Přeskočit na obsah

Genetika: Porovnání verzí

Z Infopedia
založena nová stránka s textem „{{K rozšíření}} {{Infobox Vědní obor | název = Genetika | obrázek = DNA_Structure_and_Replication.svg | popisek = Schematické znázornění struktury DNA a její replikace, základního procesu přenosu genetické informace. | oblast = Biologie | definice = Vědní obor zabývající se dědičností a proměnlivostí organismů. Studuje geny, jejich strukturu,…“
 
m Nahrazení textu „DNA“ textem „DNA
 
Řádek 6: Řádek 6:
| oblast = [[Biologie]]
| oblast = [[Biologie]]
| definice = Vědní obor zabývající se [[dědičnost|dědičností]] a [[proměnlivost (biologie)|proměnlivostí]] [[organismus|organismů]]. Studuje [[gen (biologie)|geny]], jejich strukturu, funkci, přenos z generace na generaci a jejich vliv na znaky a vlastnosti živých bytostí.
| definice = Vědní obor zabývající se [[dědičnost|dědičností]] a [[proměnlivost (biologie)|proměnlivostí]] [[organismus|organismů]]. Studuje [[gen (biologie)|geny]], jejich strukturu, funkci, přenos z generace na generaci a jejich vliv na znaky a vlastnosti živých bytostí.
| související_pojmy = [[DNA]], [[RNA]], [[gen]], [[alela]], [[chromozom]], [[genom]], [[genotyp]], [[fenotyp]], [[mutace]], [[Mendelovy zákony]], [[genové inženýrství]], [[genetické poradenství]], [[GMO]]
| související_pojmy = [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]], [[RNA]], [[gen]], [[alela]], [[chromozom]], [[genom]], [[genotyp]], [[fenotyp]], [[mutace]], [[Mendelovy zákony]], [[genové inženýrství]], [[genetické poradenství]], [[GMO]]
| zakladatel = [[Johann Gregor Mendel]]
| zakladatel = [[Johann Gregor Mendel]]
| moderní_obory = [[Molekulární genetika]], [[genomika]], [[proteomika]], [[farmakogenomika]], [[epigenetika]], [[population genetics|populační genetika]]
| moderní_obory = [[Molekulární genetika]], [[genomika]], [[proteomika]], [[farmakogenomika]], [[epigenetika]], [[population genetics|populační genetika]]
Řádek 22: Řádek 22:
* '''Termín "genetika":''' V roce [[1906]] britský vědec [[William Bateson]] poprvé použil termín "genetika".
* '''Termín "genetika":''' V roce [[1906]] britský vědec [[William Bateson]] poprvé použil termín "genetika".
* '''Chromozomová teorie dědičnosti:''' Na počátku 20. století [[Thomas Hunt Morgan]] a jeho tým prokázali, že geny jsou lokalizovány na [[chromozom|chromozomech]] a že se dědí společně.
* '''Chromozomová teorie dědičnosti:''' Na počátku 20. století [[Thomas Hunt Morgan]] a jeho tým prokázali, že geny jsou lokalizovány na [[chromozom|chromozomech]] a že se dědí společně.
* '''Objev [[DNA]]:''' V roce [[1944]] [[Oswald Avery]], [[Colin MacLeod]] a [[Maclyn McCarty]] experimentálně prokázali, že [[deoxyribonukleová kyselina|DNA]] je nositelkou genetické informace.
* '''Objev [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]]:''' V roce [[1944]] [[Oswald Avery]], [[Colin MacLeod]] a [[Maclyn McCarty]] experimentálně prokázali, že [[deoxyribonukleová kyselina|DNA]] je nositelkou genetické informace.
* '''Struktura DNA:''' V roce [[1953]] [[James Watson]] a [[Francis Crick]] (s využitím práce [[Rosalind Franklin]] a [[Maurice Wilkins]]) popsali [[Struktura DNA|dvoušroubovicovou strukturu DNA]], což otevřelo cestu k pochopení, jak je genetická informace ukládána a replikována.
* '''Struktura DNA:''' V roce [[1953]] [[James Watson]] a [[Francis Crick]] (s využitím práce [[Rosalind Franklin]] a [[Maurice Wilkins]]) popsali [[Struktura DNA|dvoušroubovicovou strukturu DNA]], což otevřelo cestu k pochopení, jak je genetická informace ukládána a replikována.
* '''Projekt lidského genomu (HUGO):''' Mezinárodní projekt, který probíhal v letech [[1990]]–[[2003]], měl za cíl zmapovat celý [[lidský genom|lidský genom]] – tj. určit sekvenci všech [[nukleotid]]ů v [[lidská DNA|lidské DNA]]. Jeho dokončení představovalo revoluční krok v biologii a medicíně.
* '''Projekt lidského genomu (HUGO):''' Mezinárodní projekt, který probíhal v letech [[1990]]–[[2003]], měl za cíl zmapovat celý [[lidský genom|lidský genom]] – tj. určit sekvenci všech [[nukleotid]]ů v [[lidská DNA|lidské DNA]]. Jeho dokončení představovalo revoluční krok v biologii a medicíně.
Řádek 32: Řádek 32:
Pro pochopení genetiky je důležité znát klíčové pojmy:
Pro pochopení genetiky je důležité znát klíčové pojmy:


* '''[[DNA]] (deoxyribonukleová kyselina):''' Makromolekula, která nese genetickou informaci. Skládá se z dvou vláken spojených do [[šroubovice]].
* '''[[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] (deoxyribonukleová kyselina):''' Makromolekula, která nese genetickou informaci. Skládá se z dvou vláken spojených do [[šroubovice]].
* '''[[Gen (biologie)|Gen]]:''' Základní funkční úsek [[DNA]], který nese informaci pro tvorbu určité [[bílkovina|bílkoviny]] nebo [[RNA|RNA]] molekuly, a tím ovlivňuje určitý [[znak (biologie)|znak]] organismu.
* '''[[Gen (biologie)|Gen]]:''' Základní funkční úsek [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]], který nese informaci pro tvorbu určité [[bílkovina|bílkoviny]] nebo [[RNA|RNA]] molekuly, a tím ovlivňuje určitý [[znak (biologie)|znak]] organismu.
* '''[[Chromozom]]:''' Struktura v [[buňka|buňce]] tvořená [[DNA]] a [[bílkovina|bílkovinami]], na které jsou uspořádány [[gen (biologie)|geny]]. Lidské buňky obsahují 46 chromozomů (23 párů).
* '''[[Chromozom]]:''' Struktura v [[buňka|buňce]] tvořená [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] a [[bílkovina|bílkovinami]], na které jsou uspořádány [[gen (biologie)|geny]]. Lidské buňky obsahují 46 chromozomů (23 párů).
* '''[[Alela]]:''' Konkrétní forma (varianta) [[gen (biologie)|genu]]. Každý organismus má obvykle dvě alely pro každý gen (jednu od každého rodiče).
* '''[[Alela]]:''' Konkrétní forma (varianta) [[gen (biologie)|genu]]. Každý organismus má obvykle dvě alely pro každý gen (jednu od každého rodiče).
* '''[[Genotyp]]:''' Soubor všech [[gen (biologie)|genů]] (genetické výbavy) konkrétního [[organismus|organismu]].
* '''[[Genotyp]]:''' Soubor všech [[gen (biologie)|genů]] (genetické výbavy) konkrétního [[organismus|organismu]].
Řádek 42: Řádek 42:
* '''[[Dominantní alela]]:''' Alela, která se plně projeví ve [[fenotyp|fenotypu]] i v přítomnosti [[recesivní alela|recesivní alely]] (značí se velkým písmenem, např. A).
* '''[[Dominantní alela]]:''' Alela, která se plně projeví ve [[fenotyp|fenotypu]] i v přítomnosti [[recesivní alela|recesivní alely]] (značí se velkým písmenem, např. A).
* '''[[Recesivní alela]]:''' Alela, která se projeví ve [[fenotyp|fenotypu]] pouze v případě, že je přítomna ve dvou kopiích (u homozygota, např. aa), nebo pokud dominantní alela chybí (značí se malým písmenem, např. a).
* '''[[Recesivní alela]]:''' Alela, která se projeví ve [[fenotyp|fenotypu]] pouze v případě, že je přítomna ve dvou kopiích (u homozygota, např. aa), nebo pokud dominantní alela chybí (značí se malým písmenem, např. a).
* '''[[Mutace]]:''' Náhlá, dědičná změna v [[DNA]], která může vést ke změně [[genetická informace|genetické informace]] a tím i ke změně [[znak (biologie)|znaku]].
* '''[[Mutace]]:''' Náhlá, dědičná změna v [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]], která může vést ke změně [[genetická informace|genetické informace]] a tím i ke změně [[znak (biologie)|znaku]].
* '''[[Genom]]:''' Kompletní soubor [[genetická informace|genetické informace]] obsažené v [[DNA]] [[organismus|organismu]].
* '''[[Genom]]:''' Kompletní soubor [[genetická informace|genetické informace]] obsažené v [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] [[organismus|organismu]].


---
---
Řádek 51: Řádek 51:


* '''[[Klasická genetika]]:''' Zabývá se studiem [[dědičnost|dědičnosti]] na základě pozorování [[znak (biologie)|znaků]] a jejich přenosu mezi generacemi (tzv. [[Mendelovy zákony dědičnosti|Mendelovská genetika]]).
* '''[[Klasická genetika]]:''' Zabývá se studiem [[dědičnost|dědičnosti]] na základě pozorování [[znak (biologie)|znaků]] a jejich přenosu mezi generacemi (tzv. [[Mendelovy zákony dědičnosti|Mendelovská genetika]]).
* '''[[Molekulární genetika]]:''' Zkoumá [[gen (biologie)|geny]] na molekulární úrovni, tj. strukturu a funkci [[DNA]] a [[RNA]], [[replikace (biologie)|replikaci]] DNA, [[transkripce (biologie)|transkripci]] (přepis DNA na RNA) a [[translace (biologie)|translaci]] (překlad RNA na [[bílkovina|bílkovinu]] – [[proteosyntéza]]).
* '''[[Molekulární genetika]]:''' Zkoumá [[gen (biologie)|geny]] na molekulární úrovni, tj. strukturu a funkci [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] a [[RNA]], [[replikace (biologie)|replikaci]] DNA, [[transkripce (biologie)|transkripci]] (přepis DNA na RNA) a [[translace (biologie)|translaci]] (překlad RNA na [[bílkovina|bílkovinu]] – [[proteosyntéza]]).
* '''[[Genomika]]:''' Studuje celé [[genom|genomy]] [[organismus|organismů]], jejich strukturu, funkci, vývoj a mapování.
* '''[[Genomika]]:''' Studuje celé [[genom|genomy]] [[organismus|organismů]], jejich strukturu, funkci, vývoj a mapování.
* '''[[Populační genetika]]:''' Zkoumá rozložení a změny [[alela|alel]] a [[genotyp|genotypů]] v [[populace (biologie)|populacích]] a faktory, které tyto změny ovlivňují (např. [[přírodní výběr]], [[genetický drift]], [[mutace]]).
* '''[[Populační genetika]]:''' Zkoumá rozložení a změny [[alela|alel]] a [[genotyp|genotypů]] v [[populace (biologie)|populacích]] a faktory, které tyto změny ovlivňují (např. [[přírodní výběr]], [[genetický drift]], [[mutace]]).
* '''[[Cytogenetika]]:''' Studuje [[chromozom|chromozomy]] a jejich uspořádání.
* '''[[Cytogenetika]]:''' Studuje [[chromozom|chromozomy]] a jejich uspořádání.
* '''[[Epigenetika]]:''' Zkoumá dědičné změny v [[genová exprese|genové expresi]], které nejsou způsobeny změnami v sekvenci [[DNA]] samotné.
* '''[[Epigenetika]]:''' Zkoumá dědičné změny v [[genová exprese|genové expresi]], které nejsou způsobeny změnami v sekvenci [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] samotné.


---
---
Řádek 72: Řádek 72:
     * '''[[Geneticky modifikovaný organismus|Geneticky modifikované organismy (GMO)]]:''' Vytváření rostlin (např. odolných vůči škůdcům, herbicidům) nebo zvířat s vylepšenými vlastnostmi.
     * '''[[Geneticky modifikovaný organismus|Geneticky modifikované organismy (GMO)]]:''' Vytváření rostlin (např. odolných vůči škůdcům, herbicidům) nebo zvířat s vylepšenými vlastnostmi.
* '''Forensní vědy:'''
* '''Forensní vědy:'''
     * '''[[DNA profilování]]:''' Identifikace osob na základě vzorků [[DNA]] (např. z krve, vlasů) pro kriminální vyšetřování a určování [[otcovství]].
     * '''[[DNA profilování]]:''' Identifikace osob na základě vzorků [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] (např. z krve, vlasů) pro kriminální vyšetřování a určování [[otcovství]].
* '''Průmysl a biotechnologie:'''
* '''Průmysl a biotechnologie:'''
     * '''Výroba [[bílkovina|bílkovin]] a [[enzym|enzymů]]:''' Geneticky modifikované [[bakterie]] a [[kvasinky]] se využívají k produkci [[inzulin|inzulinu]], [[růstový hormon|růstových hormonů]], [[enzym|enzymů]] pro potravinářský průmysl apod.
     * '''Výroba [[bílkovina|bílkovin]] a [[enzym|enzymů]]:''' Geneticky modifikované [[bakterie]] a [[kvasinky]] se využívají k produkci [[inzulin|inzulinu]], [[růstový hormon|růstových hormonů]], [[enzym|enzymů]] pro potravinářský průmysl apod.
Řádek 90: Řádek 90:


== Pro laiky ==
== Pro laiky ==
Představte si '''genetiku''' jako '''návod na stavbu živé bytosti'''. Každý z nás, každá [[rostlina]], každé [[zvíře]] má takový návod, který se jmenuje '''[[DNA]]'''.
Představte si '''genetiku''' jako '''návod na stavbu živé bytosti'''. Každý z nás, každá [[rostlina]], každé [[zvíře]] má takový návod, který se jmenuje '''[[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]]'''.


V tomhle návodu jsou '''[[gen (biologie)|geny]]''', což jsou takové "recepty" na to, jak budeme vypadat (barva očí, vlasů), jak budeme fungovat (např. krevní skupina) a co všechno budeme umět.
V tomhle návodu jsou '''[[gen (biologie)|geny]]''', což jsou takové "recepty" na to, jak budeme vypadat (barva očí, vlasů), jak budeme fungovat (např. krevní skupina) a co všechno budeme umět.
Řádek 100: Řádek 100:
* '''V medicíně:''' Díky genetice rozumíme, proč někteří lidé mají [[dědičné choroby|dědičné nemoci]], a můžeme je včas odhalit nebo se je pokusit léčit. Umíme dokonce upravovat "špatné" geny!
* '''V medicíně:''' Díky genetice rozumíme, proč někteří lidé mají [[dědičné choroby|dědičné nemoci]], a můžeme je včas odhalit nebo se je pokusit léčit. Umíme dokonce upravovat "špatné" geny!
* '''V zemědělství:''' Pomáháme šlechtit rostliny, aby dávaly víc úrody, nebo byly odolnější proti škůdcům.
* '''V zemědělství:''' Pomáháme šlechtit rostliny, aby dávaly víc úrody, nebo byly odolnější proti škůdcům.
* '''V kriminalistice:''' Podle [[DNA]] z vlasu nebo slin umíme poznat pachatele.
* '''V kriminalistice:''' Podle [[Deoxyribonukleová kyselina|DNA]] z vlasu nebo slin umíme poznat pachatele.


Genetika nám prostě pomáhá pochopit, jak život funguje na té nejzákladnější úrovni, a dává nám nástroje, jak s ním pracovat.
Genetika nám prostě pomáhá pochopit, jak život funguje na té nejzákladnější úrovni, a dává nám nástroje, jak s ním pracovat.

Aktuální verze z 8. 6. 2025, 12:02

Rozbalit box

Obsah boxu

Genetika

Genetika je klíčový vědní obor biologie, který se zabývá studiem dědičnosti a proměnlivosti organismů. Zkoumá, jak jsou geny (základní jednotky genetické informace) předávány z rodičů na potomky, jak se projevují a jak ovlivňují znaky a vlastnosti živých bytostí. Genetika se snaží pochopit mechanismy, kterými se život rozvíjí, přizpůsobuje a předává své instrukce dál.

---

Historie genetiky

Kořeny genetiky sahají hluboko do minulosti, kdy si lidé již v starověku všímali dědičnosti znaků u rostlin a zvířat a využívali ji k šlechtění. Nicméně, jako samostatný vědní obor se genetika začala formovat až v 19. a 20. století.

  • Johann Gregor Mendel (1822–1884): Je považován za otce genetiky. Tento mnich a vědec z Brna prováděl v polovině 19. století hybridizační pokusy s hrachem. Jeho práce, publikovaná v roce 1866 (Pokusy s rostlinnými kříženci), popsala základní zákony dědičnosti, i když jeho význam byl plně pochopen až na počátku 20. století. Mendel postuloval existenci "vloh" (dnes geny) pro jednotlivé znaky a popsal jejich segregaci a nezávislou kombinaci.
  • Znovuobjevení Mendelových zákonů: V roce 1900 nezávisle na sobě Hugo de Vries, Carl Correns a Erich von Tschermak znovuobjevili Mendelovy zákony, což vedlo k rychlému rozvoji genetiky.
  • Termín "genetika": V roce 1906 britský vědec William Bateson poprvé použil termín "genetika".
  • Chromozomová teorie dědičnosti: Na počátku 20. století Thomas Hunt Morgan a jeho tým prokázali, že geny jsou lokalizovány na chromozomech a že se dědí společně.
  • Objev DNA: V roce 1944 Oswald Avery, Colin MacLeod a Maclyn McCarty experimentálně prokázali, že DNA je nositelkou genetické informace.
  • Struktura DNA: V roce 1953 James Watson a Francis Crick (s využitím práce Rosalind Franklin a Maurice Wilkins) popsali dvoušroubovicovou strukturu DNA, což otevřelo cestu k pochopení, jak je genetická informace ukládána a replikována.
  • Projekt lidského genomu (HUGO): Mezinárodní projekt, který probíhal v letech 19902003, měl za cíl zmapovat celý lidský genom – tj. určit sekvenci všech nukleotidů v lidské DNA. Jeho dokončení představovalo revoluční krok v biologii a medicíně.
  • Genová editace (CRISPR): Rozvoj technologií genové editace, zejména metody CRISPR, v posledních letech umožňuje přesné a cílené úpravy DNA, což má obrovský potenciál pro medicínu a zemědělství.

---

Základní pojmy genetiky

Pro pochopení genetiky je důležité znát klíčové pojmy:

---

Oblasti genetiky

Genetika se dělí na několik specializovaných oborů:

---

Aplikace genetiky

Genetika má obrovský význam a široké uplatnění v mnoha oblastech:

  • Medicína:
   * Genetické poradenství: Identifikace rizika dědičných onemocnění a poradenství rodinám.
   * Diagnostika genetických chorob: Molekulární testy umožňují včasnou a přesnou diagnostiku chorob, jako je cystická fibróza, Huntingtonova choroba nebo Downův syndrom.
   * Genová terapie: Cílené úpravy genů k léčbě nebo prevenci dědičných chorob.
   * Personalizovaná medicína: Přizpůsobení léčby na základě individuálního genotypu pacienta pro vyšší účinnost a minimalizaci vedlejších účinků.
   * Vývoj vakcín a léků: Využití genetických principů při vývoji nových léčiv a vakcín (např. mRNA vakcína).
  • Zemědělství:
   * Šlechtění rostlin a zvířat: Využití genetických principů k vyšlechtění odolnějších, výnosnějších a kvalitnějších odrůd plodin a plemen hospodářských zvířat.
   * Geneticky modifikované organismy (GMO): Vytváření rostlin (např. odolných vůči škůdcům, herbicidům) nebo zvířat s vylepšenými vlastnostmi.
  • Forensní vědy:
   * DNA profilování: Identifikace osob na základě vzorků DNA (např. z krve, vlasů) pro kriminální vyšetřování a určování otcovství.
  • Průmysl a biotechnologie:
   * Výroba bílkovin a enzymů: Geneticky modifikované bakterie a kvasinky se využívají k produkci inzulinu, růstových hormonů, enzymů pro potravinářský průmysl apod.

---

Genetika a etika

Rychlý pokrok v genetice a genovém inženýrství s sebou přináší i řadu etických otázek:

  • Genová editace lidských embryí: Kontroverze kolem možnosti úpravy genomu lidských embryí s dopady na budoucí generace.
  • Soukromí genetické informace: Jak chránit citlivé genetické údaje jedinců před zneužitím.
  • Etické aspekty GMO: Debaty o bezpečnosti a dopadech geneticky modifikovaných organismů na životní prostředí a lidské zdraví.
  • Klonování: Etické dilema spojené s klonováním živých organismů, zejména lidí.

---

Pro laiky

Představte si genetiku jako návod na stavbu živé bytosti. Každý z nás, každá rostlina, každé zvíře má takový návod, který se jmenuje DNA.

V tomhle návodu jsou geny, což jsou takové "recepty" na to, jak budeme vypadat (barva očí, vlasů), jak budeme fungovat (např. krevní skupina) a co všechno budeme umět.

  • Dědičnost: Genetika zkoumá, jak se tyhle "recepty" předávají z rodičů na děti. Proto se často podobáme rodičům.
  • Proměnlivost: Ale taky zkoumá, proč se někdy lišíme (např. sourozenci nejsou úplně stejní), a jak vznikají nové vlastnosti nebo chyby v návodu (tomu se říká mutace).

Co to znamená v praxi?

  • V medicíně: Díky genetice rozumíme, proč někteří lidé mají dědičné nemoci, a můžeme je včas odhalit nebo se je pokusit léčit. Umíme dokonce upravovat "špatné" geny!
  • V zemědělství: Pomáháme šlechtit rostliny, aby dávaly víc úrody, nebo byly odolnější proti škůdcům.
  • V kriminalistice: Podle DNA z vlasu nebo slin umíme poznat pachatele.

Genetika nám prostě pomáhá pochopit, jak život funguje na té nejzákladnější úrovni, a dává nám nástroje, jak s ním pracovat.

---

Externí odkazy