Gen jest jednostką dziedziczącą nas, podczas gdy allel jest jego alternatywną formą.
Zakłopotany? Nie martw się, po przeczytaniu tego artykułu twoje podstawy genetyki i związanych z nią terminologii staną się silniejsze, a twoja koncepcja genu i allelu bardziej przejrzysta.
Zacznijmy więc od podstaw,
Geny są funkcjonalną częścią DNA – łańcucha polinukleotydów.
DNA składa się z fosforanu, cukru i zasad, zasady są azotowe, głównie puryny i pirymidyny. Dwie jednoniciowe nici DNA połączone wiązaniami wodorowymi (trzy pomiędzy G i C i dwie pomiędzy A i C) i ułożone spiralnie, patrz rysunek poniżej.
Trzy wiązania wodorowe między guaniną i cytozyną oraz dwa wiązania wodorowe między adeniną i tyminą.
W naszym genomie obecne są dwa rodzaje DNA. Sekwencje kodujące tworzą białka, których część stanowi 3%, podczas gdy sekwencje niekodujące są po prostu śmieciami i nie mogą tworzyć białek. Obejmują one około 97% genomu i funkcjonalnie regulują ekspresję genów.
Tymi sekwencjami kodującymi są nasze geny.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o genach i DNA przeczytaj nasz poprzedni artykuł: DNA vs Gen.
Opracowana definicja genu jest następująca:
„Gen to łańcuch polinukleotydów DNA – funkcjonalna część – posiadająca introny i egzony, kodująca białko lub grupę białek poprzez transkrypt mRNA.”
Na przykład gen dla koloru oczu, gen dla koloru włosów, gen dla wzrostu, etc.
Teraz brzmi to bardziej konkretnie i naukowo.
Po drugiej stronie, allele są alternatywnymi formami genu. Na przykład, gen OCA2 znajduje się na chromosomie numer 15 i odgrywa ważną rolę w rozwoju koloru oczu wraz z genem HERC2.
Dlatego kolor oczu jest rozwijany z aktywności genu OCA2, podczas gdy różne jego odcienie, takie jak niebieskie oko, czarne oko i czerwone oko są rozwijane przez różne jego allele.
Mutacja – niewielka zmiana w sekwencji DNA jest przyczyną powstawania różnych alleli dla danego genu. Related article: Different Types Of Genetic Mutations.
Chociaż dla jednego genu mogą być możliwe więcej niż dwa allele, allele mogą być dziedziczone tylko w parze.
Tak więc możemy powiedzieć, że geny są dziedziczone jako pojedyncza jednostka, natomiast allele w parze.
Co ciekawe, więcej niż jeden gen jest odpowiedzialny za produkcję jednego białka i więcej niż jedno białko może być kodowane przez jeden gen.
The gene is responsible for a particular trait while the alleles are responsible for variations in that particular trait.
We will take the example of the OCA2 gene for eye color with us throughout the article.
For example, the OCA2 gene is responsible for the production of eye color traits while blue eye, red eye, black eye, are variation occurs due to different alleles.
An example of the OCA2 gene which encodes for eye color.
Some other examples of gene and alleles are,
| Trait | Alleles |
| Eye color | A black eye, red eye, blue eye or green eye |
| Hair color | Black hair, blonde hair, brown hair |
| Blood group (ABO) | AA, AB, BB, OB, OA, OO etc |
| Wysokość | Wysokość niska lub wysoka |
Gen składa się z dwóch różnych alleli, podczas gdy allel może być dominujący lub recesywny.
Allele dziedziczone w parze jeden od ojca i jeden od matki, jeżeli dwa dominujące allele dziedziczą się razem warunek jest znany jako homozygotyczny dominujący w przeciwieństwie do tego, jeżeli dwa recesywne allele dziedziczą się razem warunek jest określany jako homozygotyczny recesywny.
Jeżeli jeden dominujący i jeden recesywny allel dziedziczą się razem warunek jest znany jako heterozygotyczny.
Ponownie weźmy przykład koloru oczu,
OCA2 jest genem dla koloru oczu i OCA2a, OCA2b, OCA2c i OCA2d są różne allele dla różnych odcieni koloru oczu.
Załóżmy, że allel OCA2a jest dla brązowego oka, podczas gdy allel OCA2b jest dla oka o zielonym odcieniu.
Jeśli gen OCA2 dziedziczy się z dwoma allelami OCA2a (OCA2a/OCA2a), nazywa się to homozygotycznym stanem dominującym, który dziedziczy cechę brązowego oka u potomstwa.
Na drugiej stronie, allel OCA2b jest dla zielonych oczu, kiedy gen OCA2 niesie dwa allele OCA2b/OCA2b to odziedziczył cechę zielonych oczu zwany autosomalny recesywny warunek.
Ale kiedy oba allele OCA2a i OCA2b są dziedziczone razem, dziedziczy tylko brązową cechę oczu (OCA2a/OCA2b) zwaną heterozygotycznymi allelami dominującymi.
Tutaj OCA2a/OCA2a są homozygotycznymi allelami dominującymi, OCA2b/OCA2b są homozygotycznymi allelami recesywnymi, a OCA2a/OCA2b są heterozygotyczne.
To są alternatywne formy genu OCA2. Teraz rozumiesz różnicę między genem a allelem.
Geny znajdują się na chromosomie i tak samo allele!
Gen OCA2 znajduje się na chromosomie 15, co oznacza, że jeden allel dla genu OCA2 znajduje się na jednym z chromosomów 15, podczas gdy drugi allel znajduje się na innym chromosomie 15.
Ponieważ chromosomy występują parami, w sumie 46 chromosomów – 23 pary – jest obecnych w komórce somatycznej. Komórki zarodkowe (jajo lub plemnik) zawierają tylko haploidalny zestaw, tj. tylko 23 chromosomy.
Jeden zestaw chromosomów od ojca i jeden zestaw chromosomów od matki są dziedziczone w potomstwie, co oznacza, że jeden allel od ojca i jeden allel od matki są dziedziczone w potomstwie.
Jednakże dominujący efekt alleli jest całkowicie nieznany, zależy od czynników środowiskowych i innych, które allele stają się dominujące, a które recesywne.
Typ fenotypu jest obserwowalną formą cechy rządzonej przez różne allele, różne fenotypy danej cechy powstają z powodu różnych kombinacji alleli.
Podczas gdy konstytucja genetyczna związana z fenotypem lub cechą jest nazywana genotypem, który tworzy gen dla cechy. Możesz przeczytać nasz artykuł na temat Genotyp vs Fenotyp tutaj.
Inną różnicą między genem a allelem jest powszechność występowania,
Geny są obecne w prawie wszystkich znanych organizmach, na przykład, kilka genów kodujących enzymy metaboliczne jest obecnych we wszystkich organizmach, ale w niektórych organizmach wyraża się, a w niektórych nie.
Z drugiej strony, nie wszystkie allele są obecne we wszystkich organizmach, na przykład, allel niebieskich oczu jest obecny w jednej konkretnej populacji, ale nie w innych.
Allel ciemnego koloru skóry jest powszechnie obecny w populacjach żyjących w ekstremalnym upale, podczas gdy ten allel nie jest obecny w populacjach żyjących w zimnych miejscach.
Allel typu dzikiego vs allel zmutowany:
Fenotyp związany z allelem, który jest obecny normalnie w całej populacji, nazywany jest allelem typu dzikiego, podczas gdy nowy allel lub allel szkodliwy, który tworzy całkowicie nową wariację w populacji, nazywany jest allelem zmutowanym.
Teraz to jest bardzo interesujące, dla niektórych allel typu dzikiego może być allelem mutanta lub dla niektórych allel mutanta jest allelem typu dzikiego.
Zrozummy to na przykładzie, gen TRS koduje białko zwane tyrozynazą, które jest głównie odpowiedzialne za kolor ludzkiej skóry.
(to tylko przykład, nie dokładny mechanizm)
Homozygotyczne dominujące allele TRS1/TRS1 produkują fenotyp ciemnej skóry, który jest bardzo istotny dla populacji żyjącej w obszarze o wysokiej temperaturze.
Alelelele homozygotyczne recesywne TRS2/TRS2 wytwarzają jasny kolor skóry, powszechnie obserwowany w populacji żyjącej w niższych temperaturach.
Te dwa warunki są typu dzikiego i nazywane są allelami typu dzikiego w poszczególnych populacjach.
Ale jeśli allele TRS2/TRS2 znajdują się u niektórych osób żyjących w wyższej temperaturze, mogą one cierpieć z powodu uszkodzenia skóry lub raka skóry, ponieważ melanina, która chroni skórę przed szkodliwymi promieniami słonecznymi jest mniejsza w populacji o jasnej karnacji, a więc allel TRS2 jest allelem mutacji dla populacji żyjącej w wyższej temperaturze.
Oprócz tego, niektóre fenotypy są regulowane przez wiele alleli, podczas gdy niektóre cechy są regulowane przez wiele genów.
Najlepszym przykładem wielu alleli jest system grup krwi ABO, ale myślę, że zrozumiemy genetykę systemu grup krwi ABO w innym artykule.
- Różnica między genetyką a genomiką.
- Podstawy genetyki: A Beginners Guide To Learn Genetics
Podsumowanie artykułu:
- Gen jest funkcjonalnym fragmentem DNA dla określonej cechy, podczas gdy allele są różnymi wariantami genu.
- Gen tworzy białko, podczas gdy allele wytwarzają różne fenotypy z nim związane.
- Gen jest pojedynczą jednostką dla jednej cechy, podczas gdy allele występują parami.
- Geny są obecne we wszystkich znanych organizmach, podczas gdy nie wszystkie allele są obecne we wszystkich organizmach
- Geny rządzą cechą lub grupą cech, podczas gdy allele wytwarzają różne fenotypy dla różnych cech.
Czytaj dalej: DNA – Gen – Chromosom – Białko
Wnioski:
Zmienność alleliczna jest wymagana do powstania nowego fenotypu, a tym samym do przetrwania nas. Przez pewien okres czasu różne geny mutują w różnych warunkach środowiskowych i powstają nowe allele.
Niektóre mutacje lub zmiany są szkodliwe, ale niektóre są korzystne i pomagają nam żyć. Nawet niektóre mutacje są tymczasowo szkodliwe, ale mogą być pomocne w przyszłości.
Natura tworzy nowe warianty w genach, powstają różne allele, a niepożądane allele są eliminowane. Każdy nowy allel daje nam nową siłę do przetrwania, w końcu celem robienia tego wszystkiego jest przetrwanie na ziemi.