Home

Genetica

Het principe van de overerving van kenmerken werd al in 1865 beschreven door een monnik uit MoraviŽ (tegenwoordig TsjechiŽ), Gregor Mendel (1822-1884). Erfelijke eigenschappen of genen (enkelvoud: gen) zijn vastgelegd in elke lichaam- of plantencel. De genen zijn opgeslagen in de chromosomen die in de celkern zitten. In elke cel komen de chromosomen in paren voor. Elk gen is dus ook dubbel aanwezig. De twee bij elkaar horende genen worden allelen genoemd. Ze kunnen gelijk zijn, maar ook verschillend. Als ze verschillend zijn, dan onderdrukt het ene allel de werking van het andere. Ze zijn dan respectievelijk dominant en recessief. De oogkleur blauw is bijvoorbeeld recessief ten opzichte van de oogkleur bruin. Alleen als beide allelen voor de oogkleur blauw aangeven worden de ogen blauw. Geeft ťťn allel blauw en de ander bruin aan, of geven beide bruin aan, dan worden de ogen bruin.

Bij de vorming van geslachtscellen (meiose) worden de chromosoomparen uit elkaar getrokken, waardoor iedere geslachtscel (eicellen, sperma) nog maar de helft van het totaal aantal chromosomen heeft. De mens heeft bijvoorbeeld 46 chromosomen, in 23 paren. Bij de bevruchting versmelten de mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen. Daarbij combineren de enkele chromosomen zich weer paarsgewijs, zodat het ontwikkelende individu in alle cellen weer het dubbele aantal heeft, voor de ene helft van de moeder, voor de andere helft van de vader afkomstig. Bij de gewone celdeling tijdens groei of vernieuwing (mitose), worden de chromosoomparen niet uit elkaar getrokken, maar verdubbelen ze zich.

Iets ingewikkelder
Fruitvliegje

Na 1900 nam het genetisch onderzoek een enorme vlucht. Het bleek dat genetica een ingewikkeld vakgebied van de biologie is. Al snel werd ontdekt dat tijdens de overerving sommige kenmerken elkaar beÔnvloeden. Ook zijn er kenmerken die worden bepaald door meerdere genen, terwijl sommige genen invloed hebben op meerdere kenmerken tegelijk. Tenslotte blijken genen elkaar onderling te kunnen beÔnvloeden. Omdat in de studie naar verwantschappen tussen soorten vaak gebruik wordt gemaakt van kenmerken, is het uitermate belangrijk om te weten hoe deze kenmerken tot stand komen. We moeten dus goed begrijpen hoe genen werken. Betekent bijvoorbeeld de afwezigheid van een kenmerk ook de afwezigheid van het desbetreffende gen, of is het gen wel aanwezig maar wordt het onderdrukt?

Het meeste genetisch onderzoek is gedaan aan het fruitvliegje, Drosophila melanogaster. Dit diertje is een geliefd onderzoeksdier, omdat het gemakkelijk te kweken is (het is een veel geziene 'gast' in GFT- afval) en zich snel voortplant. Het resultaat van kruisingsproeven is dus snel beschikbaar. Het belangrijkste is echter wel, dat fruitvliegjes in hun speekselklieren zogenaamde reuzenchromosomen hebben, die door hun afmetingen relatief gemakkelijk te bestuderen zijn. Elk gen heeft een bepaald plekje op een chromosoom. Voor de fruitvliegjes heeft men al deze plekjes in kaart kunnen brengen.

De bouw van chromosomen

Chromosomen zijn opgebouwd uit DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). DNA bestaat uit lange ketens moleculen (nucleotiden), die bestaan uit drie onderdelen, namelijk fosforzuur, suiker en een organische base. Iedere nucleotide heeft een verschillende basenvolgorde. Er zijn vier belangrijke organische basen: adenine, guanine, cytosine en thymine. Deze stoffen worden afgekort tot hun eerste letter. Het DNA van een soort of individu wordt beschreven door een schijnbaar eindeloze rij van deze beginletters. De volgorde van de letters is van belang bij de erfelijkheid. De volgorde van ACCGT is bijvoorbeeld iets anders dan ACCGC. In het laboratorium onderzoekt men stukken DNA met vele honderen of duizenden van deze stoffen, die verantwoordelijk zijn voor de uitdrukking van kenmerken of eigenschappen van een soort of individu. De manier waarop een kenmerk uiteindelijk in een soort of individu tot uitdrukking komt, is een ingewikkeld proces waarbij enzymen en eiwitten een rol spelen.

De volgorde van A, G, C en T is voor alle individuen van ťťn soort min of meer gelijk. Anders zouden ze niet zoveel gemeenschappelijke kenmerken hebben. Toch is het DNA voor ieder individu uniek. Dat komt doordat tijdens de vorming van geslachtscellen of tijdens de bevruchting kleine veranderingen (mutaties) kunnen optreden. Na afsterving van weefsel, valt het DNA uit de lichaamscellen uiteen maar blijft wel lang herkenbaar. Daardoor kan men uit bloedsporen, haren of andere restanten door DNA-onderzoek afleiden van welk individu deze afkomstig zijn.