Gen (definicja encyklopedyczna) – [gr. génos – ród, pochodzenie, gatunek], jednostka dziedziczenia decydująca o przekazywaniu potomstwu poszczególnych cech organizmu.

Aby w pełni zrozumieć czym jest gen, musimy wcześniej zagłębić się w znaczenie pojęcia DNA.

Współczesna chemia genu narodziła się w 1869 roku, kiedy niemiecki chemik, Johann Friedrich Meischer, podczas pracy w laboratorium odkrył, że materiał, który udało mu się wyizolować z jąder komórek, nie jest białkiem. Nowoodkrytą substancję nazwał nukleiną (łac. nucleus – jądro). Obecnie nosi ona nazwę kwasu deoksyrybonukleinowego. Podczas badań właściwości fizykochemicznych okazało się, iż DNA to długa łańcuchowa cząsteczka, złożona z czterech różnych jednostek zwanych nukleotydami. Kolejność występowania tych jednostek tworzy informację genetyczną, co oznacza, że każdy gen zbudowany jest z pewnego odcinka DNA na chromosomie. Jeżeli gen utworzony jest z łańcucha DNA, to aby określić budowę genu, należy określić budowę DNA.

DNA tworzą nie rozgałęzione, przeciwrównoległe i owijające się wokół siebie łańcuchy polinukleotydowe. Łańcuchy trzymają się razem dzięki chemicznym oddziaływaniom wodorowym pomiędzy pojedynczymi, leżącymi naprzeciw siebie deoksynukleotydami. W skład każdego deoksynukleotydu wchodzi jedna z czterech zasad azotowych występujących w DNA: adenina, tymina, guanina, lub cytozyna. Zasady połączone są z pierścieniem cukru zwanym dwu – deoksyrybozą, związanego z resztą fosforanową. Długą nić DNA utrzymują wiązania chemiczne między grupą fosforanową, a deoksyrybozą sąsiedniego nukleotydu. Od pierwszych liter nazw wyżej wymienionych zasad zaczerpnięto nazwy dla nukleotydów. Tak więc grupę nukleotydów tworzą: A, T, G i C.

DNA składające się na gen zawiera charakterystyczny, niepowtarzalny układ nukleotydów. To właśnie w tym układzie zapisane są informacje genetyczne, które warunkują cechy człowieka.

Jakie właściwości są dziedziczone przez organizm? Otóż dziedziczone są wszystkie cechy budowy, takie jak: kolor oczu, skóry, włosów, zdolność organizmu do szybkiego wzrostu, a czasami nawet kształt niektórych części ciała, jak nos, czy nawet układ brwi. Dziedziczone jest również usposobienie i sposób zachowywania się w określonych sytuacjach, czyli cechy jakich człowiek nie nabywa, nie może wypracować. Mogą to być: porywczość, impulsywność, wrażliwość, spokój. Dziedziczeniu nie podlegają natomiast wszelkiego rodzaju umiejętności i poglądy, są one uwarunkowywane przez otoczenie i sytuacje, których organizm doświadcza w życiu.

Pozostaje pytanie – jeśli cechy budowy dziedziczymy od rodziców, to dlaczego córka nie wygląda identycznie jak matka, a syn identycznie jak ojciec? Odpowiedź jest prosta. Każdy rodzic ofiarowuje nam po połowie własnego łańcucha DNA, a dokładniej połowę chromosomów(jednostka zawierająca DNA), jakie posiada. Człowiek dysponuje 46 chromosomami, tak więc od każdego z rodziców potomek otrzymuje 23 chromosomy. Rodzi się kolejne pytanie – dlaczego potomstwo posiada niektóre odrębne cechy budowy? Jest tak, ponieważ chromosom składa się z dwóch części, zwanych chromatydami. Jeśli chromatydy podczas podziału komórkowego oddzielą się od siebie (co jest naturalnym procesem) i połączą się z chromatydami innego chromosomu, nastąpi przemieszanie DNA i zaowocuje to zupełnie nową, niespotykaną u rodziców cechą.

Za istnienie niektórych właściwości czy cech organizmu odpowiadają nie pojedyncze geny, lecz całe ich zespoły. Zjawisko to nosi nazwę dziedziczenia wielogenowego. Wielogenowo dziedziczony jest kolor skóry u człowieka, ponieważ za jej barwę odpowiada aż 8 genów. Organizm ludzki posiada także cechy, które dziedziczone są jednogenowo, jednakże działalność jednego genu może podlegać wpływom innych genów, tzw. modyfikatorów. Modyfikatory mogą funkcjonować pojedynczo lub w grupie, są w stanie pobudzać lub hamować inny gen, przez co mówi się, że niektóre cechy nie są dziedziczone. Jest to błąd, gdyż są one odziedziczone, lecz zahamowane i cecha ta nie ujawnia się.

Na zakończenie chciałbym przedstawić taką oto ciekawostkę:

Samolubny gen

Jeśli spojrzymy na proces ewolucji (choćby człowieka), to śmiało można stwierdzić, że małpa ewoluowała w człowieka. Takie myślenie jest jak najbardziej mylne. To gen ewoluował, nie organizm. Richard Dawkins, brytyjski biolog, stwierdza w swojej książce, że jednostką ewolucji jest gen. Dlaczego samolubny? Bo dba tylko o siebie. Musi przetrwać i skopiować się w maksymalnej liczbie w potomstwie. Nie dba o inne geny (choć czasem zdarza się, że geny współpracują ze sobą).

Ogólny schemat teorii:

Gen warunkuje cechę organizmu → cecha zapewnia trwanie jemu lub jego kopiom → gen trwa, a wraz z nim cecha warunkowana

Na podstawie tej teorii można powiedzieć, że organizm to jedynie sposób genu na przetrwanie, gdyż gen przechodzi z rodziców na potomstwo (czasem w innej formie, czasem niecały, ze względu na przemieszanie się chromosomów). Cecha, którą gen warunkuje może pomóc mu przetrwać i znaleźć się w kolejnych organizmach (np. cecha opiekuńczości – matka dba o potomstwo, dzięki czemu może ono przetrwać, a wraz z nim samolubny gen, następnie potomstwo będzie posiadać wrodzoną cechę opieki nad swoim potomstwem, a gen ponownie przetrwa). Istnieje powiedzenie: kura jest sposobem jajka na wytworzenie następnego jajka. Innymi słowy, geny zawarte w jajku zawierającym płód znajdą się w kurze, a następnie w kolejnym jajku i tak w kółko.

Możemy zastanowić się nad tym, czy człowiek starożytny nie miał z nami czegoś wspólnego, wspólnego genu, bądź jego części. Być może któraś z cech przez nas posiadanych, jest cechą starożytną.