Unterschied zwischen Gen und Genom
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Hauptunterschied - Gen vs. Genom
Die genetische Information einer Zelle wird in chemischer Form in DNA oder RNA gespeichert. Die Reihenfolge der in der Polynukleotidkette angeordneten Nukleotidbasen bestimmt die genetischen Anweisungen. Ein Gen ist eine Sequenz von Nukleotiden, die ein spezifisches Protein kodiert. Menschen haben Tausende von Genen in ihren gesamten DNA-Molekülen. Die gesamte Kern-DNA wird als Genom eines Organismus bezeichnet. Diese DNA wird in Chromosomenstrukturen gepackt. Alle Gensequenzen werden als nicht repetitive DNA bezeichnet. Ein Genom hat viele DNA-Sequenzen, die als repetitive DNA bezeichnet werden. Diese repetitive DNA hat auch eine Funktion bei der Genregulation. Das Hauptunterschied zwischen Gen und Genom ist das Ein Gen ist ein Ort auf einem DNA-Molekül, während das Genom eine gesamte Kern-DNA ist.
Dieser Artikel studiert,
1. Was ist ein Gen?
- Definition, Merkmale, Struktur
2. Was ist ein Genom?
- Definition, Merkmale, Struktur
3. Was ist der Unterschied zwischen Gen und Genom?
Was ist ein Gen?
Ein Gen ist ein Ort oder eine Sequenz auf dem DNA-Polynukleotidstrang. Es codiert eine Aminosäuresequenz eines spezifischen Proteins und wird als molekulare Einheit von Erbgut erkannt. Die genetischen Anweisungen werden durch Reproduktion durch Gene in Nachkommen überführt. Tausende von Genen können in einem einzelnen DNA-Molekül höherer Organismen gefunden werden. Eine Gensequenz wird in RNA transkribiert; RNA wird in Proteine übersetzt, die folglich die Merkmale bestimmen. Dies ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie.
Das Konzept des Gens und sein Vererbungsmuster stammen aus den Erkenntnissen von Gregor Mendel aus den 1860er Jahren. Die Untersuchung der Eigenschaften von Genen oder Gengruppen wird als Genetik bezeichnet. Die meisten Gene bestehen aus DNA, einige können jedoch aus RNA bestehen. Einige Viren bestehen aus RNA-Genen, da ihr genetisches Material RNA ist. In Prokaryoten werden Operonen gebildet, indem die funktional verwandten Gene gruppiert werden. Die mehrfachen Protein-kodierenden Sequenzen werden zusammen transkribiert. Die eukaryotische Genstruktur besteht hauptsächlich aus zwei Regionen: der kodierenden Sequenz und der regulatorischen Sequenz. Die eukaryontische kodierende Sequenz besteht aus Exons, Introns und nicht translatierten Regionen, wohingegen prokaryotischen Genen Introns fehlen. Gene werden mit den Introns transkribiert. Folglich werden sie durch Spleißen von Exons entfernt. Andererseits können mehrere Proteine durch alternatives Spleißen hergestellt werden. Die Genexpression wird auf transkriptioneller und translationaler Ebene reguliert. Variationen eines Gens werden als seine Allele bezeichnet. Unterschiedliche Allele des gleichen Gens erzeugen unterschiedliche Phänotypen in der Bevölkerung.
Abbildung 1: Gene
Was ist ein Genom?
Der gesamte Satz von Kern-DNA eines Organismus wird als Genom bezeichnet. Die meisten Genome bestehen aus DNA, obwohl einige Viren aus RNA-Genomen bestehen. Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten bestehen aus ihren eigenen Genomen, den sogenannten Mitochondriengenom und Chloroplastengenom.
Das Genom besteht sowohl aus kodierenden Genen als auch aus nicht kodierender Junk-DNA. Die Größe des Genoms nimmt proportional zur morphologischen Komplexität von Organismen zu. Das menschliche Genom enthält 3,2 Milliarden Basenpaare. Es besteht aus etwa 25.000 Genen. Die meisten DNA-Sequenzen im menschlichen Genom enthalten Junk-DNA. DNA-Polynukleotidketten sind in einzelne Chromosomen organisiert. Das menschliche Genom besteht aus 22 homologen Paaren von Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen. Einige Organismen bestehen aus mehreren Genomkopien. Ein Organismus, der eine einzige Kopie des Genoms hat, wird als a bezeichnet haploid Organismus. Es werden mehrere Kopien aufgerufen diploid, triploid und tetraploide. Das menschliche Genom ist ein diploides Genom. Geschlechtsreproduzierende Organismen haben die Hälfte der Chromosomenzahl in Gameten im Vergleich zu ihren Körperzellen.
Ein Genom eines einzigartigen Organismus wird als genetische Ausstattung dieses bestimmten Organismus bezeichnet. Das menschliche Genom wurde vom Human Genome Project vollständig sequenziert und kartiert. Horizontaler Gentransfer und die Vervielfältigung von Sequenzen bewirken die Genomentwicklung. Duplikation kann die Duplikation von Genclustern, kurzen Tandemwiederholungen, ganzen Chromosomen oder sogar des gesamten Genoms sein. Genomik ist das Studium der Genome der verwandten Organismen.
Abbildung 2: Genom
Unterschied zwischen Gen und Genom
Definition
Gen: Das Gen ist das erbliche Element der genetischen Information. Es ist ein Ort innerhalb eines Chromosoms.
Genom: Das Genom ist die Gesamtheit der Kern-DNA. Meistens existiert DNA als Chromosomen.
Inhalt
Gen: Ein Gen ist ein Teil eines DNA-Moleküls.
Genom: Das Genom ist die Gesamt-DNA in einer Zelle.
Codierung
Gen: Ein Gen codiert die Proteinsynthese.
Genom: Ein Genom kodiert sowohl Proteine als auch regulatorische Elemente für die Proteinsynthese.
Länge
Gen: Die Länge eines Gens beträgt einige hundert Basen.
Genom: Die Länge des Genoms eines höheren Organismus beträgt etwa eine Milliarde Basenpaare.
Nummer
Gen: Ein höherer Organismus enthält etwa Tausende von Genen.
Genom: Jeder Organismus enthält nur ein Genom.
Beitrag zur Evolution
Gen: Variationen des Gens werden als Allele bezeichnet. Diese Allele können natürlich ausgewählt werden.
Genom: Horizontaler Gentransfer und die Duplikation verursachen große Unterschiede im Genom.
Studie
Gen: Die Untersuchung der Eigenschaften der Gene ist die Genetik.
Genom: Die Untersuchung der Eigenschaften der verwandten Genome ist die Genomik.
Fazit
Die Variationen des Gens, die Allele genannt werden, werden durch Punktmutationen erzeugt. Punktmutationen treten auf der Ebene des Basenpaares auf. Andererseits sind die Veränderungen auf Genomebene vergleichsweise groß. Durch horizontalen Gentransfer und Genduplikation wird das Genprodukt eingeführt bzw. erhöht. Der Hauptunterschied zwischen Gen und Genom besteht daher in der Größe der von ihnen getragenen Nukleotide.
Referenz:
1.Susman M. „Gene: Definition und Struktur“. ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001. Zugriff auf 09. Februar 2017
2.Schleif R. Genetik und Molekularbiologie. 2. Ausgabe, The Johns Hopkins University Press, 1993, S. 22-47. Abgerufen am 09. Februar 2017
Bildhöflichkeit:
1. "Vom menschlichen Genom zum Gen" (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia
2. „Gene es“ - Überarbeitet (Public Domain) über Commons Wikimedia
