Tabla de Contenidos
Η γενετική παραλλαγή μπορεί να οριστεί ως οι διαφορές στη γενετική δομή των οργανισμών σε έναν πληθυσμό που σχετίζονται με μια διαφοροποίηση στα χαρακτηριστικά τους . Αναφέρεται στις παραλλαγές στο γενετικό υλικό, στο DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) ενός πληθυσμού ή ενός είδους.
Στη συνέχεια, θα οριστούν ορισμένες σημαντικές έννοιες που σχετίζονται με τη γενετική παραλλαγή, καθώς και πώς μπορεί να εμφανιστεί.
Τι είναι τα γονίδια;
Τα γονίδια είναι μονάδες πληροφοριών: ένα κομμάτι DNA που κωδικοποιεί, το οποίο λέει πώς να φτιάξετε ένα συγκεκριμένο μόριο πρωτεΐνης ή RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ). Τα γονίδια είναι η μονάδα αποθήκευσης πληροφοριών με την οποία αναπτύσσονται οι οργανισμοί και η οποία μεταδίδεται στους απογόνους. Το σύνολο των γονιδίων ενός συγκεκριμένου οργανισμού ονομάζεται γονιδίωμα. Ένα συγκεκριμένο γονίδιο, δηλαδή ένα κομμάτι DNA με μια συγκεκριμένη λειτουργία, μπορεί να πάρει διαφορετικές μορφές στην αλληλουχία του DNA, μορφές που εκδηλώνονται σε τροποποιήσεις της λειτουργίας του γονιδίου, διαφοροποιώντας τα κληρονομικά χαρακτηριστικά. Αυτό ονομάζεται αλληλόμορφο ενός γονιδίου και είναι η αιτία των αλλαγών στο χρώμα των ματιών ή στην ομάδα αίματος μεταξύ γονέων και παιδιών.
γενετική παραλλαγή
Η γενετική παραλλαγή μπορεί να αντικατοπτρίζεται στα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά των οργανισμών, δηλαδή στον φαινότυπο τους. Αυτές οι παραλλαγές μπορούν να εκδηλωθούν σε διακριτά χαρακτηριστικά, όπως το χρώμα των ματιών, ή σε συνεχή χαρακτηριστικά, όπως το μήκος των άκρων ενός θηλαστικού. Μπορεί επίσης να παρατηρηθεί γενετική διαφοροποίηση στις ενζυμικές διεργασίες.
Η γενετική παραλλαγή σχετίζεται με αλλαγές στη σειρά των βάσεων νουκλεοτιδίων στα γονίδια, στην αλληλουχία του DNA. Εάν αυτή η παραλλαγή τροποποιήσει τη σειρά των αμινοξέων των πρωτεϊνών που κωδικοποιεί αυτό το γονίδιο, δηλαδή αυτή την αλληλουχία DNA, και με τη σειρά της αυτή η διαφοροποίηση της πρωτεΐνης επηρεάζει τη δομή του οργανισμού, τότε θα υπάρξει τροποποίηση του φαινοτύπου του ο οργανισμός.
ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ
Η γενετική παραλλαγή είναι το κλειδί στις διαδικασίες εξέλιξης των ειδών. Πρόκειται για τη βιολογική εξέλιξη, που σχετίζεται με τη φυσική επιλογή. Η φυσική επιλογή δρα στην αλληλεπίδραση των οργανισμών με το περιβάλλον, καθιερώνοντας την κυριαρχία εκείνων που προσαρμόζονται καλύτερα στις συνθήκες στις οποίες αναπτύσσονται. Για να υπάρχει φυσική επιλογή των καταλληλότερων ειδών, πρέπει να υπάρχουν διαφοροποιήσεις στα χαρακτηριστικά των οργανισμών που δημιουργούν είδη που αναπτύσσονται καλύτερα και στη συνέχεια υπερισχύουν των προηγούμενων. Η εξαίρεση είναι όταν υπάρχουν δραστικές αλλαγές στο περιβάλλον.
Σε αυτό που είναι γνωστό ως το θεμελιώδες θεώρημα της φυσικής επιλογής, ο Ronald Fisher έδειξε ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των αλληλόμορφων ενός γονιδίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα ένα από αυτά να υπερισχύει των άλλων. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η γενετική μεταβλητότητα σε έναν πληθυσμό, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός εξέλιξής του.
μεταλλάξεις
Η κύρια αιτία της γενετικής διαφοροποίησης είναι οι μεταλλάξεις, δηλαδή οι τυχαίες τροποποιήσεις της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας ή της δομής του DNA. Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι αυθόρμητες ή να σχετίζονται με τη δράση ενός μεταλλαξιογόνου παράγοντα όπως η ακτινοβολία και ορισμένες χημικές ενώσεις.
Μια μετάλλαξη μπορεί να επηρεάσει ένα κύτταρο ενός οργανισμού που, κατά την αναπαραγωγή, δημιουργεί μια σειρά κυττάρων με αυτήν την τροποποίηση, προκαλώντας μια διαφοροποίηση στον φαινότυπο αυτού του ατόμου. Αυτό ονομάζεται σωματική μετάλλαξη και ισχύει για το κίτρινο πέταλο της κόκκινης τουλίπας στο παρακάτω σχήμα. Αυτός ο τύπος μετάλλαξης θα επηρεάσει μόνο αυτό το άτομο, αλλά δεν θα μεταδοθεί στους απογόνους του.
Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, οι μεταλλάξεις μπορούν να κληρονομηθούν μόνο όταν επηρεάζουν τα αναπαραγωγικά κύτταρα, δηλαδή όταν αλλάζουν τα κύτταρα που παράγουν γαμέτες. Αυτές είναι μεταλλάξεις βλαστικής σειράς και είναι αυτές που έχουν αντίκτυπο στη βιολογική εξέλιξη.
Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι σπάνιες και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν προκαλούν αλλαγές στον φαινότυπο ή προκαλούν αλλαγές που είναι επιβλαβείς για τον οργανισμό. Ωστόσο, η φυσική επιλογή θα ευνοήσει την επικράτηση των νέων αλληλόμορφων στις λίγες περιπτώσεις που οι μεταλλάξεις τροποποιούν τον φαινότυπο και οι αλλαγές βελτιώνουν τη σχέση του οργανισμού με το περιβάλλον.
Γονιδιακή ροή ή μετανάστευση γονιδίων
Ένας άλλος τρόπος προώθησης της γενετικής παραλλαγής είναι η γονιδιακή ροή ή η γονιδιακή μετανάστευση. Η γονιδιακή ροή είναι η μεταφορά αλληλόμορφων γονιδίων μεταξύ δύο πληθυσμών του ίδιου οργανισμού. Η μετανάστευση οργανισμών σε έναν συγκεκριμένο πληθυσμό θα καταστήσει διαθέσιμα νέα αλληλόμορφα στη γονιδιακή του δεξαμενή, ευνοώντας έτσι τη γενετική παραλλαγή. Η μετανάστευση μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μείωση της γονιδιακής δεξαμενής.
Η γονιδιακή ροή μεταξύ των πληθυσμών μπορεί να εξαρτηθεί από διαφορετικούς παράγοντες, καθώς η κινητικότητα των οργανισμών είναι ένας από τους πιο σημαντικούς. Οι φυσικοί φραγμοί περιορίζουν τη ροή των γονιδίων, κάτι που συμβαίνει με φυσικά εμπόδια όπως βουνά και ερήμους, αλλά και με τεχνητά. Δείγματα του ίδιου είδους φυτών με γενετικές διαφορές έχουν παρατηρηθεί και στις δύο πλευρές του Σινικού Τείχους της Κίνας.
σεξουαλική αναπαραγωγή
Η σεξουαλική αναπαραγωγή προάγει επίσης τη γενετική διαφοροποίηση με την παραγωγή διαφορετικών συνδυασμών γονιδίων. Τα σεξουαλικά κύτταρα, που ονομάζονται γαμέτες, παράγονται στη διαδικασία της μείωσης, όταν τα αλληλόμορφα διαχωρίζονται και στη συνέχεια συνδυάζονται με άλλα αλληλόμορφα κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης. Ο γενετικός ανασυνδυασμός μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια της μείωσης, μιας διαδικασίας κατά την οποία ένας κλώνος DNA κόβεται και συνδέεται με ένα μόριο διαφορετικού γενετικού υλικού. Με αυτόν τον τρόπο, οι απόγονοι θα έχουν διαφορετικό γενετικό συνδυασμό, με διαφορετικά αλληλόμορφα.
Όπως αναφέρθηκε, η σχέση ενός πληθυσμού οργανισμών με το περιβάλλον καθορίζει εάν τα γενετικά χαρακτηριστικά είναι ευνοϊκά. Οι οργανισμοί που είναι καλύτερα ικανοί να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους επιβιώνουν και έτσι μπορούν να μεταδώσουν τα γονίδιά τους, τα οποία περιλαμβάνουν τα ευνοϊκά τους χαρακτηριστικά. Η σεξουαλική επιλογή παρατηρείται συνήθως στη φύση, καθώς τα ζώα τείνουν να επιλέγουν συντρόφους με χαρακτηριστικά που είναι ευνοϊκά για αυτά. Τα θηλυκά ζευγαρώνουν πιο συχνά με αρσενικά που έχουν πιο ευνοϊκά χαρακτηριστικά. Επομένως, με την πάροδο του χρόνου αυτά τα γονίδια εμφανίζονται πιο συχνά σε αυτόν τον πληθυσμό.
Παραδείγματα Γενετικών Παραλλαγών
Το χρώμα του δέρματος, το χρώμα των μαλλιών, το μήκος των ποδιών, οι φακίδες και ο τύπος αίματος ενός ατόμου είναι παραδείγματα γενετικών παραλλαγών που μπορούν να παρατηρηθούν σε έναν πληθυσμό ανθρώπων.
Μερικά παραδείγματα γενετικής διαφοροποίησης στα φυτά είναι τα τροποποιημένα φύλλα σαρκοφάγων φυτών, καθώς και η ανάπτυξη λουλουδιών που μοιάζουν με έντομα για να προσελκύσουν τους επικονιαστές των φυτών. Η γενετική διαφοροποίηση στα φυτά εμφανίζεται συχνά ως αποτέλεσμα της γονιδιακής ροής: η γύρη διασκορπίζεται από τη μια περιοχή στην άλλη από τον άνεμο ή από επικονιαστές που ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις.
Τα αλμπίνο ζώα, αυτά που προσποιούνται ότι είναι νεκρά και αυτά που μιμούνται φύλλα για καμουφλάζ, είναι παραδείγματα γενετικής παραλλαγής. Είναι ζώα στα οποία οι γενετικές παραλλαγές επέτρεψαν την καλύτερη προσαρμογή στις συνθήκες του περιβάλλοντός τους.
Πηγές
- Helena Curtis, Adriana Schnek. βιολογία . Panamerican Medical Editorial, 2008.
- Jonathan Michael Wyndham Slack Genes-A Very Short Introduction . Oxford University Press, 2014.
- Πηγές παραλλαγής – Εισαγωγή στη Γενετική Ανάλυση Εθνικό Κέντρο Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας NCBI Bookshelf. Συμβουλευτείτε τον Οκτώβριο του 2021 .
