Тема 5.06. Генетика и эволюция

Ген(от греч. génos — род, происхождение), элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулыдезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК (у некоторых вирусов —рибонуклеиновой кислоты — РНК). Каждый ген определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма. Совокупность ген —генотип — несёт генетическую информацию о всех видовых и индивидуальных особенностях организма.

Аллель элементарная единица наследственности возникает когда ген изменяется в результате мутаций, которые в общем виде можно определить как нарушение существующей последовательности нуклеотидов в ДНК. Это изменение может быть обусловлено заменой одной пары нуклеотидов другой парой (трансверсии и транзиции), выпадением нуклеотидов (делеция), удвоением (дупликация) или перемещением участка (транслокация). В результате возникают новые аллели, которые могут быть доминантными рецессивными или проявлять частичную доминантность.

Хромосомы(отхромо...исома), органоиды клеточного ядра, совокупность которых определяет основные наследственные свойства клеток и организмов. Полный набор хромосом в клетке, характерный для данного организма, называетсякариотипом.В любой клетке тела большинства животных и растений каждая хромосома представлена дважды: одна из них получена от отца, другая — от матери при слиянии ядер половых клеток в процессе оплодотворения. Такие хромосомы называются гомологичными, набор гомологичных хромосом — диплоидным.

Геном[нем. Genom, англ. genom (e)], гаплоидный хромосомный набор; совокупностьгенов,локализованных в одиночном наборехромосомданного организма.

Генотип(отгенитип), совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. В более широком смысле генотип — совокупность всех наследственных факторов организма — как ядерных (геном), так и неядерных, внехромосомных (т. е. цитоплазматических и пластидных наследственных факторов).

Фенотип[отфен(биол.) итип], особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием егогенотипас условиями среды.

Изменчивость- разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Изменчивость присуща всем живым организмам, поэтому в природе отсутствуют особи, идентичные по всем признакам и свойствам. Различают изменчивость наследственную (генотипическую) и ненаследственную (паратипическую) и др.

Наследственная изменчивостьобусловлена возникновением разных типовмутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. В каждой достаточно длительно (в ряде поколений) существующей совокупности особей спонтанно и ненаправленно возникают различные мутации, которые в дальнейшем комбинируются более или менее случайно с разными уже имеющимися в совокупности наследственными свойствами.

Ненаследственная изменчивость- изменения признаков и свойств, которые у особей или определённых групп особей вызываются воздействием внешних факторов (питание, температура, свет, влажность и т. д.). Такие ненаследственные признаки (модификации) в их конкретном проявлении у каждой особи не передаются по наследству, они развиваются у особей последующих поколений лишь при наличии условий, в которых они возникли.

Причины мутаций — увеличение числа наборов хромосом, когда вместо обычных для диплоидных организмов 2 наборов хромосом их может быть 3, 4 и т. д. Это возможно когда хромосомы в начале клеточного деления —митоза— разделились, но деления клетки почему-либо не произошло.

Мутагенные факторы это причины приводящие к хромосомным перестройкам под воздействием внешних физических и химических факторов.

Популяционная генетика - разделгенетики,изучающий генетическое строение и динамику генетического составапопуляций.Факторами, определяющими в популяциях изменения частот отдельныхгеновигенотипов,являются мутационный процесс,характер внутрипопуляционных скрещивании и межпопуляционные миграции, случайные флюктуации и единственный направляющий фактор эволюции —естественный отбор.

Наследственная гетерогенность(в пределах единогогенофондапопуляции), определяет приспособленность популяции к различным условиям среды обитания и создает столь важный для эволюции резерв наследственнойизменчивости.

Генетическое единствоявляется основной характеристикой популяции, определяющей её центральное положение как элементарной единицы эволюционного процесса так как в пределах популяции в той или иной степени осуществляется свободное скрещивание особей или какой-либо другой внутривидовой группы.

Динамическое равновесие отдельных генотипов, заключается в том что природные популяции насыщены мутациями, главным образом рецессивными, сохраняются в гетерозиготном состоянии под покровом нормального фенотипа. В неограниченно больших популяциях при свободном скрещивании и отсутствии «давления» отбора концентрация аллельных генов и соответствующих генотипов(АА,Aa,aa) они находится в определённом равновесии, описываемом формулой английского математика Г. Харди и немецкого врача В. Вайнберга:

  p²AA+2pqAa+q²aa,

  где коэффициенты р и q — концентрации доминантного и рецессивного генов, выраженные в долях, т. е. р+q=1.