Gener er oppskrifter for egenskaper hos levende organismer. Vi sier at gener koder for egenskaper. Gener går i arv fra en generasjon til den neste. Gener kalles derfor arveanlegg. Gener består av DNA og er plassert på kromosomer inne i cellen.
Eksempler på egenskaper som gener er oppskrifter for er fargen på en blomst, at insekter har seks bein, høyden på et tre, hårfargen din, løvemanke hos en løve, og mange andre ting som gjør at en organisme ser ut akkurat som den gjør.
Alle organismer (virus, bakterier, planter, sopp og dyr) har gener, men genene har ulik oppbygning, størrelse og virkemåte avhengig av hvilken organisme vi snakker om.
Gener koder for produkter
Cellene bruker oppskriftene som ligger i genene til å lage ulike produkter de trenger, på samme måte som vi bruker oppskrifter i en kokebok til å lage måltider. Tilsammen utgjør alle produktene genene lager alle egenskapene et individ har.
Produktet kan enten være et protein eller et RNA-molekyl, men proteiner gjør veldig mye av arbeidet i en celle så derfor er de fleste av genene oppskrifter for proteiner (proteinkodende gener).
Geners oppbygging
Et gen er et avgrenset området på DNA-tråden som inneholder en oppskrift for et bestemt produkt. Genene er bygd opp på en bestemt måte slik at cellene vet hvordan oppskriften skal leses og omgjøres til det produktet cellen trenger. Oppbyggingen varierer avhengig av hvilken gruppe av organismer det dreier seg om. Vi har to hovedtyper av organismer – prokaryoter og eukaryoter. De har litt forskjellig oppbygging av genene, selv om mye også er likt.
Alle gener har et område i begynnelsen som forteller at her starter genet og et området på slutten som forteller at her stopper genet.
Geners plassering
I de fleste celler består arvematerialet av ett eller flere kromosomer. Genene ligger spredt bortover på disse kromosomene. Hvert gen har sin faste plass som kalles et lokus. Mellomrommet mellom genene består også av DNA, men dette DNA-et inneholder ingen oppskrifter (se ikke-kodende DNA).
Antall gener i en organisme
Det totale antall gener i en organisme inneholder all den informasjonen som trengs for å lage akkurat den arten f.eks. et menneske, en bananflue eller en maisplante. Det kreves litt forskjellige oppskrifter for å lage de ulike artene og derfor har artene ulikt antall gener. Noen eksempler er gitt i tabellen nedenfor.
|
Art |
Antall gener |
Størrelsen på genomet* |
|
Bananflue (Drosophila melanogaster) |
16 000 |
120 |
|
Rundorm (Caenorhabditis elegans) |
20 000 |
100 |
|
Mus (Mus musculus) |
25 000 |
2500 |
|
Menneske (Homo sapiens) |
25 000 |
2900 |
|
Vandrefalk (Falco peregrinus) |
16 200 |
1200 |
|
Torsk (Gadus morhua) |
22 000 |
830 |
|
Mais (Zea mays) |
40 000 |
2300 |
|
Gjær (Saccharomyces cerevisia) |
6300 |
12,1 |
|
Malariaparasitt (Plasmodium falciparum) |
2300 |
22,9 |
*Størrelsen på et genom oppgis i antall basepar. Her er tallene i millioner basepar.
Som tabellen viser er det ikke alltid noen sammenheng mellom antall gener en art har, hvor stort genomet er og hvor kompleks organismen er.
Gener kan ha ulike varianter
De egenskapene som varierer innen en art er de egenskapene som skiller individer fra hverandre. Grunnen til dette er at det finnes flere utgaver av samme gen. Slike genutgaver kalles alleler. Eksempler på slike egenskaper:
- Øyefarge hos mennesker: Noen har blå øyne mens andre har brune.
- Halen på knølhvaler: Det hvite mønsteret på undersiden av halen skiller individer av denne hvaltypen fra hverandre.
- Formen på en vannmelon: Noen er helt runde mens andre er mer avlange.
Gener og proteiner
Som regel er ett gen en oppskrift på et polypeptid (kjede av aminosyrer). Et protein består av ett eller flere polypeptider der den romlige struktur og funksjonen er bestemt av aminosyrerekkefølgen. Til hvert polypeptid svarer i DNA et gen som gir informasjon om antallet og rekkefølgen av aminosyrene. Eksempelvis har tarmbakterien Escherichia coli ett DNA-molekyl med 4,7 millioner basepar som gir informasjon til biosyntesen av ca. 4000 forskjellige polypeptider, hvert med gjennomsnittlig ca. 400 aminosyrer. Det finnes også gener som koder for transport-RNA og ribosom-RNA.
Mutasjoner
Mutasjoner er forandringer i gener. Noen mutasjoner er skadelige og fører til sykdom, andre kan føre til at det utvikles en ny egenskap (se bildene av påfugl). Mange mutasjoner er nøytrale, dvs. de har ingen effekt på individet.
Mutasjoner kan oppstå av seg selv ved celledeling fordi det kan skje feil når cellen kopierer sitt eget DNA (se DNA-replikasjon). Mutasjoner kan også oppstå ved ytre påkjenninger som stråling. Les mer om mutasjoner og hvordan de oppstår her.
Betegnelsen
Betegnelsen ble først brukt 1909 av den danske arvelighetsforsker W. Johannsen.