Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.
Proteinler, bir veya daha fazla uzun amino asit artık zincirini içeren büyük biyomoleküller ve makromolekül'lerdir. Proteinler organizmalar içinde, hücrelere yapı ve organizmalar sağlayarak ve molekülleri bir konumdan diğerine taşıyarak metabolik reaksiyonları katalizleme, DNA kopyalama, uyaranlara yanıt verme dahil olmak üzere çok çeşitli işlevler gerçekleştirir. Proteinler, genlerinin nükleotit dizisi tarafından dikte edilen ve genellikle faaliyetini belirleyen özel 3D yapıya protein katlanmasıyla sonuçlanan amino asit dizilimlerinde birbirlerinden farklıdır.
Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, özel bir kullanıma yönelik ürünleri oluşturmak ya da dönüştürmek için biyolojik sistemleri, canlı organizmaları ya da türevlerini kullanan uygulamaların tümüne verilen addır.
Taşıyıcı RNA hücrelerde protein sentezi sırasında büyüyen polipeptit zincirine spesifik bir amino asit ekleyen küçük bir RNA molekülüdür. Amino asidin bağlanması 3' ucundadır. Bu kovalent bağlantı aminoasil tRNA sentetaz tarafından katalizlenir. Ayrıca, antikodon olarak adlandırılan üç bazlık bir bölge vardır, bu bölge mRNA üzerinde kendisine karşılık gelen üç bazlık bir kodon bölgesi ile baz eşleşmesi yapar. Her tip tRNA molekülü sadece tek tip bir amino asite bağlanabilir, ama genetik kod aynı amino asite karşılık gelen birden çok kodon bulunduğu için, farklı antikodonlara sahip tRNA'lar aynı amino asidi taşıyabilir.
Siklik adenozin monofosfat, kısaltma cAMP ve cyclic AMP olarak da bilinir. cAMP adenozin trifosfat (ATP) tan elde edilir ve çeşitli organizmalarda cAMP bağımlı yolda hücre içi sinyal iletiminde kullanılır.
Çekirdekçik ya da nükleolus, ökaryot hücrelerin çekirdeklerinin içinde bulunan zarsız bir yapıdır.
Bir gen bir enzim hipotezi, genlerin enzimler aracılığıyla etkilerini gösterdiği fikridir, öyle ki her gen bir enzimin üretiminden sorumludur, o enzim de metabolik bir yolakta bir adıma etki eder. Bu kavram George Beadle ve Edward Tatum tarafından Neurospora crassa küfündeki genetik mutasyonlar hakkındaki önemli bir makalede ilk defa dile getirilmiş, daha sonra iş arkadaşları Norman Horowitz tarafından "Bir gen bir enzim hipotezi" olarak adlandırılmıştır. Sonraları moleküler biyoloji olarak adlandırılacak bilim dalının ilk önemli buluşu sayılmasına rağmen, bu fikrin kısa süre sonra aşırı basit olduğu anlaşılmıştır. Daha sonradan "bir gen-bir polipeptit" olarak yeniden ifade edildikten sonra dahi günümüzde genler ile proteinler arasındaki ilişkiyi açıklamakta yetersiz sayılmaktadır. Ökaryotlarda alternatif alternatif uçbirleştirme ile bir genden çeşitli proteinlerin üretilebilmesi bir gen-bir polipeptit hipotezi ile uyuşmamaktadır.
Ti plazmit Agrobacterium tumefaciens bakterisinin genetik materyalini bitki hücrelerini enfekte edip bir tümör oluşturmasını ve genetik materyalini bitki hücrelerine aktarmasını sağlayan dairesel bir plazmittir.
Transkripsiyon, yazılma veya yazılım, DNA'yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi tarafından bir RNA dizisi olarak kopyalanması sürecidir. Başka bir deyişle, DNA'dan RNA'ya genetik bilginin aktarımıdır. Protein kodlayan DNA durumunda, transkripsiyon, DNA'da bulunan genetik bilginin bir protein veya peptit dizisine çevirisinin ilk aşamasıdır. RNA'ya yazılan bir DNA parçasına "transkripsiyon birimi" denir. Transkripsiyonda hata kontrol mekanizmaları vardır, ama bunlar DNA çoğalmasındakinden daha az sayıda ve etkindirler; dolayısıyla transkripsiyon DNA çoğalması kadar aslına sadık değildir.
RNA polimerazlar, bir DNA veya RNA molekülündeki bilgiyi RNA molekülü olarak kopyalayan bir enzimler ailesidir. Bir gende yer alan bilginin RNA molekülü olarak kopyalanma işlemi transkripsiyon olarak adlandırılır. Hücrelerde RNAP genlerin RNA zincirleri halinde okunmasını sağlar. RNA polimeraz enzimleri, tüm canlılarda ve çoğu virüste bulunur. Kimyasal bir deyişle, RNAP, bir nükleotidil transferaz enzimidir, bir RNA molekülünün üç ucunda ribonükleotitlerin polimerleşmesini sağlar.
Yaşamın başlangıcından beri, atmosfer ve okyanuslar azot içerir. Azot canlılar için önemli bir maddedir. Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için oksijen ve karbondioksite ihtiyaç duydukları gibi, büyüyebilmek için de azota (N2) ihtiyaç duyarlar. Çünkü proteinlerin ve DNA'nın önemli bir bileşenidir. Azot, canlı vücudunda özellikle nükleik asitlerin, proteinlerin ve vitaminlerin yapısında %15 oranında bulunmaktadır. Gaz halindeki azot (N2), atmosferin %78'ini oluşturur. Üçlü kovalent bağı, bu iki azot atomunu sıkıca bir arada tutar. Azot Döngüsü, daha çok biyosferin ince bir tabakasında gerçekleşir. Azot bileşikleri bu ince kabuk içinde birbirine dönüşür. Bu işlemlere azot döngüsü denir. Azot döngüsü yaşamın sürekliliğini sağlayan bir doğa olayıdır. Bu döngüde azot bileşikleri sürekli olarak topraktan canlılara ve sonra tekrar toprağa geri dönerler. Ancak bir miktar azot atmosfere gider ve tekrar geri alınır. Canlılar havadaki bu azotu, ihtiyaçları olmasına rağmen doğada bulunduğu gibi bünyelerine alamazlar. Bu gazın bir şekilde canlıların kullanabileceği hale dönüştürülmesi ve canlılar tarafından tüketilip bitirilmemesi için bir döngü şeklinde atmosfere geri dönmesi gerekmektedir. Bu zorunluluğu ise mikroskobik bakteriler ve baklagiller karşılamaktadır.
DNA metilasyonu DNA'nın bir kimyasal değişimdir, kalıtsal olup sonradan ilk dizi geri gelecek şekilde çıkartılabilir. Bu özelliği nedeniyle epigenetik koda aittir ve en iyi karakterize edilmiş epigenetik mekanizmadır. Metilasyon tüm virüslerde görülen, öz ile öz-başka ayrımına yarayan bir yetenek olduğu için epigenetik kodun, kadim viral enfeksiyon olaylarından kalma bir mekanizma olabileceği öne sürülmüştür.
Sterol düzenleyici eleman bağlayıcı proteinler, "sterol düzenleme elemanı" adlı DNA dizisine bağlanan transkripsiyon faktörleridir. SREBP'ler transkripsiyon faktörlerinin bazik-sarmal-ilmik-sarmal lösin fermuar sınıfına aittirler. İnaktifken çekirdek ve endoplazmik retikulum zarlarına bağlı olurlar. Düşük seviyede sterol bulunduran hücrelerde SREBP'ler kesilir ve suda çözünür bir N-ucu bölge, çekirdeğe taşınır. Bu etkinleşmiş SREBP'ler sonra spesifik sterol düzenleyici eleman DNA dizilerine bağlanarak, sterol sentezinde yer alan enzimlerin sentezini yukarı ayarlarlar. Sterollar ise SREBP'lerin kesilmesini inhibe ettiği için geri beslemeli bir döngü ile sterol sentezi yavaşlar ve sonunda durur.
Kimyada metilasyon veya metillenme, bir kimyasal bileşiğe bir metil grubunun bağlanması veya sübstitüsyonudur. Bu terim kimyada, biyokimyada, toprak bilimlerinde ve hayat bilimlerinde yaygınca kullanılır.
Glikozilasyon enzimler aracılığıyla sakkaritlerin birbirine bağlanarak proteinlere, lipitlere veya organik moleküllere bağlı glikanlar oluşturma sürecidir. Glikozilasyon çevrimle eş zamanlı ve çevrim sonrası bir değişim sürecidir. Glikanlar membran proteinlerinde ve salgılanan proteinlerde çeşitli yapısal ve işlevsel rollere sahiptir. Endoplazmik retikulumda sentezlenen proteinlerin çoğunluğu glikozilasyona uğrar. Bu süreç enzim güdümlü ve konuma özgündür, bu bakımdan enzimsiz yürüyen bir kimyasal tepkime olan glikasyondan farklıdır. Glikozilasyon ayrıca O-GlcNAc değişimi olarak sitoplazma ve çekirdekte de gerçekleşebilir. Altı sınıf glikan üretilir: 1) asparajin kalıntılarının amid azotuna bağlanan N-bağlı glikanlar, 2) serin ve treonin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan O-bağlı glikanlar, 3) serin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan glikosilaminoglikanlar, 4) glikanların seramid'e bağlı olduğu glikolipitler, 5) ne protein ve ne lipide bağlı olan hiyaluronan ve 6) glikan bağları aracılığıyla proteinleri lipitlere bağlayan GPI çapaları.
Gen ifadesinin düzenlenmesi ya da gen ifadesinin denetimi, hücrelerin ve virüslerin genlerindeki bilgiyi gen ürünlerine çevirmesini kapsayan süreçler için kullanılan bir terimdir. İşlevsel bir genin ürünleri RNA veya protein olabilir; bilinen mekanizmaların en temeli protein kodlayan genlerin düzenlenmesidir. Gen ifadesinin, DNA-RNA transkripsiyonundan, proteinin translasyon sonrası değişimlerine kadar olan herhangi bir adımı değiştirilip, ayarlanabilmektedir.
Denitrifikasyon ya da nitrat solunumu, nitrat ve nitrit bileşiklerinin, anaerobik koşullarda mikroorganizmalar tarafından redüksiyona Uğratılarak elementer azota dönüştürülmesi olayı.
Nitrojenazlar (EC 1.18.6.1EC 1.19.6.1) siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) gibi bazı bakteriler tarafından üretilen enzimlerdir. Bu enzimler azot gazının (N2) amonyak (NH3) maddesine indirgenmesinden sorumludur. Nitrojenzlar, azot fiksasyon sürecinde önemli bir adım olan bu reaksiyonu katalize ettiği bilinen tek enzim ailesidir. Azot fiksasyonu tüm yaşam formları için önemlidir, çünkü azot bitkileri, hayvanları ve diğer organizmaları yaratan moleküllerin (nükleotitler, amino asitler) biyosentezi için gereklidir. Nif genleri veya homologları tarafından kodlanırlar. Protoklorofilid redüktaz ile ilgilidir.
Operon, genetikte tek bir promotörün kontrolü altında bir gen kümesi içeren DNA'nın işlevsel bir birimidir. Genler birlikte bir mRNA ipliğine yazılır ve daha sonra ya sitoplazmada birlikte translasyona uğrar veya ayrı ayrı translasyona uğrayan monosistronik mRNA'ları oluşturmak için her biri tek bir gen ürününü kodlayan birkaç mRNA ipliği gibi uçbirleştirmeye tabi tutulur. Bunun sonucu, operonda bulunan genler ya birlikte ifade edilirler ya da hiç ifade edilmezler. Bir operonu tanımlamak için birkaç genin birlikte transkripsiyonunu gerekir.
Sitokrom P450 (CYP), monooksigenaz olarak işlev gören ve hemleri kofaktör olarak içeren enzimlerin oluşturduğu bir protein süperfamilyasıdır. Memelilerde bu proteinler steroidleri, yağ asitlerini ve ksenobiyotikleri okside eder ve çeşitli bileşiklerin klirensinde olduğu kadar hormon sentezinde ve çözümünde önemli yer tutarlar. Bitkilerde ise bu proteinler savunma bileşikleri, yağ asitleri ve hormonların biyosentezi için önemlidir.