Головна

Генетична структура популяцій перекрестноразмножающіхся організмів

  1. A. Структура комерційних листів
  2. II. СТРУКТУРА сучасних комп'ютерів
  3. III. Структура і особливості багаторічної підготовки спортсменів
  4. III. Структура складної захисту від подвійного свідомості
  5. VI. Найпростіше «визначення», його призначення і структура
  6. VII.1.2) Правова структура речі.
  7. Адаптації організмів до водного режиму наземно-повітряного середовища

До популяціям перекрестноразмножающіхся організмів відносяться популяції більшості видів тварин і рослин, розмножуються статевим шляхом за допомогою вільного схрещування особин один з одним. Передбачається, що в такій популяції всі особи мають однаковою ймовірністю до випадкового вільного схрещування, яке називається Панміксія. Особливості та закономірності спадковості і мінливості в популяції перекрестноразмножающіхся організмів зазвичай досліджуються на прикладі панміктіческой популяції, де випадкове вільне схрещування особин протікає якщо не відбувається. Природно, що існування такого ідеальній популяції в природі малоймовірно.

При перехресному розмноженні в популяції йде постійна, безперервна гібридизація, результатом якої є максимальна гетерозиготность її за багатьма генами. В основі гетерозиготности популяції лежать такі явища, як генетична різнорідність особин, що вступають в схрещування, і постійний процес рекомбінації генів при перехресному статевому розмноженні. Отже, гібридні особини кожного наступного покоління мають шанси все більш відрізнятися один від одного, а також від особин попередніх поколінь і генотипически і фенотипно. Прикладом служить велика фенотипическая різнорідність у перекрестноопиляющееся жита, ніж у самозапилюватися пшениці.

Вільне схрещування особин з безперервним процесом виникнення нових комбінацій генів, на перший погляд, може привести до безладної мінливості популяції. Однак саме вільне схрещування оберігає її від хаосу в спадкуванні та призводить до стану відносної рівноваги генотипів, алелей і фенотипів. С. С. Четвериков писав: «У самому механізмі вільного схрещування закладений апарат, стабілізуючий чисельності компонентів цієї спільноти. Будь-яке зміна співвідношення цих численностей можливо тільки ззовні і можливо тільки до тих пір, поки діє та зовнішня сила, яка цю рівновагу порушує ».

У 1904 р К. Пірсон встановив закон стабілізуючого схрещування, який в 1908р. підтвердили математик Г. Харді і лікар В. Вайнберг, Запропонувавши незалежно один від одного формулу (формула Харді - Вайнберга), відображає характер розподілу алелей, генотипів і фенотипів в популяції. Позначивши частоту гена А буквою р, а гена а - q, за допомогою решітки Пеннета можна уявити в узагальненому вигляді розподіл алелей в популяції (Таблиця 1).

Таблиця 1 - Розподіл частот генотипів в умовах вільного схрещування при заданих співвідношеннях гамет

 самці  самки
p А q а
p А q а p2 АА pq Аа pq Аа q2 аа

В умовах вільного схрещування співвідношення алелей і генотипів в описаній популяції буде виглядати наступним чином:

р2АА : 2pqAa : а2аа.

Сутність закону стабілізуючого схрещування, як пише Четвериков, зводиться до того, що «в умовах вільного схрещування при будь-якому початковому співвідношенні чисельності гомозиготних і гетерозиготних батьківських форм в результаті першого ж схрещування всередині спільноти встановлюється стан рівноваги ...» і, як би не було порушено ззовні це рівновагу, «... в результаті першого ж за тим схрещування всередині спільноти встановлюється нова рівновага і зберігається до тих пір, поки якась зовнішня сила знову не виведе його з цього стану».

Формула Харді - Вайнберга відображає співвідношення в популяції особин з домінантними і рецесивними ознаками, відносну частоту гомозигот і гетеро-зигот, частоту алелей по одному локусу. За допомогою цієї формули можна розрахувати в заданій популяції зазначені частоти. Наприклад, в Балтіморі в популяції з 5000 чоловік 3200 (64%) мають здатність згортати язик трубочкою (домінантна ознака, детермінований геном R), а 1800 (36%) осіб такою здатністю не володіють (рецесивний ген г). Отже, частота гомозигот рр дорівнює 0,36, а осіб з генотипами RR и Rr - 0,64. Виходячи з того, що частота рр, т. е. q2 = 0,36, q = 0,6 (vq2), Атак як p + q = 1, то р = 1 - q = 0,4, т. Е. Частота аллеля R (р) складе 0,4. За формулою Харді - Вайнберга можна визначити і частоту гомозигот RR і гетерозигот Rr. Якщо р = 0,4, то р2 = 0,16, т. Е. Частота осіб з генотипом RR складе 16%. Частота гетерозигот дорівнює 2pq - 0,48, або 48% (2 · 0,4 · 0,6).

Таким чином, користуючись формулою Харді - Вайнберга і маючи дані по частоті в популяції будь-якого рецесивного ознаки (наприклад, альбінізм, глухота), можна визначити приблизну частоту гена і гетерозиготних носіїв його в популяції. Вона демонструє зв'язок між частотами алелей одного гена, співвідношення в популяції особин з генотипами АА, Аа и аа, відображає закономірності успадкування тільки в панміктіческой популяціях і для самоопилітелей непридатна.

Однак і в популяціях вільно перехресних особин ця формула придатна лише для простих випадків моногенного аутосомного успадкування. При цьому частота певних фенотипів залежить не тільки від частоти алелі, а й від того, домінантою він або рецессивен. Прояв домінантної ознаки в свою чергу пов'язано як з частотою контролюючого його гена в популяції, так і зі ступенем вираженості (експресивності) і пенетрантности самого ознаки.

Формула Харді - Вайнберга може бути застосовна для визначення частот генів і генотипів лише на якийсь даний момент в заданій популяції, де дотримуються наступні необхідні умови:

u популяція повинна бути досить численною, Щоб уникнути помилок в статистичному аналізі;

u всі особини популяції повинні володіти однаковою ймовірністю до схрещування;

u всі особини повинні з однаковою ймовірністю утворювати всі типи гамет;

u всі типи гамет повинні бути однаково життєздатними;

u мутації гена, за яким ведеться розрахунок, повинні бути дуже рідкісними, щоб їх частотою можна було б знехтувати, або ж частота прямих і зворотних мутацій повинна бути однаковою;

u всі особини повинні бути однаково життєздатними, т. е. виключається дію природного відбору;

u популяція повинна бути максимально ізольованою, апроцесси міграції рідкісними або ж зовсім відсутні.

Ці умови в природних популяціях нереальні. Популяція постійно змінює свою генетичну структуру внаслідок виникнення нових мутацій, дії природного відбору, міграції особин однієї популяції в іншу і т. Д. Зміна рівноважного стану по аллелям і генотипам в популяції характеризує мінливість її, т. Е. Генетичну динаміку.

 




Системні мутації. спонтанні мутації | Закон гомологічних рядів спадкової мінливості М. І. Вавилова | неспадкова мінливість | Внизу -стрелоліст з надводними, плаваючими і підводними листям | Диференціація і детермінація | Транскрипція і ампліфікація генів в оогенезі | Диференціальна активність генів в онтогенезі | Роль генетичних факторів у визначенні тривалості життя | Генетична структура популяцій. типи популяцій | Генетична структура популяції апоміктов |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати