Gēnu novirze: šī procesa galvenie modeļi.

Papildus dabiskajai atlasei ir vēl viens faktors, kas var veicināt mutanta gēna koncentrācijas pieaugumu populācijā un pat pilnībā izspiest tā normālo alelomorfu.

Ģenētiskais dreifs (ģenētiskais dreifs) ir izmaiņas iedzīvotāju genofondā no paaudzes paaudzē. Tiek uzskatīts, ka šīs izmaiņas nosaka nevis dabiskā atlase, bet citi mehānismi. Pētnieku vidū pieaug bažas, ka vairāku, ja ne visu tautu genofondā strauji palielinās patoloģisko gēnu īpatsvars, kas nosaka iedzimtas patoloģijas attīstību un ir predisponēts daudzu citu slimību attīstībai. Ģenētiskā novirze ir arī viens no nozīmīgākajiem dažādu slimību, tostarp psihiatrisko, slimību patomorfozes faktoriem. Šī patomorfoze tiek veikta tik strauji, ka daži psihiski traucējumi kļūst neatpazīstami (pēc viņu aprakstiem klasiskajā literatūrā), būtiski mainās arī psihiatriskās saslimstības struktūra, jo īpaši tiek izskalotas dažas agrāk izplatītas šizofrēnijas formas un parādās tās, kurām ir grūti atrast vietu mūsdienu klasifikatoros.

Biologs S. Raits, izmantojot matemātiskos modeļus, pētīja šo nejaušo procesu (ģenētisko novirzi) un pielietoja šo principu evolūcijas problēmu izpētei. Pastāvīgos apstākļos ģenētiskā novirze ir kritiska ļoti mazās populācijās, tāpēc populācija kļūst homozigota daudziem gēniem un ģenētiskā mainība samazinās. Viņš arī uzskatīja, ka populācijas novirzīšanās rezultātā var rasties kaitīgu iedzimtu pazīmju pazīmes, kā rezultātā šāda populācija var nomirt un neveicināt sugas attīstību. No otras puses, ļoti lielās populācijās izlase ir izšķiroša, tāpēc populācijas ģenētiskās variācijas atkal būs nenozīmīgas. Populācija pamazām labi pielāgojas vides apstākļiem, taču turpmākās evolūcijas izmaiņas ir atkarīgas no jaunu labvēlīgu mutāciju parādīšanās. Šādas mutācijas notiek lēni, tāpēc evolūcija lielās populācijās notiek lēni. Vidēja lieluma populācijās tiek palielināta ģenētiskā mainība, nejauši tiek veidotas jaunas labvēlīgas gēnu kombinācijas, un evolūcija notiek ātrāk nekā abas iepriekš aprakstītās divas populācijas.

Jāatceras arī tas, ka, zaudējot vienu alēli no populācijas, tā var atkal parādīties tikai noteiktas mutācijas dēļ. Bet, ja suga ir sadalīta vairākās populācijās, no kurām dažās ir pazudusi viena alēle, bet citās - otra, tad migrācijas dēļ no citas populācijas tajā var parādīties gēns, kas zaudēts no attiecīgās populācijas, kur ir dotais gēns... Tā tiks saglabāta ģenētiskā variācija. Pamatojoties uz to, Raits ierosināja, ka visātrākās evolūcijas izmaiņas notiks sugās, kas sadalītas daudzās dažāda lieluma populācijās, un ir iespējama zināma migrācija starp populācijām.

Raits piekrita, ka dabiskā atlase ir viens no vissvarīgākajiem evolūcijas faktoriem, taču ģenētiskā dreifēšana, viņaprāt, ir arī nozīmīgs faktors, nosakot ilgtermiņa evolūcijas izmaiņas sugas iekšienē un ka daudzas pazīmes, kas atšķir vienu sugu no cits radās gēnu novirzīšanās rezultātā un bija vienaldzīgi vai pat kaitīgi, ietekmējot organismu dzīvotspēju.

Ģenētiskā novirzīšanās teorija ir izraisījusi diskusijas biologu vidū. Piemēram, T. Dobžanskis uzskatīja, ka nav jēgas izvirzīt jautājumu par to, kuram faktoram ir galvenā loma - ģenētiskajam novirzījumam vai dabiskajai atlasei. Šie faktori mijiedarbojas viens ar otru.

Ir iespējamas divas situācijas:

1) Ja kādas sugas evolūcijā dominē atlase, tad tiks novērotas vai nu virzītas izmaiņas gēnu frekvencēs, vai arī stabils stāvoklis, ko nosaka vides apstākļi.

2) Kad ilgākā laika posmā driftam ir lielāka nozīme, tad virziena evolūcijas izmaiņas nebūs saistītas ar dabas apstākļiem, un pat nenozīmīgas nelabvēlīgas iezīmes, kas ir radušās, var plaši izplatīties populācijā.

Kopumā ģenētiskā novirze vēl nav pētīta pietiekami labi un galīgi; zinātnē vēl nav bijusi vienprātība par šo faktoru.

Gēnu dreifs kā evolūcijas faktors

Mēs varam uzskatīt gēnu novirzīšanos par vienu no faktoriem populāciju attīstībā. Dreifa dēļ alēļu frekvences var nejauši mainīties vietējās populācijās, līdz tās sasniedz līdzsvara punktu - vienas alēles zudumu un citas fiksāciju. Dažādās populācijās gēni "dreifē" neatkarīgi. Tāpēc dreifa rezultāti dažādās populācijās izrādās atšķirīgi - dažos viens alēļu kopums ir fiksēts, citās - cits. Tādējādi gēnu novirze no vienas puses noved pie ģenētiskās daudzveidības samazināšanās populācijās un, no otras puses, palielinās atšķirības starp populācijām, pie to atšķirības vairākās pazīmēs. Šī atšķirība savukārt var kalpot par pamatu spekulācijām.
Populāciju evolūcijas laikā gēnu novirze mijiedarbojas ar citiem evolūcijas faktoriem, galvenokārt dabisko atlasi. Šo divu faktoru ieguldījumu attiecība ir atkarīga gan no atlases intensitātes, gan no populācijas lieluma. Ar lielu atlases intensitāti un lielu populāciju skaitu nejaušu procesu ietekme uz gēnu frekvences dinamiku populācijās kļūst nenozīmīga. Gluži pretēji, mazās populācijās ar nelielām fitnesa atšķirībām starp genotipiem gēnu novirze kļūst izšķiroša. Šādās situācijās populācijā var tikt fiksēta mazāk adaptīvā alēle, savukārt adaptīvākā alēle var tikt zaudēta.

Kā mēs jau zinām, visvairāk biežas sekas gēnu novirze ir ģenētiskās daudzveidības samazināšanās populācijās dažu alēļu fiksācijas un citu zaudēšanas dēļ. Gluži pretēji, mutācijas process izraisa populāciju ģenētiskās daudzveidības bagātināšanos. Dreifēšanas rezultātā zaudētā alēle mutācijas dēļ var rasties atkal un atkal.

Tā kā gēnu novirzīšanās ir nenovirzīts process, vienlaikus samazinoties daudzveidībai populācijās, tas palielina atšķirības starp vietējām populācijām. To neitralizē migrācija. Ja alēle A tiek reģistrēta vienā populācijā un alēle a citā populācijā, tad indivīdu migrācija starp šīm populācijām noved pie tā, ka alēliskā daudzveidība atkal parādās abās populācijās.

Gēnu novirzīšanās gala rezultāts ir vienas alēles pilnīga izslēgšana no populācijas un citas alēles fiksācija (fiksācija) tajā. Jo biežāk konkrēta alēle rodas populācijā, jo lielāka ir tās fiksācijas varbūtība gēnu novirzes dēļ. Aprēķini rāda, ka neitrālas alēles fiksēšanas varbūtība ir vienāda ar tās biežumu populācijā.

Katra alēle, ko mēs vienlaikus novērojam populācijās, radās mutācijas rezultātā. Mutācijas notiek vidēji 10–5 uz vienu gēnu uz gametu vienā paaudzē. Tāpēc, jo mazāks iedzīvotāju skaits, jo mazāk ticamska katrā paaudzē vismaz viens indivīds šajā populācijā būs jaunas mutācijas nesējs. 100 000 indivīdu populācijā katrā jaunajā paaudzē ar varbūtību, kas ir tuvu vienotībai, būs jauna mutanta alēle, bet tās biežums populācijā (1 uz 200 000 alēļu) un līdz ar to arī tās fiksācijas varbūtība būs ļoti zems. Varbūtība, ka tā pati mutācija vienā paaudzē notiks vismaz vienam indivīdam 10 indivīdu populācijā, ir nenozīmīga, bet, ja šāda mutācija joprojām notiek šajā populācijā, tad mutantu alēles biežums (1 uz 20 alēlēm) un izredzes to novērst būs salīdzinoši lielas.

Lielas populācijas ilgi “negaida” jaunas alēles mutāciju parādīšanos, bet tās to fiksē ilgi, un mazās populācijas “gaida” mutāciju ļoti ilgi, bet pēc tam, kad tā ir radusies, to var ātri salabot. Tas nozīmē šķietami paradoksālu secinājumu: neitrālu alēļu fiksēšanas varbūtība ir atkarīga tikai no to mutāciju sastopamības biežuma un nav atkarīga no populācijas lieluma.

Tā kā neitrālu mutāciju sastopamības biežums dažādās sugās ir aptuveni vienāds, šo mutāciju fiksācijas ātrumam jābūt aptuveni vienādam. Tādējādi no tā izriet, ka tajā pašā gēnā uzkrāto mutāciju skaitam jābūt proporcionālam šo sugu neatkarīgas evolūcijas laikam. Citiem vārdiem sakot, jo vairāk laika ir pagājis kopš divu sugu atdalīšanas no parastajām ierobežojošajām sugām, jo \u200b\u200bneitrālākas mutācijas aizstājējas atšķir šīs sugas. Šis princips ir pamats “molekulārā evolūcijas pulksteņa” metodei - laika noteikšana, kas pagājis kopš brīža, kad dažādu sistemātisku grupu senči sāka attīstīties neatkarīgi viens no otra.

Amerikāņu pētnieki E. Tsukurkendls un L. Pollings pirmie atklāja, ka hemoglobīna un citohroma c aminoskābju secības atšķirību skaits dažādi veidi zīdītāju ir vairāk, jo agrāk viņu evolūcijas ceļi atšķīrās. Vēlāk šo modeli apstiprināja milzīgs eksperimentāls materiāls, ieskaitot desmitiem dažādu gēnu un simtiem dzīvnieku, augu un mikroorganismu sugu. Izrādījās, ka molekulārais pulkstenis darbojas nemainīgā ātrumā, kā izriet no gēnu novirzes teorijas. Molekulārā pulksteņa kalibrēšana tiek veikta katram gēnam atsevišķi, jo dažādi gēni var atšķirties pēc neitrālu mutāciju rašanās biežuma. Šim nolūkam tiek aprēķināts taksonu pārstāvjos noteiktā gēnā uzkrāto aizvietojumu skaits, kura atšķirību laiks ir ticami noteikts pēc paleontoloģiskajiem datiem. Kad molekulārais pulkstenis ir kalibrēts, to var izmantot, lai izmērītu atšķirības laiku starp dažādiem taksoniem, pat ja to kopīgais sencis vēl nav atrasts fosilajā ierakstā.



6. Ģenētiskā dreifēšana.

Papildus dabiskajai atlasei ir vēl viens faktors, kas var veicināt mutanta gēna koncentrācijas pieaugumu populācijā un pat pilnībā izspiest tā normālo alelomorfu.

Biologs S. Raits pētīja šo nejaušo procesu (ģenētisko novirzi), izmantojot matemātiskie modeļi un pielietoja šo principu evolūcijas problēmu izpētei. Pastāvīgos apstākļos ģenētiskā novirze ir kritiska ļoti mazās populācijās, tāpēc populācija kļūst homozigota daudziem gēniem un ģenētiskā mainība samazinās. Viņš arī uzskatīja, ka populācijas novirzīšanās rezultātā var rasties kaitīgu iedzimtu pazīmju pazīmes, kā rezultātā šāda populācija var nomirt un neveicināt sugas attīstību. No otras puses, ļoti lielās populācijās izlase ir izšķiroša, tāpēc populācijas ģenētiskās variācijas atkal būs nenozīmīgas. Populācija pamazām labi pielāgojas vides apstākļiem, taču turpmākās evolūcijas izmaiņas ir atkarīgas no jaunu labvēlīgu mutāciju parādīšanās. Šādas mutācijas notiek lēni, tāpēc evolūcija lielās populācijās notiek lēni. Vidēja lieluma populācijās tiek palielināta ģenētiskā mainība, nejauši tiek veidotas jaunas labvēlīgas gēnu kombinācijas, un evolūcija notiek ātrāk nekā abas iepriekš aprakstītās divas populācijas.

Jāatceras arī tas, ka, zaudējot vienu alēli no populācijas, tā var atkal parādīties tikai noteiktas mutācijas dēļ. Bet, ja suga ir sadalīta vairākās populācijās, no kurām dažās ir pazudusi viena alēle, bet citās - cita, tad tajā var parādīties gēns, kas zaudēts no konkrētās populācijas, pateicoties migrācijai no citas populācijas, kur atrodas šis gēns. Tā tiks saglabāta ģenētiskā variācija. Pamatojoties uz to, Raits ierosināja, ka visātrākās evolūcijas izmaiņas notiks sugās, kas sadalītas daudzās dažāda lieluma populācijās, un ir iespējama zināma migrācija starp populācijām.

Raits piekrita, ka dabiskā atlase ir viens no vissvarīgākajiem evolūcijas faktoriem, taču ģenētiskā dreifēšana, viņaprāt, ir arī nozīmīgs faktors, nosakot ilgtermiņa evolūcijas izmaiņas sugas iekšienē un ka daudzas pazīmes, kas atšķir vienu sugu no cits radās gēnu novirzīšanās rezultātā un bija vienaldzīgi vai pat kaitīgi, ietekmējot organismu dzīvotspēju.

Ģenētiskā novirzīšanās teorija ir izraisījusi diskusijas biologu vidū. Piemēram, T. Dobžanskis uzskatīja, ka nav jēgas izvirzīt jautājumu par to, kuram faktoram ir galvenā loma - ģenētiskajam novirzījumam vai dabiskajai atlasei. Šie faktori mijiedarbojas viens ar otru. Ir iespējamas divas situācijas:

1) Ja selekcija ir dominējoša jebkuras sugas evolūcijā, tad tiks novērotas vai nu virzītas izmaiņas gēnu frekvencēs, vai arī stabils stāvoklis, ko nosaka vides apstākļi.

2) Kad ilgākā laika posmā driftam ir lielāka nozīme, tad virziena evolūcijas izmaiņas nebūs saistītas ar dabas apstākļiem, un pat nenozīmīgas nelabvēlīgas iezīmes, kas ir radušās, var plaši izplatīties populācijā.

Kopumā ģenētiskā novirze vēl nav pētīta pietiekami labi un galīgi; zinātnē vēl nav bijusi vienprātība par šo faktoru.

7. Secinājums.

Ģenētikas un ekoloģijas pētījumos ir identificēti vairāki faktori, kas kontrolē adaptāciju un speciāciju. Ģimenes, pasūtījumu un šķiru evolūcijas spēkus nevar tik viegli identificēt.

Ģenētikas un evolūcijas sintēze galvenokārt sastāvēja no Mendeli iedzimtības teorijas un Darvina teorijas mijiedarbības, kurai ir liela zinātniskā nozīme.

Ieslēgts pašreizējais posms ģenētikas un evolūcijas attīstība lielāka nozīme apgūst gēnu inženieriju. Zinātniekiem izdevās atšifrēt DNS molekulas struktūru, kas ļāva to izveidot, pamatojoties uz zināmas sugas jauns, ar iepriekš ieprogrammētām īpašībām, kas nav raksturīgas šim tipam. Lielākā problēma praktiskajā lietošanā gēnu inženierija ir gēnu inženierijas produktu izmantošanas produktu drošība cilvēces pastāvēšanai. Paralēli tam ir arī klonēšanas problēma, t.i. tādu organismu ražošana, kas pēc savas molekulārās struktūras ir absolūti līdzīgi un arī modificēti saskaņā ar zinātnieku prasībām. Klonēšana ir saistīta ar daudzām morālām un ētiskām problēmām, no kurām galvenā ir cilvēku klonēšana.

8. Literatūras saraksts.

1. Šepards F. M. Dabiskā atlase un iedzimtība. - M.: Izglītība, 1970. gads.

2. Kiseleva E. A. Grāmata darvinisma lasīšanai. - M.: Izglītība, 1970. gads.

3. Puzanovs II Žans Batists Lamarks. - M.: Izglītība, 1959. gads.

4. Rezniks S. Atklāja būtnes noslēpumu. - M.: Zināšanas, 1976. gads.

5. Ruzavins G. I. Koncepcijas mūsdienu dabaszinātnes... –M.: Vienotība, 2000.

6. Ekoloģijas pamati / red. Obukhova V.L. un Sapunova V.B. -

S.-Pb: Speciālā literatūra, 1998. gads.

9. Terminu vārdnīca.

Aleligēni, kas atrodas tajā pašā vietā hromosomā.

Suga ir dzīvo organismu kopums, kas apdzīvo noteiktu ekoloģisko nišu, kam ir kopīga struktūra un fizioloģija un kas veido neatņemamu ģenētisko sistēmu.

Gametas ir sieviešu un vīriešu dzimumšūnas, kas saplūšanas laikā nodrošina jauna indivīda attīstību un iedzimtu īpašību pāreju no vecākiem uz pēcnācējiem.

Gēni ir milzu molekulas, kas pēc savas struktūras un mijiedarbības ar citām līdzīgām molekulām nosaka iedzimto īpašību raksturu.

DNS (īsi) ir noteiktas ģenētiskās informācijas nesējs, kura atsevišķas sadaļas atbilst noteiktiem gēniem.

Lokuss ir noteikta hromosomas zona.

Hromosoma strukturālais elements šūnas kodols, kas satur organisma iedzimto informāciju.

Praksē būtu jāizstrādā metodes riska pakāpes noteikšanai vai nu atsevišķās ģimenēs, vai pārbaudot visus vecākus. Tas mainīs medicīniskās ģenētikas mērķi no ģenētikas konsultēšanas retrospektīvas uz nākotnes ģenētiskās profilakses pakalpojumu. Var rasties jauna attieksme pret vecāku atbildību par pēcnācēju atražošanu, kas kopā ar ...

Zināšanas par evolūcijas procesa gaitu. Attiecīgi tiek mēģināts pārvarēt domstarpības starp teoriju un faktiem. Kā viens no visbiežāk kritizētajiem vispārīgi noteikumi sintētiskā evolūcijas teorija, jūs varat dot savu pieeju, lai izskaidrotu sekundāro līdzību, tas ir, tās pašas morfoloģiskās un funkcionālās iezīmes, kas nebija iedzimtas, bet radās neatkarīgi dažādās līnijās ...

Aktīvie faktori biosfērā. Tādēļ šādu faktoru satura ģenētiskā un higiēniskā regulēšana vide ir neaizstājama sastāvdaļa cilvēku saslimstības novēršanā. Cilvēka ģenētika tās veidošanās stadijā mūsu valstī tika apzīmēta laikmeta garā - eigēnika. Diskusija par eigēnikas iespējām, kas laikā sakrīt ar ģenētiskās ...

Mobilitāte no augstas vērtības inteliģence. Tie ir progresa centri, kur notiek Homo sapiens populācijas zelta genofonda koncentrācija un attīstība. Tātad acīmredzot cilvēces evolūcija iet trīs dažādos virzienos. Trešās pasaules valstu populācijas attīstās galvenokārt dabiskās atlases dēļ, kuras mērķis ir palielināt to dzīvotspēju nelabvēlīgos ekonomikas apstākļos ...

Gēnu novirze ar piemēru

Gēnu novirzes mehānismu var pierādīt ar nelielu piemēru. Iedomājieties ļoti lielu baktēriju koloniju, kas izdalīta šķīduma pilienā. Baktērijas ir ģenētiski identiskas, izņemot vienu gēnu ar divām alēlēm A un B... Alele A ir vienā baktēriju pusē, alēle B - pie otra. Tāpēc alēļu biežums A un B ir vienāds ar 1/2. A un B - neitrālas alēles, tās neietekmē baktēriju izdzīvošanu vai vairošanos. Tādējādi visām baktērijām kolonijā ir vienādas izdzīvošanas un vairošanās iespējas.

Tad mēs samazinām pilienu lielumu tā, lai būtu pietiekami daudz pārtikas tikai 4 baktērijām. Visi pārējie mirst, neatveidojot. Starp četriem izdzīvojušajiem ir iespējamas 16 alēļu kombinācijas. A un B:

(A-A-A-A), (B-A-A-A), (A-B-A-A), (B-B-A-A),
(A-A-B-A), (B-A-B-A), (A-B-B-A), (B-B-B-A),
(A-A-A-B), (B-A-A-B), (A-B-A-B), (B-B-A-B),
(A-A-B-B), (B-A-B-B), (A-B-B-B), (B-B-B-B).

Katras kombinācijas varbūtība

kur 1/2 (alēles varbūtība A vai B baktērijām) reizina 4 reizes ( kopējais izmērs izdzīvojušo baktēriju populācija)

Grupējot opcijas pēc alēļu skaita, tiek parādīta šāda tabula:

Kā redzams no tabulas, sešos variantos no 16 kolonijai būs vienāds alēļu skaits. A un B... Šāda notikuma varbūtība ir 6/16. Visu pārējo variantu varbūtība, kur alēļu skaits A un B nedaudz augstāks nevienmērīgi un ir 10/16.

Gēnu novirze rodas, ja populācijā nejaušu notikumu dēļ mainās alēļu frekvences. IN šo piemēru baktēriju populācija tika samazināta līdz 4 izdzīvojušajiem (sašaurinājuma efekts). Sākumā kolonijai bija vienādas alēļu frekvences A un B, bet izredzes uz frekvenču maiņu (kolonijā notiek gēnu novirze) ir augstākas nekā iespējas saglabāt sākotnējo alēļu frekvenci. Ir arī liela varbūtība (2/16), ka gēnu novirzīšanās rezultātā viena alēle tiks pilnībā zaudēta.

S. Raita eksperimentāls pierādījums

S. Raits eksperimentāli pierādīja, ka mazās populācijās mutantu alēles biežums mainās ātri un nejauši. Viņa pieredze bija vienkārša: mēģenēs ar pārtiku viņš ievietoja divas mātītes un divus Drosophila tēviņus, kuri ir heterozigoti attiecībā uz gēnu A (viņu genotipu var uzrakstīt kā Aa). Šajās mākslīgi izveidotajās populācijās normālo (A) un mutāciju (a) alēļu koncentrācija bija 50%. Pēc vairākām paaudzēm izrādījās, ka dažās populācijās visi indivīdi kļuva homozigoti attiecībā pret mutantu alēli (a), citās populācijās tā tika pilnībā zaudēta, un, visbeidzot, dažās populācijās bija gan normālas, gan mutantas alēles. Ir svarīgi uzsvērt, ka, neraugoties uz mutantu indivīdu dzīvotspējas samazināšanos un, pretēji dabiskajai atlasei, dažās populācijās mutantu alēle pilnībā aizstāja normālo. Tas ir nejauša procesa rezultāts - gēnu dreifs.

Literatūra

• Vorontsovs N.N., Sukhorukova L.N. Organiskās pasaules evolūcija. - M.: Nauka, 1996. - S. 93-96. - ISBN 5-02-006043-7
• Green N., Stout W., Taylor D. Bioloģija. 3 sējumos. 2. sējums - M.: Mir, 1996. - S. 287-288. - ISBN 5-03-001602-3

Skatīt arī

Piezīmes (rediģēt)

Wikimedia Foundation. 2010. gads.

• Ķermenis (ģeometrija)
• Ķermenis

Skatiet, kas ir "Genes drift" citās vārdnīcās:

DŽENU DRIFTS - ģenētiskie un autosomatiskie procesi, gēnu biežuma izmaiņas populācijā vairāku paaudžu laikā nejaušu (stohastisku) faktoru ietekmē, kā rezultātā parasti samazinās iedzimtība, populāciju mainīgums. Naib, skaidri izpaužas, kad ... ... Bioloģiskā enciklopēdiska vārdnīca

DŽENU DRIFTS - skatīt ģenētisko dreifu. Ekoloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca. Kišiņeva: Moldāvijas Padomju enciklopēdijas galvenā redakcija. I.I. Vectēvs. 1989. gads ... Ekoloģiskā vārdnīca

gēnu dreifs - izmaiņas gēnu frekvencēs nelielā populācijā, pamatojoties uz nejaušas izlases principu Biotehnoloģijas tēmas EN ģenētiskais novirze ... Tehniskā tulka rokasgrāmata

gēnu dreifs - gēnu dreifs. Skatīt ģenētisko automātisko procesu. (Avots: "Angļu krievu skaidrojošā ģenētisko terminu vārdnīca." Arefiev VA, Lisovenko LA, Maskava: VNIRO Publishing House, 1995) ... Molekulārā bioloģija un ģenētika. Vārdnīca.

gēnu dreifs - genų dreifas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Atsitiktinis populiacijos genetinės sandaros pakitimas. atitikmenys: angl. ģenētiskais drift rus. ģenētiskais dreifs; gēnu novirze ... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

gēnu dreifs - skatīt ģenētisko novirzi ... Visaptveroša medicīniskā vārdnīca

Gēnu dreifs - procesi, kas nosaka gēnu biežuma vai mutantu formu biežuma izmaiņas populācijās. Terminu ierosināja amerikāņu ģenētiķis S. Wright (1931). Tas pats, kas ģenētiski automātiskie procesi ... Lielā padomju enciklopēdija

Gēnu dreifs - nejaušas (stohastiskas) gēnu frekvences izmaiņas paaudžu virknē, kas notiek mazās populācijās kļūdas dēļ gametu izvēlē šķērsošanas laikā ... Fiziskā antropoloģija. Ilustrēta skaidrojošā vārdnīca.

Gēnu dreifs - - ģenētiski automātiski apstrādā parādību, ka populācijā nejaušas statistikas iemeslu dēļ mainās gēnu alēlisko variantu biežuma izmaiņas. Psihogenētikas vārdnīca

Dreifējošs - nozīmē lēnu pastāvīgu kaut kā kustību. Konkrēti: Kuģa dreifs: vēja dēļ kuģa nobīde (dreifs) no virziena līnijas. Dreifu raksturo leņķis starp sliežu ceļu un patieso virziena līniju, lai izmērītu šo vērtību ... Wikipedia

Grāmatas

• Bioloģija. 9 11 kl. Bioloģiskais konstruktors 3. 0. Mijiedarbības kolekcija. modeļiem. FGOS (CDpc), Vabishchevich A.P .. Kolekcijā ir 80 virtuālie eksperimenti un uzdevumi, kas piegādāti ar detalizētu informāciju vadlīnijas... Modeļi ir izstrādāti, lai atbalstītu šādu vispārējo sadaļu mācīšanu ...

DNS gabalu, kas satur noteiktu gēnu, sauc par lokusu. Tas var saturēt alternatīvas iespējas ģenētiskā informācija - alēles. Jebkuram iedzīvotājam ir liels skaits šīs struktūras. Šajā gadījumā konkrētas alēles īpatsvaru kopējā populācijas genomā sauc par gēnu biežumu.

Lai noteikta mutācija izraisītu evolucionāras izmaiņas sugās, tās biežumam jābūt pietiekami lielam, un mutantu alēle jānosaka visiem katras paaudzes indivīdiem. Ar nenozīmīgu tā daudzumu mutācijas izmaiņas nespēj ietekmēt organismu evolūcijas vēsturi.

Lai augtu alēles biežums, jādarbojas noteiktiem faktoriem - gēnu novirzīšanās, migrācija un

Gēnu novirze ir nejauša alēles izaugšana vairāku notikumu ietekmē, kas ir apvienoti un kam ir stohastisks raksturs. Šis process ir saistīts ar faktu, ka ne visi populācijas indivīdi piedalās reprodukcijā. Tas ir raksturīgākais retām pazīmēm vai slimībām, taču selekcijas trūkuma dēļ tās var ilgstoši uzglabāt ģintī vai pat veselā neliela izmēra populācijā. Šāds modelis bieži tiek izsekots mazā, no kura nepārsniedz 1000 cilvēkus, jo šajā gadījumā migrācija ir ārkārtīgi maza.

Lai labāk izprastu gēnu novirzi, jums jāzina šādi modeļi. Gadījumos, kad alēles biežums ir 0, nākamajās paaudzēs tas nemainās. Ja tas sasniedz 1, tad viņi saka, ka gēns ir fiksēts populācijā. Gadījuma gēnu novirze ir fiksācijas procesa sekas, vienlaikus zaudējot vienu alēli. Visbiežāk šis modelis tiek izsekots, ja mutācijas un migrācijas neizraisa pastāvīgas izmaiņas sastāvdaļu lokusos.

Tā kā gēnu biežums nav virziens, tas samazina sugu daudzveidību un palielina arī atšķirības starp vietējām populācijām. Jāatzīmē, ka to neitralizē migrācija, kurā dažādas organismu grupas apmainās ar alēlēm. Jāsaka arī tas, ka gēnu novirzīšanās praktiski neietekmē atsevišķu gēnu biežumu lielās populācijās, taču tas var kļūt izšķirošs.Šajā gadījumā alēļu skaits krasi mainās. Daži gēni var tikt neatgriezeniski zaudēti, kas ievērojami pasliktina ģenētisko daudzveidību.

Kā piemēru varam minēt masveida epidēmijas, pēc kurām iedzīvotāju atjaunošana tika veikta praktiski uz vairāku tās pārstāvju rēķina. Turklāt visiem pēcnācējiem genoms bija identisks viņu priekštečiem. Pēc tam alēliskās daudzveidības paplašināšanos nodrošināja tēvu ievešana vai izejošā audzēšana, kas veicina atšķirību pieaugumu gēnu līmenī.

Gēnu novirzes galējo izpausmi var saukt par pilnīgi jaunas populācijas parādīšanos, kas veidojas tikai no dažiem indivīdiem - tā saukto dibinātāja efektu.

Jāsaka, ka genoma pārkārtošanās modeļus pēta biotehnoloģija. - Šī ir šīs zinātnes tehnika, kas ļauj pārsūtīt iedzimtu informāciju. Tajā pašā laikā gēnu pārnešana ļauj cīnīties ar starpsugu barjeru, kā arī piešķirt organismiem nepieciešamās īpašības.

Nejaušo statistikas iemeslu dēļ.

Viens no gēnu novirzes mehānismiem ir šāds. Pavairošanas procesā populācijā liels skaitlis dzimuma šūnas - gametas. Lielākā daļa šo gametu neveido zigotas. Tad populācijā tiek izveidota jauna paaudze no gametu izlases, kurām ir izdevies izveidot zigotas. Šajā gadījumā ir iespējama alēļu frekvenču maiņa attiecībā pret iepriekšējo paaudzi.

Gēnu novirze ar piemēru

Gēnu novirzes mehānismu var pierādīt ar nelielu piemēru. Iedomājieties ļoti lielu baktēriju koloniju, kas izdalīta šķīduma pilienā. Baktērijas ir ģenētiski identiskas, izņemot vienu gēnu ar divām alēlēm A un B... Alele A ir vienā baktēriju pusē, alēle B - pie otra. Tāpēc alēļu biežums A un B ir vienāds ar 1/2. A un B - neitrālas alēles, tās neietekmē baktēriju izdzīvošanu vai vairošanos. Tādējādi visām baktērijām kolonijā ir vienādas izdzīvošanas un vairošanās iespējas.

Tad mēs samazinām pilienu lielumu tā, lai būtu pietiekami daudz pārtikas tikai 4 baktērijām. Visi pārējie mirst, neatveidojot. Starp četriem izdzīvojušajiem ir iespējamas 16 alēļu kombinācijas. A un B:

(A-A-A-A), (B-A-A-A), (A-B-A-A), (B-B-A-A),
(A-A-B-A), (B-A-B-A), (A-B-B-A), (B-B-B-A),
(A-A-A-B), (B-A-A-B), (A-B-A-B), (B-B-A-B),
(A-A-B-B), (B-A-B-B), (A-B-B-B), (B-B-B-B).

Katras kombinācijas varbūtība

1 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 2 \u003d 1 16 (\\ displaystyle (\\ frac (1) (2)) \\ cdot (\\ frac (1) (2)) \\ cdot (\\ frac (1) (2) ) \\ cdot (\\ frac (1) (2)) \u003d (\\ frac (1) (16)))

kur 1/2 (alēles varbūtība A vai B katrai izdzīvojušai baktērijai) tiek reizināts 4 reizes (izdzīvojušo baktēriju rezultātā iegūtās populācijas kopējais lielums)

Grupējot opcijas pēc alēļu skaita, tiek parādīta šāda tabula:

Kā redzams no tabulas, sešos variantos no 16 kolonijai būs vienāds alēļu skaits. A un B... Šāda notikuma varbūtība ir 6/16. Visu pārējo variantu varbūtība, kur alēļu skaits A un B nedaudz augstāks nevienmērīgi un ir 10/16.

Gēnu novirze notiek, ja populācijā nejaušu notikumu dēļ mainās alēļu frekvences. Šajā piemērā baktēriju populācija tika samazināta līdz 4 izdzīvojušajiem (sašaurinājuma efekts). Sākumā kolonijai bija vienādas alēļu frekvences A un B, bet izredzes uz frekvenču maiņu (kolonijā notiek gēnu novirze) ir augstākas nekā iespējas saglabāt sākotnējo alēļu frekvenci. Ir arī liela varbūtība (2/16), ka gēnu novirzīšanās rezultātā viena alēle tiks pilnībā zaudēta.

S. Raita eksperimentāls pierādījums

S. Raits eksperimentāli pierādīja, ka mazās populācijās mutantu alēles biežums mainās ātri un nejauši. Viņa pieredze bija vienkārša: mēģenēs ar pārtiku viņš ievietoja divas mātītes un divus Drosophila tēviņus, kuri ir heterozigoti attiecībā uz gēnu A (viņu genotipu var uzrakstīt kā Aa). Šajās mākslīgi izveidotajās populācijās normālo (A) un mutāciju (a) alēļu koncentrācija bija 50%. Pēc vairākām paaudzēm izrādījās, ka dažās populācijās visi indivīdi kļuva homozigoti attiecībā pret mutantu alēli (a), citās populācijās tā tika pilnībā zaudēta, un, visbeidzot, dažās populācijās bija gan normālas, gan mutantas alēles. Ir svarīgi uzsvērt, ka, neraugoties uz mutantu indivīdu dzīvotspējas samazināšanos un, pretēji dabiskajai atlasei, dažās populācijās mutantu alēle pilnībā aizstāja normālo. Tas ir nejauša procesa rezultāts - gēnu dreifs.