Διαφορά μεταξύ γονιδίου και γονιδιώματος

Κύρια διαφορά – Γονίδιο έναντι γονιδιώματος

Οι γενετικές πληροφορίες ενός κυττάρου αποθηκεύονται σε χημική μορφή σε DNA ή RNA. Η σειρά των βάσεων νουκλεοτιδίων που είναι διατεταγμένες στην πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα καθορίζει τις γενετικές οδηγίες. Ένα γονίδιο είναι ένα τμήμα αλληλουχίας νουκλεοτιδίων που κωδικοποιεί μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Οι άνθρωποι έχουν χιλιάδες γονίδια στα συνολικά μόρια DNA τους. Ολόκληρο το πυρηνικό DNA ονομάζεται γονιδίωμα ενός οργανισμού. Αυτό το DNA συσκευάζεται σε δομές χρωμοσωμάτων. Όλες οι αλληλουχίες γονιδίων ονομάζονται μη επαναλαμβανόμενο DNA. Ένα γονιδίωμα έχει πολλές αλληλουχίες DNA και αυτές ονομάζονται επαναλαμβανόμενο DNA. Αυτό το επαναλαμβανόμενο DNA έχει επίσης μια λειτουργία στη γονιδιακή ρύθμιση. Η βασική διαφορά μεταξύ γονιδίου και γονιδιώματος είναι ότι ένα γονίδιο είναι ένας τόπος σε ένα μόριο DNA, ενώ το γονιδίωμα είναι ένα συνολικό πυρηνικό DNA.

Αυτό το άρθρο μελετά,

1. Τι είναι το Γονίδιο
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Δομή
2. Τι είναι το Γονιδίωμα
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Δομή
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Γονιδίου και Γονιδιώματος

Τι είναι ένα γονίδιο

Ένα γονίδιο είναι ένας τόπος ή ένα τέντωμα αλληλουχίας στον πολυνουκλεοτιδικό κλώνο του DNA. Κωδικοποιεί μια αλληλουχία αμινοξέων μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης και αναγνωρίζεται ως η μοριακή μονάδα της κληρονομικότητας. Οι γενετικές οδηγίες μεταφέρονται στους απογόνους μέσω των γονιδίων μέσω της αναπαραγωγής. Χιλιάδες γονίδια μπορούν να βρεθούν σε ένα μόνο μόριο DNA ανώτερων οργανισμών. Μια αλληλουχία γονιδίου μεταγράφεται σε RNA. Το RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες οι οποίες κατά συνέπεια καθορίζουν τα χαρακτηριστικά. Αυτό είναι το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας.

Η έννοια του γονιδίου και το πρότυπο κληρονομιάς του προήλθαν από τα ευρήματα του  Gregor Mendel τη δεκαετία του 1860. Η μελέτη των ιδιοτήτων των γονιδίων ή μιας ομάδας γονιδίων αναφέρεται ως γενετική. Τα περισσότερα γονίδια αποτελούνται από DNA, αλλά μερικά μπορεί να αποτελούνται από RNA. Μερικοί ιοί αποτελούνται από γονίδια RNA αφού το γενετικό τους υλικό είναι το RNA. Στους προκαρυώτες, τα οπερόνια σχηματίζονται ομαδοποιώντας τα λειτουργικά σχετικά γονίδια. Οι πολλαπλές αλληλουχίες που κωδικοποιούν πρωτεΐνες μεταγράφονται μαζί. Η δομή του ευκαρυωτικού γονιδίου αποτελείται κυρίως από δύο περιοχές:την κωδικοποιητική αλληλουχία και τη ρυθμιστική αλληλουχία. Η ευκαρυωτική κωδικοποιητική αλληλουχία αποτελείται από εξόνια, εσώνια και αμετάφραστες περιοχές ενώ τα προκαρυωτικά γονίδια στερούνται εσωνίων. Τα γονίδια μεταγράφονται με τα εσώνια. Κατά συνέπεια, αφαιρούνται με μάτισμα εξονίων. Από την άλλη πλευρά, πολλαπλές πρωτεΐνες μπορούν να παραχθούν με εναλλακτικό μάτισμα. Η γονιδιακή έκφραση ρυθμίζεται σε μεταγραφικό και μεταφραστικό επίπεδο. Οι παραλλαγές ενός γονιδίου αναφέρονται ως αλληλόμορφά του. Διαφορετικά αλληλόμορφα του ίδιου γονιδίου παράγουν διαφορετικούς φαινότυπους μεταξύ του πληθυσμού.

Εικόνα 1:Γονίδιο

Τι είναι το γονιδίωμα

Το σύνολο του πυρηνικού DNA ενός οργανισμού αναφέρεται ως γονιδίωμα. Τα περισσότερα από τα γονιδιώματα αποτελούνται από DNA αν και ορισμένοι ιοί αποτελούνται από γονιδιώματα RNA. Τα οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες αποτελούνται από τα δικά τους γονιδιώματα που ονομάζονται μιτοχονδριακό γονιδίωμα και γονιδίωμα χλωροπλάστη αντίστοιχα.

Το γονιδίωμα αποτελείται τόσο από γονίδια που κωδικοποιούν όσο και από μη κωδικοποιητικό ανεπιθύμητο DNA. Το μέγεθος του γονιδιώματος αυξάνεται ανάλογα με τη μορφολογική πολυπλοκότητα των οργανισμών. Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει 3,2 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων. Αποτελείται από περίπου 25.000 γονίδια σε αυτό. Οι περισσότερες αλληλουχίες DNA στο ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχουν ανεπιθύμητο DNA. Οι πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες DNA οργανώνονται σε μεμονωμένα χρωμοσώματα. Το ανθρώπινο γονιδίωμα αποτελείται από 22 ομόλογα ζεύγη αυτοσωμάτων και 2 φυλετικά χρωμοσώματα. Μερικοί οργανισμοί αποτελούνται από πολλαπλά αντίγραφα γονιδιωμάτων. Ένας οργανισμός που έχει ένα μόνο αντίγραφο του γονιδιώματος ονομάζεται απλοειδές οργανισμός. Τα πολλαπλά αντίγραφα ονομάζονται διπλοειδή , τριπλοειδές και τετραπλοειδές . Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι διπλοειδές γονιδίωμα. Οι σεξουαλικά αναπαραγόμενοι οργανισμοί έχουν το ήμισυ του αριθμού χρωμοσωμάτων στους γαμέτες σε σύγκριση με τα σωματικά τους κύτταρα.

Ένα γονιδίωμα ενός μοναδικού οργανισμού αναφέρεται ως η γενετική σύνθεση του συγκεκριμένου οργανισμού. Το ανθρώπινο γονιδίωμα αναλύθηκε πλήρως και χαρτογραφήθηκε από το Human Genome Project. Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων και ο διπλασιασμός των αλληλουχιών προκαλούν την εξέλιξη του γονιδιώματος. Ο διπλασιασμός μπορεί να είναι ο διπλασιασμός συστάδων γονιδίων, σύντομες διαδοχικές επαναλήψεις, ολόκληρα χρωμοσώματα ή ακόμα και ολόκληρο το γονιδίωμα. Γονιδιωματική είναι η μελέτη των γονιδιωμάτων των σχετικών οργανισμών.

Εικόνα 2:Γονιδίωμα

Διαφορά μεταξύ γονιδίου και γονιδιώματος

Ορισμός

Γονίδιο: Το γονίδιο είναι το κληρονομικό στοιχείο της γενετικής πληροφορίας. Είναι ένας τόπος μέσα σε ένα χρωμόσωμα.

Γονιδίωμα: Το γονιδίωμα είναι το σύνολο του πυρηνικού DNA. Τις περισσότερες φορές το DNA υπάρχει ως χρωμοσώματα.

Περιεχόμενο

Γονίδιο: Ένα γονίδιο είναι μέρος ενός μορίου DNA.

Γονιδίωμα: Το γονιδίωμα είναι το συνολικό DNA σε ένα κύτταρο.

Κωδικοποίηση

Γονίδιο: Ένα γονίδιο κωδικοποιεί την πρωτεϊνική σύνθεση.

Γονιδίωμα: Ένα γονιδίωμα κωδικοποιεί τόσο πρωτεΐνες όσο και ρυθμιστικά στοιχεία για τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Μήκος

Γονίδιο: Το μήκος ενός γονιδίου είναι περίπου μερικές εκατοντάδες βάσεις.

Γονιδίωμα: Το μήκος του γονιδιώματος ενός ανώτερου οργανισμού είναι περίπου δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων.

Αριθμός

Γονίδιο: Ένας ανώτερος οργανισμός περιέχει περίπου χιλιάδες γονίδια.

Γονιδίωμα: Κάθε οργανισμός περιέχει μόνο ένα γονιδίωμα.

Συμβολή στην Εξέλιξη

Γονίδιο: Οι παραλλαγές του γονιδίου αναφέρονται ως αλληλόμορφα. Αυτά τα αλληλόμορφα μπορούν να επιλεγούν φυσικά.

Γονιδίωμα: Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων και ο διπλασιασμός προκαλούν μεγάλες παραλλαγές στο γονιδίωμα.

Μελέτη

Γονίδιο: Η μελέτη των ιδιοτήτων των γονιδίων είναι γενετική.

Γονιδίωμα: Η μελέτη των ιδιοτήτων των σχετικών γονιδιωμάτων είναι η γονιδιωματική.

Συμπέρασμα

Οι παραλλαγές του γονιδίου που ονομάζονται αλληλόμορφα δημιουργούνται από σημειακές μεταλλάξεις. Σημειακές μεταλλάξεις συμβαίνουν σε επίπεδο ζεύγους βάσεων. Από την άλλη πλευρά, οι αλλαγές που συμβαίνουν σε επίπεδο γονιδιώματος είναι συγκριτικά μεγάλες. Η οριζόντια γονιδιακή μεταφορά και ο διπλασιασμός των γονιδίων εισάγουν και αυξάνουν το γονιδιακό προϊόν αντίστοιχα. Ως εκ τούτου, η κύρια διαφορά μεταξύ γονιδίου και γονιδιώματος έγκειται στο μέγεθος των νουκλεοτιδίων που μεταφέρονται από αυτά.