Гендер дрейфі

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Гендер дрейфі

Гендер дрейфі - әдетте, популяцияның тұқым қуалаушылық өзгергіштігінің төмендеуіне әкеліп соғатын кездейсоқ факторлардың ықпалымен популяцияның бір қатар ұрпағында аллельдің гендердің жиілігінің бағытталмаған өзгеру құбылысы.

Гендер дрейфі

Гендер дрейфі - кездейсоқ факторлардың әсерінен бірнеше ұрпақтар бойы популяцияда аллельді гендер жиілілігінің бағытталмаған өзгеруі, әдетте, ол популяцияда тұқым қуалау өзгеруінің төмендеуіне әкеледі.

Гендер дрейфі механизмінің мәнісі мыналардан тұрады. Популяцияның көбею үдерісінде жыныс жасушалары - гаметалардың үлкен саны түзіледі. Бұл гаметалардың көп бөлігі зиготаларды қалыптастырмайды. Сонда популяциядағы жаңа ұрпақ зиготалар түзе алатын гаметаларды іріктеуімен қалыптасады. Бұл жағдайда алдыңғы ұрпаққа қарағанда аллельдер жиілілігі өзгеруі мүмкін. Теория бойынша мінсіз популяцияда гендердің таралуы ұрпақтан ұрпаққа тұрақты болып келеді. Мәселен, популяцияда биікке өсудің гендері бар «немере» өсімдіктердің саны, осы генге ие болған ата-аналарының санына тең болады. Алайда, шындықта жағдай өзгеше. Кездейсоқ жағдайларға байланысты гендердің таралуы ұрпақтан ұрпаққа өзгеріп отырады - бұл құбылыс «гендер дрейфі» деп аталады.

Гендер дрейфінің пайда болуы

Гендер дрейфі дүлей апат (ормандағы өрт, су тасқаны және т. с. с. ) кезінде популяция санының күрт төмендеуінде, зиянды жәндіктердің таралып кетуіне, эпитозияның дамуында көрініс табады. Гендер дрейфінің әсеріндегі популяциялардың генетикалық құрылымдары өзгеруінің ерекше қасиеті - гомозиготалылықтың өсуі. Бұл үдеріс популяция саны төмендеген сайын керісінше өседі. Өсу популяцияларда жақын туыстық будандастырудың әсерінен пайда болады. Жеке гендердің жиілілік саны кездейсоқ ауытқудың нәтижесінде бір аллельдердің бекітілуі мен басқаларының жоғалуы болады. Гомозиготалы формалардың кейбіреулері ортаның жаңа жағдайларында бағалы болуы мүмкін. Олар популяция санының кейінгі өсуі кезінде кеңінен таралуы мүмкін. Өткізілген тәжірибелерге сәйкес, көлемі бойынша шағын популяцияларда да гендер динамикасындағы белгілеуші рольді табиғи сұрыптау атқарады. Нәруыздар бойынша кең ауқымды полиморфизм байқалғанда популяцияның генетикалық жақтан өзгеру жылдамдығына табиғи сұрыптау емес, кездейсоқ факторлар әсер ететіндіктерін көп авторлар көрсеткен болатын.

Табиғатта сұрыптаумен қатар немесе сұрыптаусыз гендер дрейфінің нәтижелі болуына популяция саны орайлы әсерін беретін үш жағдай кездеседі:

1) популяциялық жүйе саны үнемі жоғары емес оқшауланған колониялар қатарынан тұрады;

2) популяция саны көлемді, бірақ кезеңді түрде күрт төмендеп, аман қалған бірнеше дарақтың арқасында қайта қалпына келеді;

3) ірі популяция оқшауланған жаңа колонияларға бастама береді, оның әрқайсысы бір немесе бірнеше негізін қалаушы дарақтардан пайда болады.

Жаңа колониялар бірінші ұрпақтарында популяцияның саны аз болып, кейіннен оның көлемі өсуі мүмкін. Егер гендер дрейфі нәтижелі болса, колониялардың өзгеруі келесідей ерекше қасиеттерге ие болады:

Біріншіден, шағын колониялар - бірінші ұрпақтағы тұқымдас колониялар генетикалық жақтан біркелкі болулары қажет. Екіншіден, колониялардың арасында генетикалық белгілер бойынша елеулі өзгерістер байқалады. Бұл жергілікті нәсілдік дифференциация тұқымдас колонияларда анық көрінеді, бірақ шағын колониялардан дамитын ірі популяцияларда ғана ерекше байқалады.

Үшіншіден, колония аралық өзгеру заңдылықсыз және кездейсоқ сипатқа ие болады. Популяциялық жүйелердің колониялық құрылымы бар өсімдіктер тобының өзгеру сипаты толық зерттелді. Бұл топтардың кейбіреуінде өзгеру сипаты гендер дрейфінің нәтижелі әсерін байқауға мүмкіндік береді. Кездейсоқ жергілікті өзгеру еуропалық құрлық ұлуы (Cepaea nemoralis) кейбір популяциялық жүйелерінде байқалады.

Гендер дрейфі теориясы

Гендер дрейфі теориясын ХХ ғасырдың 40-шы жылдары американдық генетик ғалым С. Райт құрастырған болатын. С. Райт тәжірибе жүзінде шағын популяцияларда мутант аллельдің жиілілігі тез және кездейсоқ өзгеретіндігін дәлелдеді. Оның жасаған тәжірибесі өте қарапайым болды: жем салынған пробиркаларға ол дрозофил шыбындарының екі аналығы мен екі аталығын салды, олар гендері А гені бойынша гетерозиготалы болды (олардың генотиптерін Аа деп белгілеуге болады) . Осындай жасанды популяцияда қалыпты (А) және мутациялық (а) аллельдердің концентрациясы 50 % құрады. Бірнеше ұрпақтан кейін кейбір популяцияларда барлық дарақтар мутациялық аллель (а) бойынша гомозиготалы болып шықты, басқа популяцияларда ол мүлдем жойылып кетті, тағы біреулерінде гендердің қалыптысы да мутациялық гені де сақталып қалды. Мутациялық дарақтардың өміршеңдігі төмендегенмен, табиғи сұрыптауға қарамастан, кейбір популяцияларда мутациялық аллель толықтай қалыпты аллельді ығыстырып шығарды. Бұл кездейсоқ үдеріс - гендер дрейфінің нәтижесі болып табылады. Гендер дрейфінің басқа да мысалдары бар. Аллельдері қатаң белгілі таралатын, ірі көбейетін популяцияны қарастырайық. Осы популяцияның бір бөлігі, белгілі бір себептерге байланысты бөлініп, өзінің қауымдастығын құрады деп елестетейік. Субпопуляцияда гендердің таралуы, үлкен топқа тән емес болуы мүмкін. Дегенмен, осы кезден бастап субпопуляцияда дәл осындай тән емес таралу байқалатын болады. Бұл құбылыс Майр ұсынған «аллельді гендер жиілігінің кездейсоқ өзгеру әсері» деп аталады.

Ареалдың тарылу әсері

Осыған ұқсас гендер дрейфінің түрін «ареалдың тарылу әсері» деп аталатын құбылыс мысалында көре аламыз. Белгілі бір себептен популяция саны күрт төмендесе табиғи сұрыптауға қатысы жоқ күштердің әсерінен (мысалы, құрғақшылық немесе жыртқыштар санының көбеюі) индивидуумдардың едәуір саны жоғалады. Ареалдың тарылу әсерінен кейін популяция қайта жандана бастағанда, бастапқы популяция тән ген емес, кездейсоқ аман қалған жеке дараларға тән гендер сақталады.

Тәжірибенің салдары

XIX ғасырдың аяғында аңшылықтың дамуына байланысты солтүстік теңіз пілдері түгелдей қырылды. Қазіргі таңда бұл жануарлардың популяциясы өз санын қалпына келтіріп, олардың бойларында басқа да генетикалық белгілер табылды. Антропологтардың айтуынша, заманауи адамдар ареалдың тарылу әсері алғаш рет 100 000 жыл бұрын бастарынан кешкен болатын, сол себепті адамдар генетикалық жақтан бір-біріне ұқсас болып келеді. Тіпті Африка ормандарында мекендейтін гориллалардың адамға қарағанда көптеген генетикалық белгілері бар. Жер шарының түрлі бөліктерін мекендейтіндердің арасында гендік ұқсастықтың болуы да осы гендер дрейфіне байланысты болуы әбден мүмкін. Генетикалық тепе-теңдікті ұстау үшін, дарақтардың бір бөлігі басқа жерлерге көшуі нәтижесінде популяция генофонды гендерін жоғалтпау қажет. Басқа популяциялардан әкелінетін гендер де енбеуі керек. Табиғи жағдайда кейбір түрлердің популяциялары бір-бірінен алшақ болғандықтан гендер миграциясының әсеріне тап болмайды. Басқа жағдайларда көршілес популяциялармен будандастыру едәуір гендердің алмасуына әкелуі мүмкін. Популяцияға жаңа гендер еніп, оның генетикалық алмасуы өседі. Осы түр мен жеке популяцияның дамуы үшін бұл орасан зор маңызға ие.

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. 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. Табиғи жағдайда әртүрлі организмдер санының оқтын-оқтын ауытқып отыруы өте кең тараған құбылыс. Популяцияны құрайтын дарабастар санының ауытқуы популяциялық толқын деп аталады. Популяция толқыны гендер дрейфінің басты себептерінің бірі болып есептелінеді. Гендер дрейфінің екі түрін атауға болады: негіздеуші әсері және «бөтелке мойыны». Аллельдер жиілігінің кездейсоқ өзгеруі негіздеуші әсерінен болатындығы сияқты, популяция эволюция процесінде аз сандылыққа айналған жағдайда да пайда бола алады. Мұндай құбылыс «бөтелке мойыны» деп аталады. Популяция тарихындағы кезеңдер: 1. Алғашқыда популяция санының көптігінің, қоршаған ортаның қолайлы факторлары және өмір сүру ареалының кеңдігі арқасында жоғары генетикалық алуантүрлілікке ие. 2. Климаттық немесе басқа да өмір сүру жағдайлары қолайсыздана бастағанда популяция саны шұғыл кысқарып оның толық жойылу қаупі туады. 3. Кейіннен мұндай популяция өз санын қайта қалпына келтіруі мүмкін, алайда гендердің дрейфі салдарынан аллельдердің жиілігі өзгереді және ол өзгерістер келесі ұрпақтарда сақталады. Бөтелке мойын» эффектісі атауы популяция санын көрсетудің әдістерінің бірі. Егер схема түрінде популяция санын бір мезгілде эллипс түрінде бейнелесе, ал санын келесі уақытта тура солай, бірақ пропорцинальды көлемін бірінші бейнеден жоғары қылса, онда популяция санының кенеттен төмендеуі - бөтелкенің мойны сияқты көрінеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.