY.
- DNA w pojedynczej komórce Twojego ciała jest dłuższe niż Ty sam. Jeśli rozciągniesz wszystkie pasma DNA i ułożysz je od końca do końca, wstęga będzie miała średnicę około dwukrotnie większą od średnicy całego Układu Słonecznego.
Więcej do odkrycia
Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej ma interaktywną witrynę internetową Ology, która oferuje mnóstwo atrakcji na stronie Scena Genetyczna. Odkryj fajne modele, które możesz wykonać, eksperymenty do wypróbowania i sekcję dotyczącą klonowania, a wszystko o owcy Dolly.
DNA zostanie tutaj autorstwa dr Fran Balkwill to przyjazna dzieciom, wspaniale ilustrowana, przejrzysta książka o genetyce, dostępna dla dzieci w wieku szkolnym, ale wypełniona łatwymi do zrozumienia informacjami również dla starszych dzieci. Poszukaj w swojej bibliotece lub u księgarni internetowej nowego lub używanego egzemplarza.
Geny to dopiero początek
Genetyka to fascynująca i rozwijająca się nauka, niosąca wiele tajemnic do odkrycia. Ujawnia wiele na temat tego, dlaczego żywe istoty wyglądają i zachowują się tak, a nie inaczej. Rolnicy i botanicy eksperymentują, aby znaleźć najzdrowsze rośliny z największą liczbą kwiatów i owoców, lub starannie zachowują gatunki odziedziczone dla przyszłych pokoleń. Hodowcy zwierząt dopasowują samce i samice gatunku o najlepszych cechach, aby uzyskać energiczne potomstwo.
Test może czasami wykazać, czy odziedziczyłeś gen powodujący problemy zdrowotne w rodzinie. Genetyka dostarcza informacji, które możesz wykorzystać. Ale to cię nie definiuje. Otoczenie ma duży wpływ na Twoje zdrowie, sposób, w jaki się uczysz, jakie zajęcia wybierasz oraz to, czy masz słoneczne, czy poważne usposobienie. W końcu genetyka może wiele wyjaśnić na Twój temat. Jednak prawdziwą siłą natury, która decyduje o tym, jak ukształtować Twoje życie, jesteś Ty.
