Значението на генетичната вариация

Генетичната вариация може да се дефинира като разликите в генетичната структура на организмите в популация, свързани с диференциация в техните характеристики . Отнася се до вариациите в генетичния материал, в ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) на популация или вид.

След това ще бъдат дефинирани някои важни понятия, свързани с генетичната вариация, както и как тя може да възникне.

Какво представляват гените?

Гените са единици информация: част от ДНК, която кодира, която казва как да се направи определен протеин или РНК (рибонуклеинова киселина) молекула. Гените са единицата за съхранение на информация, с която се развиват организмите и която се предава на потомството. Наборът от гени на определен организъм се нарича геном. Конкретен ген, т.е. част от ДНК с определена функция, може да приеме различни форми в ДНК последователността, форми, които се проявяват в модификации на функцията на гена, вариращи в наследствените характеристики. Това се нарича алел на ген и е причината за промените в цвета на очите или кръвната група между родители и деца.

генетична вариация

Генетичните вариации могат да бъдат отразени в макроскопичните характеристики на организмите, тоест в техния фенотип. Тези вариации могат да се проявят в отделни черти, като цвета на очите, или в непрекъснати черти, като дължината на крайниците на бозайник. Могат да се наблюдават и генетични вариации в ензимните процеси.

Генетичната вариация е свързана с промени в реда на нуклеотидните бази в гените, в ДНК последователността. Ако тази вариация модифицира реда на аминокиселините на протеините, които този ген кодира, тоест тази ДНК последователност, и на свой ред тази диференциация на протеина влияе върху структурирането на организма, тогава ще има модификация на фенотипа на организма.

естествен подбор

Генетичната вариация е ключова в процесите на еволюция на видовете; Става въпрос за биологичната еволюция, свързана с естествения подбор. Естественият подбор действа върху взаимодействието на организмите с околната среда, като установява преобладаването на тези, които най-добре се адаптират към условията, в които се развиват. За да има естествен подбор на най-подходящите видове, трябва да има вариации в характеристиките на организмите, които генерират видове, които се развиват по-добре и след това преобладават над предишните; Изключение е, когато има драстични промени в околната среда.

В това, което е известно като фундаменталната теорема на естествения подбор, Роналд Фишър показа, че колкото по-голям е броят на алелите на един ген, толкова по-голяма е вероятността един от тях да доминира над останалите. Това означава, че колкото по-голяма е генетичната променливост в една популация, толкова по-голяма е скоростта на нейната еволюция.

мутации

Основната причина за генетичните вариации са мутациите, тоест произволни модификации на нуклеотидната последователност или структурата на ДНК. Мутациите могат да бъдат спонтанни или свързани с действието на мутагенен агент като радиация и някои химични съединения.

Мутацията може да засегне клетка на организъм, която при възпроизвеждане генерира поредица от клетки с тази модификация, предизвиквайки диференциация във фенотипа на този индивид. Това се нарича соматична мутация и е случаят с жълтото венчелистче на червеното лале на фигурата по-долу. Този тип мутация ще засегне само този индивид, но няма да бъде предадена на тяхното потомство.

В многоклетъчните организми мутациите могат да бъдат наследени само когато засягат репродуктивните клетки, тоест когато променят клетките, които произвеждат гамети; това са мутации на зародишната линия и са тези, които оказват влияние върху биологичната еволюция.

Мутациите могат да бъдат редки и в повечето случаи не причиняват промени във фенотипа или предизвикват промени, които са вредни за организма. Естественият подбор обаче ще благоприятства преобладаването на новите алели в малкото случаи, в които мутациите променят фенотипа и промените подобряват връзката на организма с околната среда.

Генен поток или генна миграция

Друг начин за насърчаване на генетичната вариация е генният поток или генната миграция. Генният поток е трансферът на генни алели между две популации на един и същи организъм. Имиграцията на организми в определена популация ще направи достъпни нови алели в нейния генофонд, като по този начин благоприятства генетичната вариация. Емиграцията също може да доведе до намаляване на генофонда.

Генният поток между популациите може да бъде обусловен от различни фактори, като мобилността на организмите е един от най-важните. Физическите бариери ограничават генния поток, което се случва с естествени бариери като планини и пустини, а също и с изкуствени; От двете страни на Великата китайска стена са наблюдавани екземпляри от един и същи растителен вид с генетични различия.

полово размножаване

Сексуалното размножаване също насърчава генетичните вариации чрез произвеждане на различни комбинации от гени. Половите клетки, наречени гамети, се произвеждат в процеса на мейоза, когато алелите се разделят и след това се комбинират с други алели по време на оплождането. Генетична рекомбинация може да възникне по време на мейоза, процес, при който верига от ДНК се нарязва и прикрепя към молекула от различен генетичен материал. По този начин потомството ще има различна генетична комбинация, с различни алели.

Както беше посочено, връзката на популация от организми с околната среда определя дали генетичните черти са благоприятни. Организмите, които са най-способни да се адаптират към околната среда, оцеляват и по този начин могат да предадат своите гени, които включват техните благоприятни черти. Сексуалният подбор обикновено се наблюдава в природата, тъй като животните са склонни да избират партньори с черти, които са благоприятни за тях. Женските се чифтосват по-често с мъжки, които имат по-благоприятни черти; следователно с течение на времето тези гени се появяват по-често в тази популация.

Примери за генетични вариации

Цветът на кожата, косата, дължината на краката, луничките и кръвната група на човек са примери за генетични вариации, които могат да се видят в популация от хора.

Някои примери за генетична вариация в растенията са модифицираните листа на месоядни растения, както и развитието на цветя, които приличат на насекоми, за да привличат опрашители на растения. Генетичните вариации в растенията често възникват в резултат на потока на гени: прашецът се разпръсква от една област в друга от вятъра или от опрашители, пътуващи на големи разстояния.

Животните албиноси, тези, които се преструват на мъртви, и тези, които имитират листа за камуфлаж, са примери за генетична вариация; Те са животни, на които генетичните вариации позволяват по-добра адаптация към условията на тяхната среда.

Източници

• Хелена Къртис, Адриана Шнек. биология . Панамериканска медицинска редакция, 2008 г.
• Jonathan Michael Wyndham Slack Genes-Много кратко въведение . Oxford University Press, 2014 г.
• Източници на вариация – Въведение в генетичния анализ Национален център за биотехнологична информация NCBI Книжна лавица. Проверено през октомври 2021 г.