Di truyền học là khoa học về những gì tạo nên bạn. Di truyền học giải thích tại sao bạn có mái tóc đỏ giống bố, nụ cười rộng giống mẹ và đôi chân dài gầy giống dì Helen. Bạn cần một chiếc kính hiển vi mạnh mẽ để nhìn vào bên trong tế bào người nhằm mở khóa công thức bí mật biến một loạt protein thành một con người độc nhất.
Cấu trúc và chức năng của DNA
Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao người anh song sinh của bạn lại là một kẻ lê bước chậm chạp với cánh tay ném bóng hiểm ác trong khi bạn không thể đánh vào mặt rộng của nhà kho nhưng bạn có thể chạy như gió không? Hãy đổ lỗi cho ba chữ cái nhỏ có ảnh hưởng rất lớn đến ngoại hình, tài năng và thậm chí cả khí chất của bạn. Những chữ cái đó là DNA và chúng là viết tắt của một tên khoa học dài là axit deoxyribonucleic. Đây là cách bạn nói: dee-OCK-see-rye-boh-NOO-klay-ick.
DNA là một phân tử chứa thông tin để tạo ra protein. Protein, cùng với nước, đường, chất béo và DNA, tạo thành các tế bào của bạn và tạo ra các chất hóa học giúp cơ thể bạn hoạt động. DNA của bạn là công thức của protein. Nó chứa công thức độc đáo dành cho bạn. Nếu bạn nhìn vào DNA qua kính hiển vi điện tử, bạn sẽ thấy một cấu trúc giống như một cái thang xoắn thành hình xoắn ốc gọi là chuỗi xoắn kép. Các sợi DNA xoắn rất thanh lịch và đẹp mắt. Thiết kế của bạn đến từ tác phẩm nghệ thuật tuyệt vời đó, tự tái tạo để tạo ra cùng một khuôn mẫu chính xác lặp đi lặp lại trong mỗi ô mới khi các tế bào của bạn phân chia.
Đậu mát của Gregor Mendel
Một tu sĩ người Áo ở thế kỷ 19, tên là Gregor Mendel, là người đầu tiên giải quyết được bí ẩn tại sao các đặc điểm lại xuất hiện từ thế hệ này sang thế hệ khác. Gregor Mendel đã thử nghiệm đậu Hà Lan trong tu viện của mình để tìm hiểu lý do tại sao hai loại cây khác nhau trong cùng một loài lại tạo ra những đặc điểm nhất định theo thời gian.
Anh ấy đã lai những hạt đậu tròn tròn với những hạt đậu nhăn nheo - và thu được tất cả những hạt đậu tròn. Sau đó, ông thụ phấn cho những cây có hạt tròn đó và thu được một số hạt đậu tròn và một số hạt đậu nhăn. Đây là cách ông phát hiện ra gen trội và gen lặn. Đặc điểm lặn - đậu nhăn nheo - xuất hiện trở lại ở khoảng mỗi cây thứ tư sau thế hệ đầu tiên. Điều tương tự cũng xảy ra khi anh ấy làm việc với cây màu vàng và cây xanh. Cây màu vàng là cây trội, cây xanh là cây lặn.
Mendel không có kính hiển vi mạnh hay biết gì về gen, nhiễm sắc thể và DNA. Tuy nhiên, ông đã khám phá và viết về những nguyên tắc mà các nhà khoa học sử dụng để kiểm tra di truyền học ngày nay, vì vậy chúng tôi gọi ông là "Cha đẻ của Di truyền học" vì công trình mang tính đột phá của ông.
Chiếm ưu thế và lặn
Các mô hình hoạt động như thế này: hai gen mắt xanh, một từ mẹ và một từ bố, sẽ mang lại cho bạn đôi mắt xanh. Một cặp gen quy định chiều cao sẽ khiến bạn cao lớn như cỏ dại. Tương tự đối với các thuộc tính như tóc vàng hoặc tóc xoăn, màu da, xương nặng hoặc mỏng, cận thị và viễn thị. Miễn là bạn nhận được gen giống nhau từ cả cha lẫn mẹ, những đặc điểm đó sẽ thể hiện ra bạn.
Các gen trội là mạnh nhất và thường được dán nhãn bằng chữ in hoa - ví dụ: "B" cho màu nâu. Các gen lặn thường bị ẩn bởi các gen trội. Dán nhãn gen lặn cho mắt xanh là "b" - chữ thường. Nếu bạn có hai gen trội về màu mắt - BB - thì bạn là người đẹp mắt nâu. Thừa hưởng gen trội và gen lặn - Bb - bạn sẽ có màu trội: màu nâu. Khi cả cha và mẹ đều đóng góp một gen lặn, trong trường hợp này là xanh lam hoặc bb, bạn có mắt xanh.
Đó là phiên bản cơ bản. Di truyền phức tạp hơn thế một chút. Bạn có thể thừa hưởng những đặc điểm có trong DNA của cha mẹ bạn nhưng những đặc điểm đó không được biểu hiện. Ví dụ, người cha mắt nâu của bạn có thể truyền gen từ ông cố mắt xanh của mình. Hãy kết hợp gen đó với gen mắt xanh của mẹ bạn và bạn sẽ có bệnh xanh da trời trẻ con, ngay cả với người bố mắt nâu.
Trở thành nhà di truyền học
Trích xuất DNA của bạn bằng cách sử dụng các nguyên liệu đơn giản trong gia đình! Đó là sự thật - nhưng bạn có thể cần sự giúp đỡ từ những bậc cha mẹ đã thuận tiện cho bạn mượn nhiễm sắc thể của họ. Bạn không thể nhìn thấy chuỗi xoắn kép nếu không có phòng thí nghiệm khoa học rất phức tạp và kính hiển vi điện tử đắt tiền. Bạn có thể tách DNA của mình khỏi nước bọt bằng đồ uống thể thao, xà phòng và rượu lạnh.
Vật liệu
- Cốc giấy nhỏ (cỡ phòng khám nha sĩ)
- Lemon Ice Gatorade, hoặc bất kỳ đồ uống thể thao trong suốt nào
- Xà phòng rửa chén dạng lỏng trong suốt
- Một thìa nước ép dứa
- cồn isopropyl 90 phần trăm đến 100 phần trăm
- Ống nghiệm trong suốt (thủy tinh hoặc nhựa) có nút đậy
- Giá đỡ ống nghiệm hoặc lọ nhỏ hoặc ly để đựng
- Một xiên tre hoặc gỗ nhỏ
Chỉ đường
- Cho rượu vào ngăn đá từ đêm hôm trước. (Nó sẽ không đóng băng, nhưng bạn cần nó lạnh như đá.)
- Đặt tất cả thiết bị của bạn lên bàn trong không gian đủ ánh sáng.
- Nhấp một ngụm lớn đồ uống thể thao và súc miệng trong miệng, giống như cách bạn súc miệng tại nha sĩ. Dùng răng cạo nhẹ hai bên miệng khi ngoáy để làm bong ra nhiều tế bào má hơn.
- Vuốt thật nhiều - đếm đến ít nhất 100. Nhổ đồ uống thể thao vào cốc giấy.
- Đổ lượng chứa trong cốc giấy vào ống nghiệm cho đến khi đổ đầy ống khoảng 1/3.
- Cẩn thận thêm lượng xà phòng rửa bát vừa đủ vào nửa ống nghiệm. Đặt nút chặn vào ống.
- Đặt ngón tay cái của bạn lên nút và xoay ống tới lui, lên xuống vài lần. Đừng lắc nó - bạn không muốn có nhiều bong bóng hoặc bọt đâu.
- Mở nắp ống nghiệm. Thêm một vài giọt nước ép dứa - chỉ cần nhỏ vài giọt vào hỗn hợp. Sau đó đậy nắp và xoay ống nghiệm lại.
- Lấy cồn ra khỏi tủ đông và mở nắp ống nghiệm lại. Nghiêng ống nghiệm để có thể đổ một ít rượu vào ống nghiệm. Bạn muốn rượu lạnh nổi lên trên phần còn lại của hỗn hợp. Nó giúp rượu chảy xuống thành ống - hãy dành thời gian.
- Đặt ống nghiệm vào giá đỡ và để ống đứng thẳng trong ít nhất một phút.
- Ngay khi bạn nhìn thấy một lớp chất nhớt màu trắng giữa phao cồn và phần còn lại của cocktail tế bào má, hãy từ từ chọc xiên vào ống nghiệm sao cho đầu xiên chạm vào chất nhớt màu trắng.
- Xoay nhẹ xiên theo một hướng để chất nhớt bao quanh xiên và bạn có thể lấy mẫu DNA ra khỏi ống nghiệm.
Chuyện gì đang xảy ra
Thức uống thể thao có chứa muối giúp phá vỡ màng tế bào để giải phóng DNA. Chất tẩy rửa thu hút cả phân tử chất béo và nước, vì vậy nước rửa chén dạng lỏng giúp kéo chất béo và nước ra khỏi tế bào khỏi DNA. Enzym trong nước ép dứa còn phá vỡ màng tế bào nhiều hơn.
DNA hòa tan trong nước nhưng không hòa tan trong rượu. Vì vậy rượu lạnh đã “kéo” DNA ra khỏi dung dịch lỏng. Nó tích tụ ngay dưới phao cồn và đó là lúc bạn có thể nhìn thấy nó. Các sợi DNA tự nhiên muốn cuộn lại nên chúng sẽ quấn quanh một xiên nếu bạn chỉ quay nó theo một hướng.
Nếu bạn muốn lưu giữ DNA của mình một lúc để chiêm ngưỡng nó, hãy đặt nó vào một lọ thức ăn trẻ em sạch, rỗng trong một ít rượu. Bạn có thể sử dụng thí nghiệm này để trích xuất DNA từ trái cây như dâu tây hoặc kiwi. Trạm Tưởng tượng giải thích điều đó cho bạn.
Sự thật đáng ngạc nhiên thú vị
- Tất cả những người có mắt xanh đều có một tổ tiên chung sống cách đây khoảng 10.000 đến 6.000 năm.
- Sự kết hợp đặc điểm di truyền hiếm gặp nhất là tóc đỏ và mắt xanh. Cả hai gen đó đều là gen lặn và chỉ 1% con người có sự kết hợp này.
- Mỗi con người đều có một số gen từ một tổ tiên chung, một người phụ nữ sống cách đây ít nhất 200.000 năm mà các nhà khoa học gọi là "Đêm Mitrochondial". Bạn thừa hưởng những gen đó từ mẹ bạn.
- Nếu bạn ghét ăn bông cải xanh, hãy đổ lỗi cho gen của bạn. Một số người được thừa hưởng vị giác phản ứng mạnh với vị đắng trong bắp cải, bông cải xanh và các loại cây khác thuộc chi Brassica. Bông cải xanh có thể tốt cho bạn, nhưng hãy nói điều đó với lưỡi của bạn. Chúc may mắn khi chia sẻ thông tin hữu ích này với mẹ của bạn.
- Chuối là giống lai di truyền gọi là lai. Chuối hoang đến từ Châu Phi rất cứng, không ngon lắm và đầy hạt. Con người đã thử nghiệm nhiều biến thể khác nhau để tạo ra loại trái cây mềm, ngọt và không hạt mà chúng ta ăn ngày nay.
-
Tổ tiên chung về mặt di truyền DNA của con người và khỉ đột giống nhau đến 98%. Về mặt di truyền, con người gần gũi hơn với khỉ đột so với các loài vượn khác, chẳng hạn như đười ươi.
- Một nhiễm sắc thể đơn xác định bạn là con trai hay con gái. Con gái có hai nhiễm sắc thể "X"; XX bằng nữ. Con trai có một nhiễm sắc thể "X" và một nhiễm sắc thể "Y" - XY.
- DNA trong một tế bào của cơ thể bạn dài hơn bạn. Nếu bạn kéo thẳng tất cả các chuỗi DNA của mình và xếp chúng nối tiếp nhau, dải ruy băng sẽ có đường kính gấp đôi toàn bộ hệ mặt trời.
Khám phá thêm
Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ có một trang web tương tác trực tuyến, Ology, cung cấp rất nhiều hoạt động trên trang The Gene Scene. Khám phá các mô hình thú vị mà bạn có thể tạo, các thí nghiệm để thử và phần nhân bản tất cả về cừu Dolly.
DNA is Here to Stay của Tiến sĩ Fran Balkwill là một cuốn sách có cái nhìn rõ ràng, thân thiện với trẻ em, được minh họa tuyệt vời về di truyền học mà trẻ em ở độ tuổi đi học có thể tiếp cận nhưng cũng chứa đầy thông tin dễ nắm bắt cho trẻ lớn hơn. Hãy thử đến thư viện của bạn hoặc người bán sách trực tuyến để tìm bản mới hoặc bản đã qua sử dụng.
Gen chỉ là sự khởi đầu
Di truyền học là một ngành khoa học hấp dẫn và đang phát triển với nhiều bí ẩn cần làm sáng tỏ. Nó tiết lộ rất nhiều điều về lý do tại sao các sinh vật sống lại có hình dáng và hành động như vậy. Nông dân và nhà thực vật học thử nghiệm để tìm ra những cây khỏe mạnh nhất với nhiều hoa và quả nhất hoặc bảo tồn cẩn thận các loài gia truyền cho thế hệ tương lai. Các nhà lai tạo động vật kết hợp con đực và con cái của một loài có những đặc điểm tốt nhất để tạo ra những đứa con khỏe mạnh.
Một xét nghiệm đôi khi có thể cho bạn biết liệu bạn có thừa hưởng gen gia đình gây ra vấn đề sức khỏe hay không. Di truyền học cung cấp cho bạn thông tin bạn có thể sử dụng. Nhưng nó không định nghĩa bạn. Môi trường của bạn có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của bạn, cách bạn học tập, những hoạt động bạn chọn hoặc liệu bạn có tính cách vui vẻ hay nghiêm túc. Cuối cùng, di truyền học có thể giải thích rất nhiều điều về bạn. Tuy nhiên, sức mạnh thực sự của tự nhiên quyết định cách định hình cuộc sống của bạn chính là bạn.
