Модификациялық өзгергіштіктің статистикалық заңдылықтары

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

«Сайрам» медициналық колледжі

сөж

Тақырыбы: Өзгергіштік

Орындаған: Бердиева Ақмарал

Тобы: АГ-22-07к

Қабылдаған: Нұржанова Алия

Шымкент 2007ж

Жоспар

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

Модификациялық өзгергіштік
Модификациялық өзгергіштіктің статистикалық заңдылықтары.

3. Мутациялық өзгергіштік

4. Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі гомологтық қатарлар заңы.

МОДИФИКАЦИЯЛЫҚ ӨЗГЕРГІШТІК

Модификация - генотиптің өзгеруіне байланыссыз сыртқы орта жағдайларының әсерінен болған ағза фенотипіндегі белгілердін өзгеруі. Өзгергіштіктің бұл типі тұқым қуаламайды. Бұл өзгергіштіктің эволюциядағы маңызы зор, себебі ағза өзгерген ортаға сай бейімделетіндігі баршамызға белгілі.

Модификацияның «ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштік» деп аталатын категориясы болады. Н. И. Вавилов ұзаққа созылған модификацияның болу себептерін және оның типтерін зерттеуге көп көңіл бөлген. Ол ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштік біртіндеп мутациялық өзгергіштікке айналуы мүмкін деген қорытынды жасады.

Н. И. Вавиловтың осы пікірі көптеген ғалымдардың әр түрлі объектілерге жасаған тәжірибелері арқылы дәлелденді. Мысалы, қарапайымдарды, бунақденелілерді, дрозофила шыбынын және жоғары сатылы өсімдіктерді қолайсыз температурада, улы заттар, жоғары қанықпалы иондармен, т. б. әсер етіп өсіргенде, ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштік алынған.

66. Ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштік.

Сол сияқты фенотиптік өзгергіштік алу мақсатында Абай атындағы Алматы Мемлекеттік университетінің ғалымдары М. Зияров және басқалар он жыл бойында тәжірибе жасады. Осы тәжірибелердің нәтижесінде бидай өсімдігінің ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштігін алды. Бұл өзгергіштікті алу үшін жаздық бидайдың 6 іріктемесін Қазақстандық-126, Эритросперум - 841, Псевдотурцикум - 2115, Қожа бидай, Мелянопус - 1932, Велютинум - 303 алып, 8 жыл бойы жылыханада өсірген. Әр түрлі жағдайлармен әсер ете отырып жүргізілген көпжылдық тәжірибенің нәтижесі, осы өзгергіштіктің (ұзаққа созылған модификация) пайда болуына әсерін тигізді 66, ұзаққа созылған модификация терминін 1921 жылы В. Иоллас ұсынды. Иолластың зерттеулері бойынша сыртқы ортаның қолайсыз әсерінен ағзада пайда болған өзгерістер көптеген жануарларда, аналық сала бойынша бірнеше ұрпақ бойы тұқым қуалаған.

Гофман 1927 жылы, Сонеборн 1943 жылы Phaseolas vilgaris өсімдігін 0, 75% хлоргидрат ерітіндісімен әсер ету арқылы алынған жапырақ пішінінің өзгергіштігі алтыншы ұрпаққа дейін тұқым қуалаған. Ұзаққа созылған модификациялық өзгергіштіктің аналық сала бойынша ұрпақтан-ұрпаққа берілуі хромосомалардан тыс орналасқан құрамдас бөлігіне байланысты екендігін дәлелдей түседі.

Сыртқы орта жағдайларының әсеріне ағзаның белгілері түрліше жауап қайтарады. Ағзаның кейбіреулері орта жағдайының әсеріне тез бейімделеді немесе езгереді. Кейбіреулері аздап өзгереді, үшіншілері тіпті іс жүзінде өзгермейді деуге болады. Мысалы: жем-шөпті мол беріп, қораны жылы ұстап, уақтылы суарып отырса, ірі қара сүтті мол береді, сонымен қатар оның еттілігі де артады. Ал, күтімді қалай жақсартса да жүннің түсі өзгермейді. Әйтсе де, температурамен әсер ету арқылы ғалымдар, ақкіс және үй-қояндардың құлағы мен құйрығының ұшындағы және жотасындағы жүнінің түсі өзгеретіндігін дәлелдеген.

67. Лавршие жапырақтарының өзгермелі нұсқа қатары

(жапырақ ұзындығы арқылы көрсетілген) .

Мұның өзі жануарлардың кейбір тұқым қуалау белгілері сыртқы орта жағдайының өзгеруіне байланысты екендігін дәлелдейді. Яғни гевдер мен генотип әрекетінің білінуі орта жағдайларына тәуелді. Орта жағдайының өзгеруіне байланысты модификациялық өзгергіштіктің шегі де әр түрлі болады. Бөлгінің модификациялық өзгергіштік шегі реакция мөлшері деп аталады. Ендеше, сүттілік белгі реакция мөлшерінің өте көлемдісіне, жүннің реңі - тар көлемдіге жатады.

Модификациялық өзгергіштіктің статистикалық заңдылықтары. Ағзаның белгілері сыртқы ортаның әр түрлі жағдайының әсеріне өте сезімтал келеді. Өсімдіктердің кейбір белгілері тез өзгереді. Оған өсімдіктердің бойы, түсімділігі, жапырақтарының пішіндері, гүлінің түсі, бидай масағындағы масақшалар санының өзгеруі, т. б. дәлел бола алады. Егер бір ағаштың бірнеше жапырағын алып, ұзынынан және көлденеңінен өлшесе, сәйкес келетін жапырақтар кемде-кем. Бұл табиғи зандылық, себебі, күннің түсуі, тамырға судың сіңірілуі, өсімдік тұқымының себілу тереңдігі әр түрлі болады. Мұндай өзгерістер модификациялық өзгергіштіктің статистикалық заңдылығы арқылы түсіндіріледі. Оған мынадай қарапайым мысалдар келтірейік. Лавршие жапырағын ұзындығының артуы бойынша қатар-қатар орналастырса, онда жеке нұсқалардан тұратын белгілердін өзгергіштік қатары шығады. Мұнда жапырақтың ортаңғы нұсқа кездесу жиілігі басым, ал екі шеткі нұсқа кездесу жиілігі кем екені суретген көрініп тұр 67.

Немесе бидай өсімдігінен 100 масақ алып, әрбір масақтағы масақшалар санының өзгеруін есептесек, мынадай нұсқалар шығады - 14, 15, 16, 17, 18, т. б. Сонда әрбір бидай масағындағы масақшалар санының өзгеруіне байланысты жеке нұсқаларға орналастырсақ белгі өзгергіштігінің вариациялық қатары келіп шығады. Мұнда масақшаларының саны орташа 16 - 18 болып келетін масақтары жиі, ал масакшалар саны не кеп, не аз болып келетін масақтар сирек кездесетінін байкаймыз. Бір нұсқа мен екінші нұсқаның кездесу жиілігін мынадай кесте түрінде жазайық:

Масактағы масақшалар саны (V): Масактағы масақшалар саны (V)

14: 14

15: 15

16: 16

17: 17

18: 18

19: 19

20: 20

Масактағы масақшалар саны (V): Масакшалар санының кездесу жиілігі (Р) :

14: 2

15: 7

16: 22

17: 32

18: 24

19: 8

20: 5

Жалпы масақтар саны (п) - 100.

Нұсқалардын кездесу жиілігінің орташа арифметикалық шамасын мына формулаға сала отырып табамыз: . Мұнда М - орта шама, v - нұсқа, р - нұсқалардың кездесу жиілігі, - қосындысының белгісі және п - вариациялық қатардағы нұсқалардың жалпы санын білдіреді.

Осы формула бойынша жоғарыда аталған бидай масақшаларының вариациялық қатарының орташа шамасын есептеп шығарайық. Ол үшін әрбір нұсқаны өзінің кездесу жиілігіне көбейтіп жалпы масақтар санына бөлеміз. Сонда: М= 14x2+15x7+16x22+17x32+18x24+19x8+20x5= =17, 13-ке тең екен. Олай болса, осы көбейтінділердің барлығының қосындысы 1713-ке тең деп алып, оны алғашқыда алған нұсқа (вариант) қатарларының жалпы саны - 100-ге бөлсек, масақшалар санының орташа кездесу жиілігінің шамасы 17, 13-ке тең болатындығын 68-суреттен көріп отырмыз. Сонымен, вариациялар көлемін және жеке нұсқалардың кездесу жиілігін көрсететін белгі өзгергіштігінің графиктік бейнесін вариациялық қисық сызық деп атайды 68. Қорыта келгенде, бір ағаштан алынған жапырақтардың әр алуан болып келуі табиғи статистикалық заңдылық екенін, кез келген талдардың жапырақтарына жеке бақылаулар жүргізу арқылы көз жеткізуге болады.

Вариациялық қатардағы нұсқалардың (варианттардың) кездесу жиілігінің осылай әрқилы болып орналасуының толып жатқан себептері бар. Мұның негізгі себебі сыртқы ортанын (табиғи факторлардың) ағзаға тигізетін әсері болып табылады. Осының әсері болу керек, жерге себілген бидай тұқымдарынан дәл бірдей жағдайда дамыған екі тұқым табу қиынға соғады. Бұлай болу өзінен-өзі түсінікті де себебі, топыраққа тұқымның сіңірілу тереңдігі, оның физикалық қасиеттері, көршілес өсімдіктермен қарым-қатынасы және бәсекелестік, ылғал, жарық, т. б. көптеген факторлар түрліше әсер етеді, яғни осының бәрі фенотиптің өзгеруіне әсер етпей қоймайды. Осындай айналадағы орта жағдайлары алуан түрлі болған сайын, модификациялық өзгергіштіктің көлемі кеңейе түседі, ол көлемнің өзгеруі генотипке де тәуелді болады. Осындай өзгергіш белгіге модификациялық тұрғыдан сипаттама беру үшін, әр түрлі дараларды зерттеу арқылы вариациялық қисық сызық, сызу қажет, ол үшін зертханалық жұмыс жасау ұсынылады.

68. Бидай масағындағы масақшалар саиынын өзгермелі нұсқа қисық сызығы.

МУТАЦИЯЛЫҚ ӨЗГЕРГІШТІК

Мутациялар. Ағзадағы ДНҚ-ның мөлшері мен құрылымының өзгеруін мутация дейді.

Мутация (латынша mutatio - өзгеріс) туралы ұғымды ғылымға 1900 жылы Мендельдің заңдарын қайта ашқан ғалымдардың бірі голландиялық ботаник Г. Де-Фриз енгізді. Г. Де-Фриз есек шөп (энотера) өсімдігіне тәжірибе жасағанда оның белгілері секірмелі түрде ауытқып отырған, яғни қалыпты пішіннен тырбық пішінге, т. б. мутацияларға берілгіш болатындығын анықтады. Бұдан кейінгі әр түрлі объектілерге жасалынған тәжірибелердің қорытындысы, мутациялық өзгергіштіктің барлық тірі ағзаларға тән қасиет екенін дәлелдеді. Тәжірибе жасауға өте қолайлы биологиялық объект, ол-дрозофила (жеміс) шыбыны 69. Дрозофиланың әр түрлі мутациялары белгілі: қанаты ұзыннан мүлде жоғалып кеткенге дейін, ал көздерінің реңі қызыл ақ, сары, күрең қызыл, т. б. және көздерінің пішіні алуан түрлі. Экологияның бұзылуы ағзаның мутацияға ұшырауының негізгі себебі болып табылады. Пайда болатын мутациялардың кейбіреулері ағзаға жағымды, кейбіреулері жағымсыз әсер етеді.

Генотиптің өзгеру сипаты бойынша мутациялар үлкен төрт топқа бөлінеді: 1. Геномды мутациялар. 2. Хромосомды мутациялар. 3. Гендік мутациялар. 4. Цитоплазмалық мутациялар.

1. Геномды мутация. Ағза жасушаларындағы хромосома санының өзгеруі, онын белгілері мен қасиеттерін өзгертеді. Хромосома санының өзгеруіне байланысты болатын мутацияларды генамды мутация деп атайды. Геномды мутациялардың екі түрі болады: полиплоидия және гетероплоидия. Теориялық және іс-жүзінде маңызы зор болғандықтан, біз полиплоидияға тереңірек тоқталамыз.

Гаплоидты хромосома санының еселеніп көбеюін палитоидия деп атайды. Полиплоидия құбылысы табиғатта кеңінен тараған, олар табиғи жағдайлардың әсерінен де пайда болатындығы дәлелденді. Мәдени өсімдіктердің көпшілігі табиғи полиплоидты формалар.

Академик П. М. Жуковскийдің айтуынша «адам баласы полиплоидия өнімдерімен тамақтанады». Мысалы: бидай, картоп, сұлы, қант қамысы, мақта, темекі, бүлдірген, қара өрік, шие, алма, алмұрт, лимон, апельсин, т. б. полиплоидтар болып табылады.

69. Дрозофиланың әр тұрлі мутациялары.

Полиплоидтардың пайда болуы митоз немесе мейоз әрекетінің бұзылуынан болатындығы тәжірибе жүзінде дәлелденді. Оған бірнеше мысалдар келтірейік:

а) митоздық бөлінуде кейде хромосомалар ажырап, полюстерге таралып кетпейді және жас ядролар түзбей бұзылған ядрода қалып кояды. Егер бұл әрекет жыныс жасушаларында емес, диплоидты хромосома жиынтығы бар сома жасушаларында болса, мұндай жағдайда диплоидтыға қарағанда хромосомалары екі есе көп «тетраплоидты» жасуша бірден пайда болады; ә) мейозды бөліну кезінде хромосомалар саны екі еселеніп, бірақ бөліну ұршығы бұзылса, екі ядро түзілмейді. Сөйтіп, екі еселенген хромосома ядрода қалып қояды, оны диплоидия «2n» деп атайды. Диплоидты хромосомалар жиынтығы бар жасушамен қалыпты белінген «1n» хромосомалар жиынтығы бар жасуша ұрықтанса, триплоидты «3n» жасуша пайда болады, т. б. Сәйтіп, хромосомалар санының бірнеше еселенуінен полиплоидты формалар пайда болады.

Қазіргі кезде бөлінетін жасушалардағы бөліну ұршығын бұзатын, кейбір улармен (мысалы, колхицинмен, т. б. ) әсер ете отырып тәжірибелік жолмен полиплоидтар алу мүмкіндігі туды. Колхициннің әсерімен әр түрлі өсімдіктердің полиплоидтарын шексіз мөлшерде алуға болатынын Блексли мен Эйвери 1932 жылы тәжірибе жолымен дәлелдеді. Қазіргі уақытта колхициннен де күшті әсері бар химиялық зат - ауранцияны пайдаланады. Полиплоидты формалар алуда - ауранцияның әсері 100% болып отыр. Полиплоидты формалар алу үшін азот оксиді - N ₂ O пайдаланады.

2. Хромосомалық мутация. Бұл мутация хромосомалар құрылымының өзгеру салдарынан болады. Ол жасушаньщ бөліну кезінде немесе физикалық жағдайлардың әсерінен өзгеріске ұшырайды.

Хромосомалық мутациялар бірнеше топқа бөлінеді: а) жетіспеушілік; ә) инверсия; б) дуплкация; в) транслокация.

а) Жетіспеушілік (делеция) . Бұл жасуша бөлігінде хромосоманың белгілі бір бөлігінің үзіліп қалуынан болады. Мұндай жағдайда хромосома қысқарады, осыған байланысты генетикалық материал өзгереді. Егер хромосоманың көп белігі жойылса ағзаға өте қауіпті, ал аз бөлігі жойылса, қысқа немесе мойынсыз, т. б. кемтарлыққа ұшырайды. Мұндай өзгерістер аутосомдық хромосомалардың мутацияға ұшырауынан болады. Осындай құбылысты цитологиялық әдіспен зерттейді. Адамның 21 хромосомасындағы жетіспеушілік ағзада миелоидты лейкемияның (ақ қандылықты) дамуын тудырады.

ә) Инверсия. Инверсия кезінде хромосома екі жерден үзіледі, осыдан кейін ортасындағы бөлігі өз бағытын өзгертіп 180°-қа бұрылады да, қайтадан қалған бөліктерімен байланысады. Инверсия кезінде асыл тұқымды малда тіршілік қабілеті жоқ гаметалар пайда болады.

Инверсияның эволюииядағы маңызы зор. Мысалы, табиғатта дрозофиланың бір түріне жататын екі тегі бар. Олардың әрқайсысына тән хромосомаларының инверсиясы болатындықтан, бір-бірімен будандаспауы түр дивергенциясының бастамасы болып табылады. Себебі, бірінде пайда болған мутация екіншісіне берілмейді.

б) Дупликация (екі еселену, қайталау) - хромосоманың белгілі бір бөлігінің екі еселенуі немесе генетикалық материалдардың бір бөлігінің қосымша қайталануы, ал кейбір жағдайда дупликацияланудың үш еселену құбылысы да байқалады. Дупликация нәтижесінде гендер балансы бұзылып, жаңа байланыстар пайда болады. Соның нәтижесінде жаңа белгілердің дамуы жүзеге асады.

в) Транслокация (бірінің орнын бірі басу) - гомологты емес хромосомалардың үзілген бөліктерінің бірінің орнына бірі ауысып келіп отыруы. Транслокацияның нәтижесінде: 1) гендердін тіркеу топтары; 2) өзара әрекеттесуі өзгереді; 3) мейозда хромосомалардың конъюгациялану бейнесі өзгереді; 4) ағзаның белгілері өзгеріп, жаңа белгілер пайда болады.

Транслокацияның инверсия секілді эволюциядағы маңызы зор. Хромссомдық мутациялар әр түрлі себептерге байланысты пайда болады. Мысалы, температураның, ультракүлгін және рентген сәулелерінің, химиялық заттардың, т. б. әсерінен мутациялар болатыны дәлелденді.

Г. А. Надсон мен Г. С. Филипов 1925 жылы алғаш рет радий сәулелерінің әсерінен саңырауқұлақтың тұқым қуалайтын белгілері мен қасиеттерінің өзгергендігін дәлелдеді.

1927 жылы Г. Меллер дрозофилаға коддан сәуле бергенде пайда болған мутацкялардың жиілігі, табиғи мутациялардың жиілігінен жүз еседей көп болатындығын анықтады.

3. Гендік мутация - гендердің молекулалық құрылымының өзгеруінен болады. Гендік мутациялардың пайда болуларының негізгі себептері мынадай: а) ДНҚ молекуласындағы белгілі бір нуклеотидтің түсіп қалуы; ә) нуклеотидтің немесе триплеттің орын ауыстыруы; б) бір нуклеотидтің дупликациялануы; в) бір нуклеотидтің орнына басқа нуклеотидтің орналасуы және т. б.

Бір нуклеотидтің орын ауысуы, мысалы, аденин гуанинмен ауыстырылса, бір триплеттің немесе бір коденің құрамы өзгереді. Нәтижесінде синтезделетін ақуыздағы бір аминқышқылының орнына басқа аминқышқылы орналасып жүйесі бұзылады. Осының нәтижесінде ағзаның биологиялық қасиеті өзгереді де жасушалар мен ағзада ылғи жүріп тұратын алмасу әрекеттері бұзылады. Мұның өзі ағзаның тіршілік қабілетін нашарлатады, ал кейбір жағдайларда өлімге душар етеді. Гендік мутациялар көпшілік жағдайда рецессивті болып келеді. Бұлар тек гомозиготалы жағдайда ғана көрініс береді. Гендік мутациялар табиғи сұрыпталу кезінде ағзада жиналып, эволюцияда маңызды қызмет атқарады.

4. Цитоплазмалық мутация - плазмогендердің өзгеруі нәтижесінде ағза белгілерінін өзгеруі болып табылады. Плазмогендер пластидтерде және митохсндрияларда болады, ал басқа органоидтарда болатыны әлі дәлелденген жоқ. Пайда болған цитоплазмалық мутациялар гендік мутациялар сияқты тұрақты болады да, ұрпақтан-ұрпаққа тұқым қуалайды. Цитоплазмалық мутациялардың табиғаты әр түрлі. Олардың екі түрі белгілі.

Бірінші түріне құрылымның жойылуы жатады. Мысалы, эвгленаны ұзақ уақыт қараңғы ортада ұстаса, оның пластидтері жойылады, нәтижесінде эвгленаның мутантты штамы пайда болады. Цитоплазмалық мутацияның мұндай түрін пластидті мутация дейді. Ал, пластидтердің жойылып кетуі - қайтымсыз әрекет. Мұндай мутация эвгленаның біраз қасиеттерін өзгертетіндігі дәлелденді. Сонымен бірге пластидті мутация есінек, қазтамақ өсімдіктеріңде, т. б. болатыны анықталды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.