KVIZ

Molekularna osnova za gene je dezoksiribonukleinska kiselina (DNK). DNK se sastoji od lanca nukleotida, kojih ima četiri tipa: adenin (A), citozin (C), guanin (G) i timin (T). Genetske informacije se u sekvenci nalaze u nukleotidama, a geni su dijelovi sekvence na lancu DNK. Virusi su jedini izuzetak kod ovog pravila - oni ponekada koriste veoma sličnu RNK umjesto DNK kao genetski materijal.
DNK je molekula od dvije vrpce, oblika dvostruke spirale. Svaka nukleotida DNK se uparuje sa partnerskom nukleotidom na drugoj vrpci: A sa T, C sa G. Prema tome, u dvospiralnom obliku, svaka vrpca ima sve potrebne informacije. Ova struktura DNK je fizička osnova za nasljeđivanje: DNK replikacijom genetska informacija se duplicira podjelom vrpci i korištenjem svake vrpce za sintezu nove partnerske vrpce.
Geni su raspoređeni linearno duž dugih lanaca sekvence DNK, zvanih hromosomi. Kod bakterija, svaka stanica obično sadrži jedan kružni hromosom, a eukariotski organizmi (uključujući i biljke i životinje) imaju DNK raspoređenu u više linearnih hromosoma. Te vrpce DNK su često izuzetno duge; najveći ljudski hromosom je, na primjer, dug 247 baznih parova. DNK kromosoma se povezuje sa strukturalnim proteinima koji organiziraju, zbijaju i kontroliraju prilaz DNK, stvarajući materijal zvan hromatin; kod eukariota se hromatin obično sastoji od nukleosoma, segmenata DNK oko centra histona proteina.Cjelokupni nasljedni materijal u organizmu (obično kombinirane sekvence DNK svih hromosoma) naziva se genom.
Dok haploidni organizmi imaju samo jednu kopiju svakog kromosoma, većina životinja i mnoge biljke su diploidne, sa po dva od svakog hromosoma i time dvije kopije svakog gena. Dvije alele za gen nalaze se na identičnim mjestima sestrinskih hromatida, svaka naslijeđena od jednog roditelja. Mnoge vrste također imaju takozvane spolne hromosome. Oni su posebni po tome što određuju spol organizma.Kod ljudi i mnogih drugih životinja, Y kromosom sadrži gen koji potiče razvoj specifično muških osobina. U evoluciji je ovaj kromosom izgubio većinu svog sadržaja i također i većinu gena, dok je X kromosom sličan drugim hromosomima i sadrži više gena. X i Y kromosom formiraju heterogen par prije ćelijske diobe.

Razmnožavanje

Pri ćelijskoj diobi, njezin cijeli genom se kopira i svaka stanica-kćerka nasljeđuje jednu kopiju. Ovaj proces, po imenu mitoza, je najjednostavniji način razmnožavanja i osnova je bespolnog razmnožavanja. Bespolno razmnožavanje se pojavljuje i kod višestaničnih organizama, stvarajući potomke koji nasljeđuju svoj genom od jednog roditelja. Potomci koji su većinski identični svojim roditeljima nazivaju se klonovi.
Eukariotski često preko spolnog razmnožavanja stvaraju potomke koji posjeduju mješavinu genetskog materijala od dva različita roditelja. Proces spolnog razmnožavanja se mijenja između oblika koji imaju jednu kopiju genoma stanice (haploidan) i dvije kopije (diploidan). Haploidne stanice se spajaju i kombiniraju genetski materijal kako bi stvorile diploidnu stanicu sa uparenim hromosomima. Diploidni organizmi postaju haploidni dijeljenjem, bez repliciranja DNK, kako bi stvorili stanicu-kćer koja nasumično nasljeđuje jedan od svakog para kromosoma. Većina životinja i mnoge biljke su diploidne većinu svog života, a haploidni oblik se svodi na jednostanične gamete kao što je sperma ili jajna stanica.
Iako ne koriste haploidnu/diploidnu metodu spolnog razmnožavanja, bakterije imaju mnogo metoda nasljeđivanja novih genetskih informacija. Neke bakterije mogu proći kroz konjugaciju, prenoseći maleni kružni dio DNK drugoj bakteriji. Bakterije također mogu preuzeti sirove fragmente DNK iz staništa i integrirati ih u svoje genome, fenomen po imenu preobrazba.Ti procesi rezultiraju horizontalnim prijenosom gena, prenoseći djeliće genetskih informacija između organizama koji inače ne bi bili u srodstvu.

Rekombinacija i povezivanje

Diploidna priroda hromosoma omogućava genima na različitim hromosomima da se nezavisno asortiraju tijekom spolnog razmnožavanja, rekombinirajući se da bi stvorili nove kombinacije gena. Geni istog kromosoma se teorijski nikada ne bi rekombinirali, da se to ne dešava zbog krosing-overa. Tijekom krosing-overa kromosomi razmjenjuju djeliće DNK, efikasno miješajući alele između kromosoma. Ovaj proces krosing-overa obično se pojavljuje tijekom mejoze.
Vjerojatnoća krosing-overa kod kromosoma između dvije date točke na kromosomu povezane su sa razdaljinom između tih točki. Kada je razdaljina veća, vjerojatnost krosing-overa je dovoljno visoka da je nasljeđivanje gena efektivno nekorelirano. Međutim, kod gena koji su blizu jedni drugima niža vjerojatnost krosing-overa znači da geni pokazuju genetsko povezivanje - alele za dva gena se obično zajedno nasljeđuju. Količina povezanosti između više gena može se kombinirati za stvaranje linearne mape povezivanja koja približno opisuje raspored gena duž hromosoma.