Gen, arveenhet, er en sekvens av basepar i et DNA-molekyl som styrer dannelsen av et bestemt protein. Sekvensen av basepar utgjør en funksjonell enhet som ofte er spredd over deler av DNA, hvor de kodende delene av genet (eksons) finnes innimellom ikke-kodende områder (introns).
Genene inneholder informasjon om hvordan et bestemt protein i en celle skal bygges opp. Genene bestemmer alt fra øyenfarge til hvilke sykdommer du er disponert for. Din genetiske kode består trolig av om lag 30.000 gener.
Et gen er en del av et DNA-molekyl som inneholder et bestemt "budskap" eller oppskrift. Et DNA er som en vridd stige; Watson og Crick fikk en pris for å finne ut at DNA trådene ser ut som en vridd stige.
Man skiller mellom dominante og recessive gener. Et dominant gen er f.eks brune øyne, mens et recessivt gen er f.eks blå øyne.
Innen slektsforskning brukes de maternale genene (fra moren) til å spore slektskapet mellom individer, eller å spore dem historisk, geografisk, biogeografisk eller fylogeografisk.
DNA-molekyler lager kopier av seg selv fordi de skal formere seg og fordi celler dør. Vi skiller mellom to celledelinger: Vanlig celledeling eller mitose og kjønnscelledeling eller meiose.
Meiose foregår slik:
1. Mellomfasen
Vi starter med en vanlig celle. Den er veldig forenklet. Inni cellekjernen ligger kromosomene som en sammenfiltret masse. Sånn ser kromosomene ut mesteparten av tida, når cellen jobber som vanlig og ikke deler seg. Kromosomene er svært lange tråder laget av DNA (arvestoff) og inneholder all informasjon om hvordan organismen skal utvikle seg og fungere.
2. Pro-fase 1
Cellen forbereder seg på deling. Kromosomene krøller seg opp parvis to og to. Ennå er de umulige å se tydelig under mikroskop, men vi har tegnet dem tydelige her for å forklare prinsippet. Her har vi dessuten bare tegnet ett av de 23 kromosomparene i mennesket. Rødt kromosom er "mammakromosomet", altså arvestoffet som kommer fra mor. Blått kromosom er "pappakromosomet", altså arvestoffet som kommer fra far.
Så lager hvert kromosom i paret en kopi av seg selv. Membranet rundt cellekjernen forsvinner. Kopiparet henger sammen på midten i en kobling som kalles centromer. Nå blir kromosomparene tydelige under mikroskop.Så langt har det samme skjedd som ved vanlig celledeling (mitose). Men nå skjer noe nytt.
Dobbelt-parene går sammen i en gruppe på fire. Den kalles en tetrade (Tetra = 4).
Noen ganger byttes biter av mors arvestoff med biter av fars arvestoff. Byttingen skjer for at arvestoffet skal forandre seg litt. Dette er fint for livets utvikling på jorda.
3. Meta-fase 1
Kromosomene legger seg midt i cellen. Ut fra to knutepunkter i cellemembranet kommer det tynne tråder. Knutepunktene kalles centrioler. Trådene hekter seg fast i kromosom-tetraden.
4. Ana-fase 1
Trådene trekker hvert kopi-par til hver sin halvdel av cellen. I denne forenklede tegningen følger vi bare ett av i alt 23 kromosompar. Det er tilfeldig til hvilken side pappa-kromosomet og mamma-kromosomet i hvert dobbelt-par går. På den måten blir arvestoffet blandet.
5. Telo-fase 1
Cellen deler seg i to nye celler, og etter hvert dannes membranet rundt cellekjernen igjen.
6. Pro-fase 2
Vi har fått to nye celler. Hvert kromosom i denne cellen inneholder arvestoff bare fra far eller bare fra mor, med unntak av den lille biten som noen ganger blir byttet ut i pro-fase 1. Vi har altså ikke fått to like celler som i vanlig celledeling (mitose).Disse to rare cellene skal snart dele seg videre. Vi følger bare den ene cellen videre.
7. Meta-fase 2
Nå dannes det på nytt centrioler og centrioletråder som fester seg til kromosomene.
8. Ana-fase 2
Her ser du at dobbeltkromosomet deles slik at hver del trekkes til hver sin side av cellen. For første gang har vi ikke et dobbelt-kromosom, men bare to enkle kromosomer.
9. Telo-fase 2
Cellen deler seg, og i hver halvdel er det nå bare ett av hvert kromosom.
Her ser du alle de fire cellene som er resultatet av en celles meiose-deling. Hvert kromosom kopierer seg slik at vi får doble kromosomer igjen. Hos mannen blir hver celle til en sædcelle, men hos kvinnen er det bare en som blir til eggcelle. De andre tre får andre oppgaver. Hver celle har bare ett av hvert kromosom, og kalles en kjønnscelle. Når kjønnscellene, en sædcelle fra far og en eggcelle fra mor, smelter sammen, får vi en fullstendig befruktet celle med et par av hvert kromosom. Denne befruktede cellen arver litt fra fars-kromosomet og litt fra mors-kromosomet i et samspill, slik at et nytt barn vokser opp.
Mitose foregår slik:
1. Mellomfasen
Vi starter med en vanlig celle. Inni cellekjernen ligger arvestoffet som en sammenfiltret masse. Sånn ser kromosomene ut mesteparten av tida, når cellen jobber som vanlig og ikke deler seg.
2. Pro-fasen
Cellen forbereder seg på deling. Veggen rundt cellekjernen blir borte, og arvestoffet trekker seg sammen til larvelignende former. Kromosomene kommer til syne, to og to. Her har vi bare tegnet ett av de 23 kromosomparene i mennesket.
Det ene kromosomet har arvestoff fra mor (tegnet rødt), det andre fra far (tegnet blått). Arvestoffet fra mor og far er forskjellig. Noen ganger vil arvestoffet fra den ene vinne over den andre (brune øyne vinner over blå), andre ganger blir resultatet en blanding (korte bein fra mor og lange fra far gir en mellomting)
Så lager hvert kromosom i paret en kopi av seg selv. Det trengs jo en kopi til hver av de to nye cellene som skal lages. Veggen rundt cellekjernen forsvinner. Kopi-paret henger sammen på midten i en kobling som kalles centromer.
3. Meta-fasen
Kromosomene legger seg midt i cellen. Ut fra to knutepunkter i celleveggen kommer det tynne tråder. Knutepunktene kalles centrioler. Trådene hekter seg fast i kromosom-parene.
4. Ana-fasen
Trådene trekker hver kromosom-kopi til hver sin halvdel av cellen. Slik får vi to like kromosom-par.
5. Telo-fasen
Cellen deler seg i to nye celler, og veggen rundt cellekjernen dannes igjen.
Vi har fått to nye celler med hver sin kopi av arvestoffet i kromosomene. Kromosomene filtrer seg ut til en uklar masse. Cellen er ferdig med å dele seg, og fortsetter med sin vanlige jobb i kroppen.