Pagina 2 din 7
Genofond și componentele sale. Varietate de alele din grupul de gene
Bazinul genetic este o varietate de gene și alele prezente în populație. În fiecare populație care reproduce sexual, fondul genetic se schimbă în mod constant; populația evoluează. Noi combinații de gene supuse unei selecții naturale continue, determinând în cele din urmă ce gene vor fi transmise următoarelor generații.
Frecvența alelelor este raportul dintre numărul de alele din toate indivizii și numărul total de alele din populație. Frecvența alelei dominante este de obicei indicată prin litera p, frecvența alelei recesive este dată de litera q. Dacă gena este reprezentată de două alele, atunci egalitatea matematică
Astfel, știind frecvența uneia dintre alele, puteți determina frecvența unei alte alele. Deci, dacă frecvența alelei dominante este de 78%, atunci frecvența alelei recesive este egală cu
q = 1 - p = 1 - 0,78 = 0,22 (sau 22%).
Pentru frecvențele alelelor există condiția de echilibru Hardy-Weinberg. Frecvențele alelelor dominante și recesive rămân neschimbate dacă sunt îndeplinite următoarele condiții în populație:
• mărimea populației este suficient de mare;
• împerecherea și reproducerea indivizilor apare la întâmplare;
• Nu există o selecție naturală (toate genotipurile sunt adaptate la condițiile externe);
• generațiile diferite nu se intersectează;
• Nu există mutații noi;
• nu există schimb de gene cu alte populații.
Nerespectarea uneia sau mai multora dintre aceste condiții poate duce la o schimbare a frecvenței alelelor și la provocarea unor modificări evolutive la această populație.
Folosind simbolurile p și q, putem rescrie schema trecerilor mono-hibride într-un mod nou.
Astfel, atunci când monohybrid cruce apar trei genotipuri: AA cu p2 frecventa (indivizi homozigoți cu alela dominantă), Aa cu 2pq frecvență (indivizi heterozigoți) și aa un q2 frecvență (indivizii homozigoți cu alela recesivă). Suma frecvențelor alelelor este egală cu una:
Această dependență se numește ecuația Hardy-Weinberg. Folosind această ecuație în conjuncție cu ecuația p + q = 1, putem calcula frecvența, de exemplu, indivizii homozigoți pentru alela dominantă, cunoscând cantitatea de purtători ai unui fenotip recesiv (adică frecvența indivizilor homozigoți pentru fenotipul recesiv). Fie q2 = 0,0004. Apoi, q = 0,02, p = 1 - q = 0,98, p2 = 0,9604, 2pq = 0,0392. O consecință a echilibrului Hardy-Weinberg este un exces semnificativ (adesea prin ordine de mărime) a numărului de persoane în care genotipul alela recesivă este prezent, peste numărul de animale cu un fenotip recesiv. Datorită prezenței unor cantități semnificative de indivizi heterozigoți în fiecare generație de genotipului eliminat doar un număr mic de alele recesive.
Multe gene recesive sunt nefavorabile organismului și sunt excluse din genotipul populației. Altele, dimpotrivă, sunt utile, datorită cărora frecvența genotipului heterozygos este stabilizată.
După cum sa observat deja, cauza schimbărilor în populația genetică a populației este reprezentată de recombinările sexuale ale genelor (traversarea, discrepanța independentă a cromozomilor, fertilizarea accidentală) și mutațiile. Recombinările sexuale nu introduc alele noi în populație; mutațiile provoacă apariția de alele noi și modificări evolutive în populații.
Darwin a remarcat natura relativă a variabilității ereditare: membrele lungi ale animalelor sunt aproape întotdeauna însoțite de un gât alungit, în câini deserviți, se observă dinți subdezvoltați.
Acest lucru se datorează faptului că aceeași genă afectează formarea nu a unuia, ci a două sau mai multe semne. În centrul tuturor tipurilor de variabilitate ereditară se află schimbarea genei sau a agregatelor de gene. Prin urmare, alegerea unui atribut dorit ar trebui să ia în considerare posibilitatea apariției în urmași a altor semne uneori nedorite legate de acesta.
Variabilitatea nesigură care afectează cromozomii sau genele, i. E. baza materială a eredității, se datorează unei schimbări a genelor sau formării unor noi combinații dintre ele în urmași.
Există și alte cauze de instabilitate genetică.
• O populație mică poate duce la derapare genetică. Transportatorii alelei recesive pot fi atât de mici încât să dispară din motive care nu sunt cauzate de selecția naturală (de exemplu, din cauza decesului ca urmare a dezastrelor naturale). Se poate dovedi situația opusă, când frecvența alelei recesive va crește accidental. Acest lucru nu poate afecta populația, duce la dispariția acesteia sau invers, pentru a deveni un factor favorabil.
• Caracteristicile structurale și comportamentale care favorizează orice sol (atât de curtare la animale, de obicei, câștigă un mascul mare și puternic, și flori mai mari și luminoase mai intens fertilizate), conduce la o hibridizare neîntâmplătoare, adică, suprimarea anumitor alele.
• Schimbul genetic între populații generează, pe de o parte, noi gene în populație, dar, pe de altă parte, reduce diversitatea genetică globală a speciilor și previne schimbările evolutive. Întreruperea schimbului de gene între populații este o condiție prealabilă importantă pentru apariția unei noi specii.
Semnele populației (un set de indivizi care au traversat liber, care există de mult timp pe un teritoriu mai mult sau mai puțin izolat) se pot schimba atât în mod continuu, cât și discret. Caracteristicile discret variabile sunt, de exemplu, grupul de sânge la om. În acest caz, semnul poate lua doar câteva forme; forme intermediare sunt absente. Variabilitatea variabilă apare pe motive controlate de una sau două gene.
În natură, există o fluctuație constantă a numărului de populații: numărul de indivizi dintr-o populație este apoi redus sau crescut. Aceste procese reușesc reciproc mai mult sau mai puțin regulat, așa că se numesc valuri de viață sau valuri ale populației. În unele cazuri, ele sunt asociate cu sezonul anului (în multe insecte, în plante anuale). În alte cazuri, valurile sunt observate după perioade mai lungi și sunt asociate cu fluctuații ale condițiilor climatice sau randamentelor furajelor (reproducerea în masă a proteinelor, iepurilor, șoarecilor, insectelor). Uneori cauza schimbării numărului de populații este incendiile forestiere, inundațiile, înghețurile foarte severe sau secetele.
Aceste valuri schimbă complet în mod accidental și dramatic concentrația de gene și genotipuri rare în populație. În perioada de recesiune a valurilor, unele gene și genotipuri pot dispărea complet, întâmplător și independent de valoarea lor biologică. Și altele vor rămâne, de asemenea, în mod accidental, iar această nouă creștere a dimensiunii populației va crește drastic concentrarea acestora. Valurile populației, ca și procesul de mutație, furnizează materiale ereditare aleatorii și nedirecționale pentru lupta pentru existență și pentru selecția naturală.
Simptomele controlate de o varietate de gene se modifică de obicei în mod continuu, iar manifestările lor extreme (abateri mari de la valoarea statistică medie a trasatului) sunt observate într-un număr relativ mic de indivizi. În majoritatea persoanelor, caracteristica în cauză nu este foarte diferită de valoarea medie. Exemple de variabilitate continuă sunt modificările în masă sau în lungime, precum și forma corpului. Variabilitatea continuă se datorează în mare măsură influenței asupra fenotipului mediului extern.
Trimiteți-le prietenilor: