ГЕНДЕР ДРЕЙФІ

ПОПУЛЯЦИЯЛАР ГЕНЕТИКАСЫ ЖӘНЕ ЭВОЛЮЦИЯНЫҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

Қаржанбай Азиза, Медеуова Зере, Өркен Айсулу, Өмірбек Қазыбек, Смаханбетова Оксана, Минан Гүлнұр

Популяция-белгілі бір диапазонда (аумақта) тұратын және бір-бірімен араласу мүмкіндігі бар ұрпақтардың көп саны ішінде белгілі бір түрдің дарақтарының жиынтығы (тобы) .

Мұнда жануарлардың жеке популяциялары тұрады

С. С. Четвериков (КСРО), Р. Фишер және Дж. Халдан (Ұлыбритания), С. Райт (АҚШ) . Ф. Г. Добржанскийдың жұмыстары

Популяциялық биология және генетикадағы алғашқы жұмыс:

Ф. Г. Добржанскийдің қанқыздарға географиялық және популяция ішілік өзгергіштігін зерттеу жұмысы

Популяция - белгілі бір аумақты (территорияны) мекендейтін және бір-бірімен шағылысу мүмкіндігі бар көптеген ұрпақтар үшін белгілі бір түрдегі даралар жиынтығы (тобы) .

Шығу тегі (туыстық), тұқымдастығы (будандануы) және ортақ территориясы бойынша туысқан даралар қауымы.

Генофонд - популяцияның барлық дараларының генотиптерінің жиынтығы

Популяция эволюциялық процестің бірлігі болып табылады. Эволюция популяциядан басталады.

Популяциялық генетика популяциялардағы генетикалық әртүрлілікті және оның уақыт бойынша (бірнеше ұрпақта) және кеңістікте (ареалдың әртүрлі бөліктерінде) қандай заңдылықтарға сәйкес өзгеретінін зерттейді.

Харди-Вайнберг заңы

Популяцияның генетикалық біртұтастығы олардың кең көлемді панмиксиясымен байланысты, яғни популяция даралары өзара еркін будандасады. Популяция генофондында белгілі жағдайларда әртүрлі аллельдерден тұратын генотиптер мөлшері ұрпақтан-ұрпаққа тұрақты болады. Ол Г. Харди - В. Вайнберг заңы арқылы сипатталады. 1908 жылы ағылшын математигі Г. Харди және неміс дәрігері В. Вайнберг панмикстік популяциялардағы генетикалық үдерістерді сипаттап жазды. Оны Харди-Вайнберг заңы деп атады.

Харди-Вайнберг заңы төмендегі шарттар орындалған жағдайларда байқалады:

Даралардың бір-бірімен еркін будандасуы керек(панмиксия) ;

Популяцияларда сұрыптау, яғни сұрыптаудың салдарынан гендер жойылып кетпеуі керек;

Миграция салдарынан жаңа гендер келіп енбеуі қажет;

Популяция көлемі шексіз ірі, яғни даралар саны өте көп болуы қажет.

Харди-Вайнберг заңының 3 қағидасы бар:

1 . Нақтылы популяциядағы бір геннің жиілігінің жиынтығы тұрақты болады. Популяцияның генотиптер не аллельдер жиілігі деп процент мөлгерімен белгіленетін осы генотипке ие аллельдер не даралар жиынтығын айтамыз. Егер популяциядағы доминатты аллельдің “А” жиілігінің жиынтығын р деп, ал рецессивті аллельдің “а” жиілігінің жиынтығын q деп белгілесек, онда p+q=1, яғни 100% тең. Бірақ доминатты және рецессивті аллельдердің саны тепе-тең болмауы керек. Доминатты аллель 60%, рецессивті аллель 40 % немесе 90 % және 10 %, т. с болуы мүмкін.

2 . Нақтылы популяцияда бір аллельдің генотиптер жиілігінің жиынтығы тұрақты және Ньютон биномының жойылу заңына сәйкес болады. P2 + 2pq + q2 = 1 . P2 - АА генотипінің жиынтығы. 2pq - гетерезиготалы генотиптер жиынтығы; q2 - рецессивті гомозиготалы генотиптер жиынтығы.

3 . Тепе-тең популяцияларда гендердің және генотиптердің жиілігі ұрпақатр жалғасында динамикалық тепе-тең күйінде болады.

Харди - Вайнберг заңы популяциялардың генетикалық тұрақтылық жағдайларын сипаттайды. Бірнеше ұрпақтар бойына генефондтары өзгермей, тұрақты болып келетін популяцияларды Мендель популяциялары деп атайды. Мендель популяциялары эволюция құбылысынан тыс қалып отырады, себебі табиғи сұрыптау болмайды. Харди-Вайнберг заңында популяциялардың генофондтарын өзгертетін жағдайлар келтірілген. Популяция генофондының өзгеруіне алып келетін құбылыстар мен оқиғаларды эволюциялық факторлар деп атаймыз.

Эволюциялық факторларға мыналар жатады:

1) мутациялық процесс;

2) популяциялық толқындар;

3) оқшаулану;

4) миграция(гендер ағыны) ;

5) гендер дрейфі;

6) табиғи сұрыптау.

Гендер дрейфі

Гендер дрейфі (шайқалуы) немесе генетикалық автоматты процестер популяциядағы аллельдер жиілігіне әсер етеді. Бұл құбылысты 1931 жылы бір-біріне байланыссыз түрде бұрынғы Кеңес одағында Н. П. Дубинин мен Д. Д. Ромашов және Англияда С. Райт анықтады. Гендер дрейфі дегеніміз кездейсоқ себептерден, мысалы, популяция санының азаюына байланысты болатын, келесі ұрпақтарда қайталанып отыратын аллельдер жиілігінің өзгерісі. Гендер дрейфінің мәні популяция мөлшерінің генотиптік құрылымына әсер ете алатындығында, популяцияның саны күрт өзгерген жағдайда, мысалы қыста қатты суық болғанда, дарабастар жаппай қырылған кезде, кездейсоқ себептермен сирек кездесетін кейбір ауытқуларды алып жүретіндері сақталып қалуы мүмкін. Олар популяция санының одан ары қарай артуы үшін бастама болып табылады және дарабастардың сыртқы ортаға кеңінен таралып бейімделуіне ықпал етеді.

Миграция

Табиғи популяциялар, әсіресе адам популяциялары, еш уақытта да абсолютті оңашаланбайды. Популяциялар арасында үнемі миграциялық (көші-қон) үдерістер орын алып отырады. Бұл, популяциялардың генетикалық өзгеріштігін күшейтеді және гендер жиілігінің өзгеруіне алып келеді. Осылайша, миграция (көші-қон) өз эффекттері бойынша гендер дрейфіне қарама қарсы әсер етеді.

Миграция және тиесілі гендер ағыны кейде бір бағытта жүруі мүмкін. Мысалы, ХIII-XIY ғасырларда көптеген еуропа елдерін монголдар жаулап алғанда, гендер ағыны шығыстан батысқа қарай бағытталған. Қазіргі кезде байқалатын В(III) қан тобының Еуропа елдеріндегі жиілік градиенті, яғни Азиялықтардағы 25% жиіліктің бірте-бірте азайып Францияда, Скандинавия елдерінде 10-%-ға дейін төмендеуі осының айғағы болуы мүмкін.

Генетикалық полиморфизм

Популяцияларда ұзақ уақыт тепе-теңдік күйінде болып, мөлшері жағынан ең сирек кездесетін генотиптен 1%-дан артық болатын бірнеше генотиптің кездесуін генетикалық полиморфизм деп атаймыз. Генетикалық полиморфизм мутациялар және комбинативтік өзгергіштік салдарынан түзіледі және табиғи сұрыптау арқылы бірқалыпты деңгейде сақталынады. Оның 2 түрі бар:

1. Адаптациялық полиморфизм.

2. Балансты немесе гетерозиготалы полиморфизм.

Заңды түрде өзгеріп отыратын ортада сұрыптау әр түрлі генотиптерге қолайлы болатын болса адаптациялық полиморфизм түзіледі. Мысалы, екі нүктелі қанқызының популяциясында күздің ақырында қара түсті қоңыздар, ал көктемде қызыл түсті қоңыздар басым болады. Мұның себебі қызыл түсті қоңыздар суыққа шыдамды болса, қара түсті қоңыздар жаздың күні жедел көбейе алады.

Егер сұрыптау рецессивті және доминантты гомозиготалыларға қарағанда гетерозиготалыларға қолайлы болатын болса, онда балансты полиморфизм қалыптасады. Мысалы, жеміс шыбынының жасанды популяциясында алғаш мутантты қара денелі (рецессивті) шыбындар басым болып, шамалы уақыттан кейін қара денелілердің саны азайып, 10 пайыз мөлшеріне жетіптоқтаған.

Адаптациялық полиморфизм

Балансты полиморфизм

Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі ағзалардың өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады