Mutacyjny proces ewolucji jest jednym z najważniejszych ogniw w rozwoju. W większości przypadków ma początkowo niekorzystny wpływ na fenotyp osobników. Jednakże, będąc recesywnymi, zmienione allele są z reguły obecne w pulach genów w heterozygotycznych genotypach dla odpowiedniego locus. Rozważ dalej rolę procesu mutacji w ewolucji.
Informacje ogólne
Proces mutacji to dziedziczna nagła zmiana wywołana ostrą funkcjonalną i strukturalną transformacją materiału genetycznego. Ta ostatnia jest zorganizowana w hierarchię różnych elementów, od miejsc molekularnych obecnych w genie po chromosomy i genomy. Proces mutacji jest czynnikiem presji na populację. W rezultacie częstotliwość jednego allelu zmienia się w stosunku do innego.
Najlepszy efekt
Ze względu na obecność zmutowanych alleli w puli genów w genotypie heterozygotycznym wyklucza się bezpośredni negatywny wpływ na ekspresję fenotypową cechy kontrolowanej przez ten gen.
Ze względu na moc hybrydową (heteroza), wielemutacje w stanie heterozygotycznym często przyczyniają się do zwiększenia żywotności organizmu.
Poprzez zachowanie alleli, które nie mają wartości adaptacyjnej w obecnym środowisku egzystencji, ale są w stanie je pozyskać w przyszłości lub podczas rozwijania innych nisz ekologicznych, tworzy się rezerwa zmienności.
Znaczenie procesu mutacji
Ważność wynika z faktu, że przy ciągłym występowaniu spontanicznych zmian i ich kombinacji podczas krzyżowania powstają nowe kombinacje genów i przekształcenia. To z kolei nieuchronnie prowadzi do dziedzicznych zmian w populacji. Rolą procesu mutacji jest zwiększenie heterogeniczności genetycznej. Jednocześnie bez udziału innych czynników nie jest w stanie kierować przemianami naturalnej populacji.
Proces mutacji jest źródłem materiału elementarnego, rezerwą zmienności. Pojawienie się przekształceń ma charakter statystyczny i probabilistyczny. Ewolucyjne znaczenie tego procesu polega na utrzymaniu wysokiej heterogeniczności naturalnych populacji, udziale w tworzeniu różnych alleli i powstawaniu nowych genów. Proces mutacji tworzy pełen zakres zmienności w określonej puli genów. Przy stałym przepływie ma charakter nieukierunkowany i losowy.
Szczegóły
Proces mutacji zachodzi przez całe życie. Niektóre przemiany mogą zachodzić wielokrotnie w różnych organizmach. Pule genów są pod ciągłym wpływemproces mutacji. Rekompensuje to wysokie prawdopodobieństwo utraty pojedynczej zmiany w wielu pokoleniach. Pomimo tego, że proces mutacji wywiera stosunkowo niewielką presję na pojedynczy gen, przy dużej ich liczbie, struktura genetyczna ulega znacznym zmianom.
Mechanizm i wynik
W wyniku ciągłego krzyżowania pojawia się wiele kombinacji alleli. Kombinatoryka genetyczna wielokrotnie bada znaczenie mutacji. Wnikają w nowe genomy, pojawiają się w różnych środowiskach genotypowych. Potencjalna liczba takich kombinacji materiału genetycznego w każdej populacji jest ogromna. Jednak tylko znikoma część z teoretycznie prawdopodobnej liczby opcji jest realizowana. Zrealizowana proporcja kombinacji decyduje o wyjątkowości niemal każdego osobnika. Ten czynnik jest niezwykle ważny dla realizacji doboru naturalnego.
Cechy manifestacji
Mutacje to podstawa ewolucji. Istnieje kilka typów: genomowy, chromosomowy, genowy. Wśród cech manifestacji mutacji należy podkreślić ich ekspresję. Odzwierciedla stopień ich ekspresji fenotypowej. Ponadto mutacje charakteryzują się penetracją. Reprezentuje częstotliwość manifestacji fenotypowych w pojedynczym allelu określonego genu w populacji, niezależnie od ekspresji.
Mutacje genów
Reprezentują one transformację sekwencji nukleotydowej. Proces mutacji w tym przypadku zmienia charakter działania genu. Zwykle zachodzi transformacja molekularna, która powoduje efekt fenotypowy. Załóżmy, że w pewnym genie, w pewnym punkcie kodów, znajduje się CTT kodujący kwas glutaminowy. Zastępując tylko jeden nukleotyd, może on przekształcić się w kodon GTT. Będzie uczestniczył w syntezie nie kwasu glutaminowego, ale glutaminy. Pierwotne i zmutowane cząsteczki białka są różne, co prawdopodobnie prowadzi do wtórnych różnic o charakterze fenotypowym. Dokładna replikacja nowego allelu nastąpi do momentu pojawienia się nowej zmiany. Wraz z mutacją genu powstaje seria lub para elementów homologicznych. Możesz również wyciągnąć przeciwny wniosek. Obecność zmienności allelicznej dla konkretnego genu oznacza, że został on zmutowany w określonym czasie.
Dodatkowe
Stan heterozygotyczny, genotyp diploidalny, „nieme DNA” – wszystko to są pułapki na mutacje. Wraz z degeneracją kodu genetycznego rzadkość występowania przekształceń mówi o naprawie. Procesy mutacji powinny zachodzić w istniejących organizmach żywych z określoną częstotliwością. Powinno wystarczyć spowodowanie zmian, dzięki którym populacje zostaną wyniesione na nowy poziom. Mutacje występują w różnych stężeniach. Część z nich powinna uczestniczyć w historycznym procesie rozwoju organizmów żywych, przyczyniając się do powstawania nowych taksonów. Mutacje z reguły pojawiają się bez przejść, dyskretnie ispazmatycznie. Gdy nastąpi zmiana, jest stabilna. Jest przekazywany potomstwu. Mutacje nie występują w sposób ukierunkowany. Ta sama zmiana może być powtarzana w kółko.
Wartość adaptacyjna
Większość nowych mutantów ma znacznie niższą żywotność niż typ dziki/normalny. Jednocześnie wyraża się w różnym stopniu: od stanu podżyciowego, ledwo zauważalnego do stanu pół-śmiercionośnego i śmiertelnego. W analizie żywotności mutantów Drosophila, które pojawiły się wraz ze zmianami w chromosomie X, u 90% osobników była ona niższa niż u normalnych. 10% miało stan nadżyciowy - zwiększoną witalność. Ogólnie rzecz biorąc, wartość adaptacyjna powstających mutantów jest z reguły obniżona. Charakteryzuje się funkcjonalną użytecznością cech morfologicznych oraz płodnością, witalnością fizjologiczną.
