АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦІЙ

Читайте также:
  1. Генетика бактерий
  2. ГЕНЕТИКА ПІДЛОГИ. СПАДКУВАННЯ, ЗЧЕПЛЕНЕ З ПІДЛОГОЮ
  3. Генетика поведения
  4. Генетика пола и наследование признаков, сцепленных с полом.
  5. Генетика пола.Наследование признаков сцепленных с полом.
  6. ГЕНЕТИКА ПРОКАРИОТ
  7. Генетика человека.
  8. Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Основные генетические понятия
  9. ГЕНЕТИКА. МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
  10. Для блока «Генетика»
  11. Завдання популяційної екології. Популяції, їх типи

Згадаєте!Що таке популяція?

Генетика популяцій- це розділ генетики, що вивчає генетичну структуру природних популяцій, а також генетичні процеси, що відбуваються в них. Вона має виняткове значення для розвитку еволюційної теорії: її дослідженнями встановлено, що популяція є не тільки одиницею виду, але й еволюції, оскільки в ній відбуваються всі еволюційні процеси, про які ви довідаєтеся пізніше.

Дослідження в області генетики популяцій були початі російським генетиком С.С. Четвериковим(1880-1959) в 20-х роках XX ст.; в Україні ці дослідження проводили СМ. Гершензон і його співробітники.

Генетична структура популяцій.Оскільки популяція складається з особин одного виду, то вони мають однаковий набір генів. Але ви вже знаєте, що будь-який ген може бути представлений різними аллелями, кількість яких може бути значним. Таким чином, популяція - це сукупність неоднорідних у генетичному відношенні особин, що відрізняються різними станами спадкоємних ознак. Тому різні популяції одного виду відрізняються частотами зустрічальності тих або інших аллельных генів і їхніх сполучень. Сукупність всіх аллель-ных генів особин популяції називають генофондом. До изменени-

ям генофонду (генетичної структури) популяцій можуть приводити різні фактори: відсутність або обмеженість вільного схрещування між особинами; інтенсивні міграції особин з різними варіантами сполучень аллелей з однієї популяції в іншу. Як правило, генетична структура популяцій є результатом спільної дії цих факторів. Але залежно від конкретних умов відносна роль кожного з них може бути різної.

Особливу роль у формуванні генетичної структури популяцій грають рецессивные мутації. Хромосоми, у яких вони виникли, у результаті послідовних схрещувань можуть поступово поширюватися серед особин популяції. У гетерозиготному стані такі рецессивные мутації у фенотипі не проявляються й майже не впливають на життєздатність особин. Коли частота зустрічальності цих мутацій зростає, зростає й імовірність схрещування між собою особин, що несуть їх. У цих випадках мутантні рецессивные аллели можуть перейти в гомозиготний стан і виявитися у фенотипі. Якщо мутантні аллели виявляться шкідливими для життєздатності несучих їхніх особин, то можуть викликати їхня загибель ще до настання здатності до розмноження; якщо - нейтральними або сприятливими, то вони можуть зберігатися й частота їхньої зустрічальності може зрости. Таким чином, на думку И. И. Шмальгаузена (мал. 1), рецессивные мутації - це резерв спадкоємної мінливості популяцій.



Кожний біологічний вид має унікальний генофонд. Тому однієї з найбільш актуальних проблем, що коштують перед людством, є охорона генофонду природних популяцій організмів всіх видів.

Закон Харди-Вайнберга.Одне із завдань популяционной генетики - з'ясування закономірностей розподілу аллельных генів у популяції. Цю проблему досліджували англійський учений Годфри Харолд Харди (1877-1947) і німецький - Вільгельм Вайнберг (1862-1937). Вони прийшли до висновку, що в численній популяції, особині якої вільно схрещуються між собою й де відсутнє вплив будь-якого зовнішнього фактора на певні сполучення аллелей, не виникають нові мутації, не відбувається обмін генетичною інформацією з іншими популяціями шляхом міграції особин, частоти зустрічальності аллелей і їхніх сполучень стабілізуються протягом зміни декількох поколінь і залишаються постійними тривалий час. Інакше кажучи, відповідно до закону Харди—Вайнберга,при стабільних умовах навколишнього середовища, частоти зустрічальності аллелей у досить численній популяції, що складається з вільно перехресних між собою особин і ізольованих від інших, залишаються відносно постійними протягом тривалого періоду.

М. Хар'ди й В. Вайнберг запропонували формулу, що описує розподіл частот аллелей і їхніх сполучень у популяції (отвечающей перерахованим вище умовам) по одній парі аллель-ных генів (А - а). Її використають як найпростішу модель, вихідну для подальших популяційно-генетичних досліджень.

Розглянемо, як аллели А и а будуть розподілятися в популяції. Оскільки кожна з гамет несе тільки одну з аллелей, те частота зустрічальності кожної аллели дорівнює частоті зустрічальності гамет, що несуть цю аллель. Частоту зустрічальності домінантної аллели А позначимо латинською буквою р, а рецессивной - q. Співвідношення генотипів нащадків у популяції наведено в таблиці:

‡агрузка...

З таблиці видно, що розподіл у популяції генотипів нащадків відбувається відповідно до формули Xарди-Вайнберга: Р2АА + 2 р2АА + q2aa = 1 (тобто 100%), або в скороченому варіанті - (рА + qa)2= 1. Оскільки ми допустили, що існують усього два аллели певні гени, то можемо також записати, що рА + qa = 1. Таким чином, ми одержали систему із двох рівнянь, за допомогою яких можна визначити частоти зустрічальності в популяції обох аллелей і різні класи генотипів нащадків:

Звідси треба, що в численній популяції, де особини можуть вільно схрещуватися між собою, різні класи генотипів нащадків будуть зустрічатися з такою ж частотою, як і в батьківських форм, а їхній розподіл здійснюється відповідно до формули Харди-Вайнберга. Рівновага між частотами зустрічальності різних класів генотипів нащадків зберігається й у випадку, коли певний ген представлений не двома, а більшою кількістю аллелей.

Популяцій, що відповідають всім перерахованим вище вимогам, у природі звичайно ж не існує. Однак дослідження показали, що найбільше істотно на розподіл частот зустрічальності аллельных генів впливає відсутність вільного схрещування. Якщо ж популяція досить численна й відбувається вільне схрещування між окремими особинами, то реальний розподіл частот зустрічальності аллельных генів буде близько до очікуваного теоретично, відповідно до формули Харди-Вайнберга.

Якщо ж у популяції відсутнє вільне схрещування, то розподіл частот зустрічальності аллельных генів буде значно відхилятися від очікуваного теоретично. Наприклад, у популяціях самопильних рослин з кожним поколінням буде збільшуватися відсоток гомозигот по даному гені й уже в 10-м поколінні гомозиготность може досягти 99,9%. Порушення гомозиготности в цьому випадку можливо лише за рахунок виникнення мутацій. Іноді в популяціях схрещуються особини тільки з подібними або, навпаки, тільки з різними генотипами, що також буде впливати на розподіл частот зустрічальності різних класів генотипів серед нащадків.

Дрейф генів.Однієї із причин змін генетичної структури популяцій є дрейф (від голл. дрипвен - плавати) генів - випадкова й ненаправлена зміна частот зустрічальності аллелей і їхнього сполучень у популяції. Найбільше чітко це проявляється в нечисленних популяціях через обмеження волі схрещування при розмноженні. І, навпаки, чим більше численна популяція організмів, тим менш значна роль дрейфу генів у зміні частот зустрічальності аллелей.

Явище дрейфу генів вивчав американський генетик Сьюалл Райт (1889-1988). У кілька пробірок з живильним він середовищем помістив по двох самця й дві самки дрозофіл, гетерозиготних по певному гені (позначимо їхній генотип Аа). Таким чином, у цих штучних мікропопуляціях частота зустрічальності обох аллелей рівнялася 50%. Через певний час, за яке змінилося кілька поколінь дрозофіл, виявилося, що в одних мікропопуляціях всі особини стали гомозиготними по домінантної аллели, в інші - по рецессивной, а в деяких збереглися обидві аллели, але співвідношення частот їхньої зустрічальності вже відрізнялося від спостережуваного на початку експерименту. Цей досвід показав, що в нечисленних популяціях частоти зустрічальності аллелей і їхніх сполучень можуть змінюватися різко й ненаправленно. При цьому тривалий час у популяції може зберігатися му-тантная аллель, незважаючи на те, що вона знижує пристосованість особин до умов середовища перебування.

Однієї із причин дрейфу генів є популяционные хвилі (або хвилі життя) - періодичні коливання чисельності особин популяції. Це явище одним з перших досліджував С.С. Четвериков.

Одним з наслідків дрейфу генів у нечисленних популяціях є збільшення частоти зустрічальності гомозигот, обумовлене зростанням імовірності близкородственного схрещування між особинами популяції. Завдяки попу-ляционным хвилям може швидко зростати частота зустрічальності одних аллелей, тоді як інші можуть бути втрачені повністю. Таким чином, популяції, що мали споконвічно подібну генетичну структуру, згодом можуть розрізнятися всі

більше й більш незалежно від характеру змін умов середовища перебування.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.017 сек.)