Генетическая изменчивость - это либо наличие, либо возникновение генетических различий. Он определяется как «образование особей, различающихся по генотипу , или наличие генотипически разных особей, в отличие от различий, вызванных средой, которые, как правило, вызывают только временные, ненаследственные изменения фенотипа ». [1] Генетическая изменчивость в популяции важна для биоразнообразия . [2]
Причины
Есть много источников генетической изменчивости в популяции:
- Гомологичная рекомбинация - значительный источник изменчивости. Во время мейоза у половых организмов две гомологичные хромосомы пересекаются друг с другом и обмениваются генетическим материалом. Затем хромосомы разделяются и готовы внести свой вклад в образование потомства. Рекомбинация является случайной [ необходима цитата ] и регулируется собственным набором генов. Находиться под контролем генов означает, что рекомбинация может быть переменной по частоте.
- Иммиграция , эмиграция и перемещение - каждое из них - это перемещение человека в популяцию или из нее. Когда особь переходит из ранее генетически изолированной популяции в новую, это увеличивает генетическую изменчивость следующего поколения, если оно воспроизводится. [3]
- Полиплоидия - наличие более двух гомологичных хромосом обеспечивает еще большую рекомбинацию во время мейоза, обеспечивая еще большую генетическую изменчивость у потомства.
- Диффузные центромеры - у бесполых организмов, у которых потомство является точной генетической копией родителя, существуют ограниченные источники генетической изменчивости. Однако одна вещь, которая увеличила изменчивость, - это диффузные, а не локализованные центромеры . Распространение позволяет хроматидам расщепляться множеством различных способов, позволяя фрагментацию хромосом и полиплоидию, создавая большую вариабельность. [4]
- Генетические мутации - способствуют генетической изменчивости в популяции и могут иметь положительное, отрицательное или нейтральное влияние на приспособленность. [5] Эта изменчивость может легко распространяться по популяции путем естественного отбора, если мутация увеличивает приспособленность затронутого человека, и ее эффекты будут минимизированы / скрыты, если мутация является вредоносной. Однако чем меньше популяция и ее генетическая изменчивость, тем больше вероятность того, что рецессивные / скрытые вредные мутации обнаружатся, вызывая генетический дрейф . [5]
- Повреждения ДНК очень часты и происходят в среднем более 60000 раз в день на клетку у людей из-за метаболических или гидролитических процессов, которые вкратце выражаются в повреждении ДНК (встречающееся в природе) . Большинство повреждений ДНК точно восстанавливаются с помощью различных механизмов репарации ДНК . Однако некоторые повреждения ДНК остаются и вызывают мутации.
- Похоже, что большинство спонтанно возникающих мутаций являются результатом подверженной ошибкам репликации (транс-поврежденный синтез) после повреждения ДНК в цепи матрицы. Например, в дрожжах более 60% спонтанных замен и делеций пар простых оснований, вероятно, вызваны синтезом трансфузии . [6] Другим важным источником мутации является неточный процесс репарации ДНК, негомологичное соединение концов, которое часто используется при репарации двухцепочечных разрывов ДНК. [7] (См . Также « Мутация» .) Таким образом, кажется, что повреждения ДНК являются основной причиной большинства спонтанных мутаций либо из-за подверженной ошибкам репликации прошлых повреждений, либо из-за склонного к ошибкам восстановления повреждений.
Факторы, снижающие генетическую изменчивость
Есть много источников, снижающих генетическую изменчивость в популяции:
- Утрата среды обитания, в том числе:
- Фрагментация среды обитания приводит к нарушению непрерывности среды обитания организма, так что межпородное скрещивание ограничено. Фрагментация может быть вызвана многими факторами, включая геологические процессы или антропогенные события. Кроме того, фрагментация может позволить генетический дрейф снизить местное генетическое разнообразие.
- Изменение климата - это резкое и стойкое изменение погодных условий. Вытесняя виды из своей основной ниши , изменение климата может снизить размер популяции и, как следствие, снизить генетическую изменчивость.
- Эффект основателя , который возникает, когда популяция основана несколькими людьми.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Rieger, R .; Michaelis, A .; Грин, М.М. (1968), Глоссарий генетики и цитогенетики: классический и молекулярный , Нью-Йорк: Springer-Verlag, ISBN. 9780387076683CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Соуза, П. Froufe, Э. Харрис, диджей, Алвес, PC & Meijden, А. ван дер. 2011. Генетическое разнообразиескорпионовMaghrebian Hottentotta (Scorpiones: Buthidae) на основе CO1: новые взгляды на филогению и распространение рода. Африканские беспозвоночные 52 (1). «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-10-04 . Проверено 3 мая 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Эрих, Дороти; Пер Эрик Йорде (2005). «Высокая генетическая изменчивость, несмотря на высокоамплитудные популяционные циклы у леммингов» . Журнал маммологии . 86 (2): 380–385. DOI : 10,1644 / BER-126,1 .
- ^ Линхарт, Ян; Джанет Геринг (2003). "Генетическая изменчивость и ее экологические последствия в клональных растениях Carex scopulurum Holm. В тундре Колорадо". Исследования Арктики, Антарктики и Альп . 35 (4): 429–433. DOI : 10,1657 / 1523-0430 (2003) 035 [0429: GVAIEI] 2.0.CO; 2 . ISSN 1523-0430 .
- ^ а б Уиллс, Кристофер (1980). Генетическая изменчивость . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.
- ^ Kunz BA, Ramachandran K, Vonarx EJ (апрель 1998 г.). «Анализ последовательности ДНК спонтанного мутагенеза в Saccharomyces cerevisiae» . Генетика . 148 (4): 1491–505. PMC 1460101 . PMID 9560369 .
- ^ Уэртас П. (январь 2010 г.). «Резекция ДНК у эукариот: решаем, как исправить разрыв» . Nat. Struct. Мол. Биол . 17 (1): 11–6. DOI : 10.1038 / nsmb.1710 . PMC 2850169 . PMID 20051983 .