Η διαδικασία μετάλλαξης της εξέλιξης είναι ένας από τους πιο σημαντικούς κρίκους στην ανάπτυξη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, έχει αρχικά αρνητική επίδραση στον φαινότυπο των ατόμων. Ωστόσο, όντας υπολειπόμενα, αλλοιωμένα αλληλόμορφα υπάρχουν, κατά κανόνα, σε δεξαμενές γονιδίων σε ετερόζυγους γονότυπους για τον αντίστοιχο τόπο. Εξετάστε περαιτέρω τον ρόλο της διαδικασίας μετάλλαξης στην εξέλιξη.
Γενικές πληροφορίες
Η διαδικασία μετάλλαξης είναι μια κληρονομική ξαφνική αλλαγή που προκαλείται από έναν απότομο λειτουργικό και δομικό μετασχηματισμό του γενετικού υλικού. Το τελευταίο οργανώνεται σε μια ιεραρχία διαφόρων στοιχείων, από μοριακές θέσεις που υπάρχουν μέσα σε ένα γονίδιο μέχρι χρωμοσώματα και γονιδιώματα. Η διαδικασία μετάλλαξης είναι παράγοντας πίεσης στον πληθυσμό. Ως αποτέλεσμα, η συχνότητα ενός αλληλόμορφου αλλάζει σε σχέση με ένα άλλο.
Καλύτερο εφέ
Λόγω της παρουσίας μεταλλαγμένων αλληλόμορφων στη δεξαμενή γονιδίων στον ετερόζυγο γονότυπο, αποκλείεται η άμεση αρνητική επίδραση στη φαινοτυπική έκφραση του χαρακτηριστικού που ελέγχεται από αυτό το γονίδιο.
Λόγω υβριδικής ισχύος (ετερώσεως), πολλάμεταλλάξεις στην ετερόζυγη κατάσταση συχνά συμβάλλουν στην αύξηση της βιωσιμότητας του οργανισμού.
Μέσω της διατήρησης αλληλόμορφων που δεν έχουν προσαρμοστική αξία στο παρόν περιβάλλον ύπαρξης, αλλά μπορούν να την αποκτήσουν είτε στο μέλλον είτε κατά την ανάπτυξη άλλων οικολογικών σημείων, σχηματίζεται ένα απόθεμα μεταβλητότητας.
Η σημασία της διαδικασίας μετάλλαξης
Η σημασία οφείλεται στο γεγονός ότι με τη συνεχή εμφάνιση αυθόρμητων αλλαγών και των συνδυασμών τους, νέοι συνδυασμοί γονιδίων και μετασχηματισμοί προκύπτουν κατά τη διασταύρωση. Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί αναπόφευκτα σε κληρονομικές προσαρμογές στον πληθυσμό. Ο ρόλος της διαδικασίας μετάλλαξης είναι να αυξήσει τη γενετική ετερογένεια. Ταυτόχρονα, χωρίς τη συμμετοχή άλλων παραγόντων, δεν είναι σε θέση να κατευθύνει τη μεταμόρφωση του φυσικού πληθυσμού.
Η διαδικασία μετάλλαξης είναι μια πηγή στοιχειώδους υλικού, ένα απόθεμα μεταβλητότητας. Η εμφάνιση μετασχηματισμών έχει στατιστικό και πιθανοτικό χαρακτήρα. Η εξελικτική σημασία της διαδικασίας έγκειται στη διατήρηση της υψηλής ετερογένειας των φυσικών πληθυσμών, στη συμμετοχή στο σχηματισμό διαφόρων αλληλόμορφων και στην εμφάνιση νέων γονιδίων. Η διαδικασία μετάλλαξης δημιουργεί ένα πλήρες φάσμα μεταβλητότητας σε μια συγκεκριμένη δεξαμενή γονιδίων. Με τη συνεχή ροή του, έχει έναν μη κατευθυνόμενο και τυχαίο χαρακτήρα.
Συγκεκριμένα
Η διαδικασία μετάλλαξης συμβαίνει καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής. Ορισμένοι μετασχηματισμοί μπορούν να συμβούν επανειλημμένα σε διαφορετικούς οργανισμούς. Οι δεξαμενές γονιδίων βρίσκονται υπό συνεχή επιρροήδιαδικασία μετάλλαξης. Αυτό αντισταθμίζει τη μεγάλη πιθανότητα απώλειας μιας μόνο αλλαγής σε έναν αριθμό γενεών. Παρά το γεγονός ότι η διαδικασία μετάλλαξης ασκεί σχετικά μικρή πίεση σε ένα μόνο γονίδιο, με μεγάλο αριθμό από αυτά, η γενετική δομή υφίσταται σημαντικές αλλαγές.
Μηχανισμός και αποτέλεσμα
Ως αποτέλεσμα συνεχών διασταυρώσεων, εμφανίζονται πολλοί συνδυασμοί αλληλόμορφων. Η γενετική συνδυαστική εξετάζει επανειλημμένα τη σημασία των μεταλλάξεων. Διεισδύουν σε νέα γονιδιώματα, εμφανίζονται σε διαφορετικά γονοτυπικά περιβάλλοντα. Ο πιθανός αριθμός τέτοιων συνδυασμών γενετικού υλικού σε οποιονδήποτε πληθυσμό είναι τεράστιος. Ωστόσο, μόνο ένα ασήμαντο μέρος του θεωρητικά πιθανού αριθμού επιλογών υλοποιείται. Η πραγματοποιηθείσα αναλογία συνδυασμών καθορίζει τη μοναδικότητα σχεδόν κάθε ατόμου. Αυτός ο παράγοντας είναι εξαιρετικά σημαντικός για την εφαρμογή της φυσικής επιλογής.
Χαρακτηριστικά της εκδήλωσης
Οι μεταλλάξεις είναι το βασικό στοιχείο της εξέλιξης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι: γονιδιωματικός, χρωμοσωμικός, γονιδιακός. Μεταξύ των χαρακτηριστικών της εκδήλωσης μεταλλάξεων, πρέπει να τονιστεί η εκφραστικότητά τους. Αντανακλά το βαθμό της φαινοτυπικής τους έκφρασης. Επιπλέον, οι μεταλλάξεις χαρακτηρίζονται από διεισδυτικότητα. Αντιπροσωπεύει τη συχνότητα των φαινοτυπικών εκδηλώσεων σε ένα μόνο αλληλόμορφο ενός συγκεκριμένου γονιδίου σε έναν πληθυσμό, ανεξάρτητα από την εκφραστικότητα.
Γονιδιακές μεταλλάξεις
Αντιπροσωπεύουν έναν μετασχηματισμό της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας. Η διαδικασία μετάλλαξης σε αυτή την περίπτωση αλλάζει τη φύση της δράσης του γονιδίου. Συνήθως υπάρχει ένας μοριακός μετασχηματισμός που προκαλεί ένα φαινοτυπικό αποτέλεσμα. Ας υποθέσουμε ότι σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο, σε ένα συγκεκριμένο σημείο των κωδίκων, υπάρχει ένα CTT που κωδικοποιεί το γλουταμικό οξύ. Όταν αντικαθίσταται μόνο ένα νουκλεοτίδιο, μπορεί να μετατραπεί σε κωδικόνιο GTT. Θα συμμετάσχει στη σύνθεση όχι γλουταμικού οξέος, αλλά γλουταμίνης. Τα αρχικά και τα μεταλλαγμένα μόρια πρωτεΐνης είναι διαφορετικά, και αυτό είναι πιθανό να οδηγήσει σε δευτερογενείς διαφορές φαινοτυπικής φύσης. Η ακριβής αντιγραφή του νέου αλληλόμορφου θα συμβεί μέχρι να συμβεί μια νέα αλλαγή. Με μια γονιδιακή μετάλλαξη προκύπτει έτσι μια σειρά ή ζεύγος ομόλογων στοιχείων. Μπορείτε επίσης να βγάλετε το αντίθετο συμπέρασμα. Η παρουσία αλληλικής μεταβλητότητας για ένα συγκεκριμένο γονίδιο σημαίνει ότι μεταλλάχθηκε σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.
Extra
Ετερόζυγη κατάσταση, διπλοειδής γονότυπος, "σιωπηλό DNA" - όλα αυτά είναι παγίδες για μεταλλάξεις. Με τον εκφυλισμό του γενετικού κώδικα, η σπανιότητα εμφάνισης μετασχηματισμών μιλάει για επανόρθωση. Οι διαδικασίες μετάλλαξης θα πρέπει να συμβαίνουν σε υπάρχοντες ζωντανούς οργανισμούς με μια ορισμένη συχνότητα. Θα πρέπει να αρκεί για να προκαλέσει αλλαγές με τις οποίες οι πληθυσμοί θα έρθουν σε ένα νέο επίπεδο. Μεταλλάξεις βρίσκονται σε διάφορες συγκεντρώσεις. Μερικοί από αυτούς θα πρέπει να συμμετέχουν στην ιστορική διαδικασία ανάπτυξης των ζωντανών οργανισμών, συμβάλλοντας στον σχηματισμό νέων ταξινομικών κατηγοριών. Οι μεταλλάξεις, κατά κανόνα, εμφανίζονται χωρίς μεταβάσεις, διακριτικά καισπασμωδικά. Μόλις συμβεί μια αλλαγή, είναι σταθερή. Μεταδίδεται στους απογόνους. Οι μεταλλάξεις δεν συμβαίνουν με κατευθυνόμενο τρόπο. Η ίδια αλλαγή μπορεί να επαναληφθεί ξανά και ξανά.
Adaptive Value
Τα περισσότερα από τα νέα μεταλλαγμένα έχουν σημαντικά χαμηλότερη βιωσιμότητα από τον άγριο/κανονικό τύπο. Ταυτόχρονα, εκφράζεται σε διάφορους βαθμούς: από μια υποζωτική, ελάχιστα αισθητή σε μια ημιθανατηφόρα και θανατηφόρα κατάσταση. Στην ανάλυση της βιωσιμότητας των μεταλλαγμένων Drosophila που εμφανίστηκαν με αλλαγές στο χρωμόσωμα Χ, στο 90% των ατόμων ήταν χαμηλότερη από τα φυσιολογικά. Το 10% είχε υπερζωτική κατάσταση - αυξημένη ζωτικότητα. Συνολικά, η προσαρμοστική αξία των αναδυόμενων μεταλλαγμένων είναι, κατά κανόνα, μειωμένη. Χαρακτηρίζεται από τη λειτουργική χρησιμότητα των μορφολογικών χαρακτηριστικών και τη γονιμότητα, τη φυσιολογική ζωτικότητα.
