Факторы, влияющие на генетические процессы в популяциях

изменение частот аллелей и генотипов возможно не только вследствие отбора, но и в результате мутаций, миграций особей, случайного дрейфа генов, изоляции, избирательного (ассоциативного) скрещивания. Все эти факторы = факторы динамики популяций.

Отбор

1) осн. теорема естественного отбора (Фишер, 1930): скорость увеличения приспособленности к-л популяции в любой отрезок времени равна её генетической изменчивости по приспособленности в это же время (только для варьирования одного локуса при определенных условиях среды)

2) естественный отбор, действует в зависимости от приспособленности

отбор: стабилизирующий, рассекающий (дизруптивный), направленный (движущий), дестабилизирующий (при одомашнивании)

Мутационный процесс

Основа возникновенияегетерогенности популяций, из-за него длительно не м. существовать чистые линии (гомозиготы). М. прцесс сам по себе недостаточен для распространения рецессивной мутации.

Поток генов

Обмен генами между популяциями, миграция изменяет частоты аллелей быстрее, чем мутация. Похож на мутационный процесс.

Дрейф генов

Следующее поколение = ВЫБОРКА из предыдущего.

Инбридинг

Следствия: повышение гомозиготности, проявление рецессивных аллелей, инбердная репрессия (ослабление особей при отрицательном эффекте рецессивных аллелей), повышение фенотипической изменчивости вследствие выхода в гомозиготу многих аллелей

Изоляция

Генетические факторы изоляции: полиплоидия, хромосомные перестройки, ядерно-цитоплазматическая несовместимость, несовместимость экспрессии отдельных генов вследствие их мутационных изменений. => освоение новых экологических ниш, видообразование.

Взаимодействие м. этими факторами недостаточно изучено.

Генофонд — понятие из популяционной генетики, описывающее совокупность всех генных вариаций (аллелей) определённой популяции. Популяция располагает всеми своими аллелями для оптимального приспособления к окружающей среде. Можно также говорить о едином генофонде вида, так как между разными популяциями вида происходит обмен генами.

 

Вопрос 22

Мутационная и модификационная изменчивость.

Мутационная изменчивость. Это часть наследственной изменчивости. Наследственная изм. – это способность к изменению самого генетического материала. М.и. Это возниконовение новых вариантов дискретных единиц генетического материала. Прежде всего новых аллелей. Мутация -это явление скачкообразного, прерывистого изменения наследственного признака. Мутации – это наследуемые изменения генетического материала.

Положения мутационной теории:

1) мутации возникают внезапно как дискретные изменения признаков.

2) новые формы устойчивы

3) В отличие от ненаследственных изменений, мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг какого-либо среднего типа. Они представляют собой качественные изменения.

4) мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными так и вредныи

5) вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

6) сходные мутации могут возникать неоднократно. (Г. Де Фриз.)

В классификации, основанной на размерах сегментов генома, подвергающихся преобразованиям, мутации разделяют на геномные, хромосомные и генные.

При геномных мутациях у организма-мутанта происходит внезапное изменение числа хромосом, кратное целому геному. Если через 2n обозначить число хромосом в исходном диплоидном геноме, то в результате геномной мутации, называемой полиплоидизацией, происходит образование полиплоидных организмов, геном которых представлен 4n, 6n и т.д. хромосомами. Различают аллополиплоидию, в результате которой происходит объединение при гибридизации целых неродственных геномов, и аутополиплоидию, для которой характерно адекватное увеличение числа хромосом. При хромосомных мутациях происходят как изменение числа отдельных хромосом в геноме (анеуплоидия), так и крупные перестройки структуры отдельных хромосом. Последние, получили название хромосомных аберраций. В этом случае наблюдаются потеря (делеции) или удвоение части (дупликации) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсии), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокации) (крайний случай - объединение целых хромосом). Генные мутации встречаются наиболее часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. Если под действием мутации изменяется один нуклеотид, говорят о точковых мутациях. Точковые мутации с заменой оснований разделяют на два класса: транзиции (замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин) и трансверсии (замена пурина на пиримидин или наоборот). По влиянию на экспрессию генов мутации разделяют на две категории: мутации типа замен пар оснований и типа сдвига рамки считывания (frameshift). Последние представляют собой делеции или вставки нуклеотидов, число которых не кратно трем, что связано с триплетностью генетического кода. Первичную мутацию иногда называют прямой мутацией, а мутацию, восстанавливающую исходную структуру гена, - обратной мутацией, или реверсией. Возврат к исходному фенотипу у мутантного организма вследствие восстановления функции мутантного гена нередко происходит не за счет истинной реверсии, а вследствие мутации в другой части того же самого гена или даже другого неаллельного гена. В этом случае возвратную мутацию называют супрессорной. Модификационная изменчивость – ненаследственная изменчивость. Определенные типы модификаций возникают только у организмов определенного генотипа. Следовательно, способность к модификациям наследуется и характеризует генетически заданную норму реакции. Возможность модификации определяется генотипом и реализуется при соответствующих изменениях внешней среды. 1)адаптивные модификации те не наследуемые изменения, полезные для организма и способствующие его выживанию при изменившихся условиях. (например загар на коже человека). А.м. это реакция клеток и организма на изменение условий среды, которые неоднократно действовали на организм в ходе эволюции. Все они – в пределах нормы реакции, заданной генотипом. Модификации прекращаются, как только прекращается действие агента, их вызвавшего. Также есть морфозы и фенокопии, к кот это не относится. Морфоз – случается при интенсивном действии многих агентов, ненаследуемое изменение, случайные по отношению к воздействию. Чаще всего это отклонения от стандартного фенотипа. Фенотипическая супрессия. Cупрессия, проявляющаяся вне этапов считывания генетической информации, например, на уровне трансляции; Модификации – результат изменения действия генов. Адаптивные модификации дают организму шанс выжить в изменчивой окружающей среде и оставить потомство.