Dificultăți și mutații utile
Frecvența medie a mutațiilor în bacterii este estimată ca 10-9 per gena per celule pe generație. La om și la alte organisme multicelulare, este mai mare și este de 10-5 per gena per gamă pe generație. Cu alte cuvinte, numai într-unul din 100.000 gameți, gena este schimbată. Se pare că aceasta este o valoare neglijabilă. Cu toate acestea, trebuie amintit că există multe gene în fiecare gamete. Conform estimărilor moderne, genomul uman conține aproximativ 30.000 de gene. În consecință, în fiecare generație, aproximativ o treime din gameții umane poartă mutații noi pentru o genă.
Astfel, în ciuda rarității extreme a fiecărei mutații individuale, un număr mare de purtători de gene mutante apar în fiecare generație. Datorită procesului de mutație, genotipurile tuturor organismelor care locuiesc pe Pământ se schimbă în mod constant; există mai multe și mai multe variante noi de gene (alele), se creează o diversitate genetică enormă, care servește drept material pentru evoluție.
Mutațiile diferă în ceea ce privește efectele lor fenotipice. Cele mai multe mutații par să nu aibă deloc efect asupra fenotipului. Se numesc mutații neutre. O mare clasă de mutații neutre se datorează substituțiilor nucleotidelor care nu schimbă semnificația codonilor. Astfel de înlocuiri se numesc sinonime. De exemplu, alanina aminoacidă este codificată prin triplete de HCC, GCC, GCA și GTG. Dacă, ca rezultat al mutației, HCC este transformat într-un GCC, proteina sintetizată prin programul modificat rămâne aceeași. Dacă mutația modifică semnificația codonului (mutație nesonoasă) și un aminoacid este înlocuit cu altul, aceasta poate duce la o schimbare a proprietăților proteinei.
Majoritatea mutațiilor nesinomice sunt dăunătoare. Acestea încalcă interacțiunea programelor genetice coordonate în cursul evoluției anterioare în organismul în curs de dezvoltare și conduc fie la moartea sa, fie la diverse abateri în dezvoltare. Numai o fracțiune foarte mică din mutațiile nou apărute poate fi utilă.
Cu toate acestea, trebuie amintit cât de condiționată este această clasificare. Utilitatea, nocivitatea sau neutralitatea mutației depind de condițiile în care trăiește organismul. Mutația este neutră sau chiar dăunătoare pentru un anumit organism și condiții date, poate fi utilă unui alt organism în alte condiții și viceversa. Gandacii si tantarii nu au putut sti in prealabil ca oamenii ar inventa DDT si alte insecticide si vor pregati mutatii pentru protectie. Cu toate acestea, aceste mutații au apărut - se găsesc chiar și în acele populații de insecte care nu au apărut cu insecticide. Într-un moment în care insectele nu au întâlnit insecticide, aceste mutații au fost neutre. Dar de îndată ce oamenii au început să utilizeze insecticide - aceste mutații nu au devenit doar utile, ci au devenit cheia supraviețuirii. Acei indivizi care au moștenit o astfel de mutație, deloc neapărat necesară pentru părinții lor care au trăit în perioada de pre-insecticid, au obținut un avantaj colosal față de cei care nu aveau o astfel de mutație.
Selecția naturală "evaluează" daunele și utilitatea mutațiilor în efectele lor asupra supraviețuirii și reproducerii organismelor mutante în condiții specifice de mediu. În acest caz, nocivitatea mutației este de obicei detectată imediat și utilitatea acesteia este deseori determinată în retrospectivă: numim util acele mutații care permit populațiilor să se adapteze la condițiile de mediu în schimbare.
Cu cât efectul fenotipic al mutației este mai puternic, cu atât această mutație este mai dăunătoare, cu atât mai mare este probabilitatea ca o astfel de mutație să fie respinsă prin selecție. Așa cum a remarcat Charles Darwin, natura nu face salturi. Nu poate apărea o structură complexă ca urmare a unei mutații cu un efect fenotipic puternic. Semnele noi nu apar instantaneu, ele se formează încet și treptat prin selecția naturală a mutațiilor aleatorii cu efecte fenotipice slabe care schimba ușor semnele vechi.
Mutațiile sunt aleatorii și nu direcționate. Poziția principală a teoriei mutaționale este afirmația că mutațiile sunt aleatoare și nu direcționate. Aceasta implică faptul că mutațiile nu sunt inițial adaptive. Utilizarea insecticidelor nu conduce la apariția unor mutații de rezistență la acestea în insecte. Insecticidele pot duce la o creștere generală a frecvenței mutațiilor, incluzând mutații ale genelor de rezistență, inclusiv mutații care cresc această rezistență. Dar o astfel de mutație "adaptivă" în gena "dreaptă" generează zeci de mii de alte mutații neutre și nocive în gene care nu au nimic de-a face cu rezistența la insecticide.
Organismul nu poate ști care mutații vor fi utile în următoarea generație. Nu există și nu poate exista un mecanism care să asigure aspectul direct al mutațiilor benefice pentru organism. Această afirmație rezultă din tot ceea ce știm despre principiile codării, implementării și transferului de informații genetice. Am spus deja că ADN-ul nu este un desen, ci o rețetă pentru crearea unui organism. Se spune că genotipul determină fenotipul. Nu înțelegeți această frază literalmente. Genotipul determină nu fenotipul însuși, ci secvența reacțiilor biochimice și morfogenetice, care, interacționându-se unul cu celălalt, determină dezvoltarea unor trăsături fenotipice. Schimbările în genotip conduc la modificări ale fenotipului, dar nu invers. Cu toate acestea, fenotipul organismului se schimbă ca răspuns la efectele mediului extern, modificările sale nu pot conduce la o schimbare a genelor pe care acest organism le va da generației următoare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: