Procesul mutațional al evoluției este una dintre cele mai importante verigi în dezvoltare. În cele mai multe cazuri, are inițial un efect negativ asupra fenotipului indivizilor. Cu toate acestea, fiind recesive, alelele modificate sunt prezente, de regulă, în pool-urile de gene din genotipurile heterozigote pentru locusul corespunzător. Luați în considerare în continuare rolul procesului de mutație în evoluție.
Informații generale
Procesul de mutație este o schimbare ereditară bruscă provocată de o transformare funcțională și structurală bruscă a materialului genetic. Acesta din urmă este organizat într-o ierarhie de diferite elemente, de la situsuri moleculare prezente într-o genă până la cromozomi și genomi. Procesul de mutație este un factor de presiune asupra populației. Ca urmare, frecvența unei alele se modifică în raport cu alta.
Cel mai bun efect
Datorită prezenței alelelor mutante în grupul de gene în genotipul heterozigot, este exclus un impact negativ direct asupra expresiei fenotipice a trăsăturii controlate de această genă.
Datorită puterii hibride (heteroză), multemutațiile în starea heterozigotă contribuie adesea la creșterea viabilității organismului.
Prin conservarea alelelor care nu au valoare adaptativă în mediul actual de existență, dar sunt capabile să o dobândească fie în viitor, fie la dezvoltarea altor nișe ecologice, se formează o rezervă de variabilitate.
Semnificația procesului de mutație
Importanța se datorează faptului că, odată cu apariția constantă a modificărilor spontane și a combinațiilor acestora, la încrucișare apar noi combinații de gene și transformări. Acest lucru, la rândul său, duce inevitabil la ajustări ereditare ale populației. Rolul procesului de mutație este de a crește eterogenitatea genetică. În același timp, fără participarea altor factori, nu este capabil să direcționeze transformarea populației naturale.
Procesul mutațional este o sursă de material elementar, o rezervă de variabilitate. Apariţia transformărilor are un caracter statistic şi probabilistic. Semnificația evolutivă a procesului constă în menținerea eterogenității ridicate a populațiilor naturale, participarea la formarea diferitelor alele și apariția de noi gene. Procesul de mutație creează o gamă completă de variabilitate într-un anumit grup de gene. Cu fluxul său constant, are un caracter nedirecționat și aleatoriu.
Specificații
Procesul de mutație are loc de-a lungul existenței întregii vieți. Unele transformări pot apărea în mod repetat în diferite organisme. Fondurile genetice sunt sub influență constantăproces de mutație. Aceasta compensează probabilitatea mare de pierdere a unei singure modificări într-un număr de generații. În ciuda faptului că procesul de mutație exercită o presiune relativ mică asupra unei singure gene, cu un număr mare de gene, structura genetică suferă modificări semnificative.
Mecanism și rezultat
Ca urmare a încrucișărilor continue, apar multe combinații de alele. Combinatoria genetică examinează în mod repetat semnificația mutațiilor. Ele pătrund în noi genomi, apar în diferite medii genotipice. Numărul potențial de astfel de combinații de material genetic în cadrul oricărei populații este enorm. Cu toate acestea, doar o parte nesemnificativă din numărul teoretic probabil de opțiuni este realizată. Proporția realizată de combinații determină unicitatea aproape fiecărui individ. Acest factor este extrem de important pentru implementarea selecției naturale.
Caracteristici ale manifestării
Mutațiile sunt elementele elementare ale evoluției. Există mai multe tipuri: genomice, cromozomiale, genice. Printre trăsăturile manifestării mutațiilor, ar trebui să evidențiem expresivitatea acestora. Ea reflectă gradul de expresie fenotipică a acestora. În plus, mutațiile sunt caracterizate prin penetrare. Reprezintă frecvența manifestărilor fenotipice într-o singură alelă a unei anumite gene dintr-o populație, indiferent de expresivitate.
Mutații genetice
Ele reprezintă o transformare a secvenței de nucleotide. Procesul de mutație în acest caz schimbă natura acțiunii genei. De obicei, există o transformare moleculară care provoacă un efect fenotipic. Să presupunem că într-o anumită genă, la un anumit punct al codurilor, există un CTT care codifică acidul glutamic. Când se înlocuiește doar o singură nucleotidă, aceasta se poate transforma într-un codon GTT. El va participa la sinteza nu a acidului glutamic, ci a glutaminei. Moleculele proteice originale și mutante sunt diferite, iar acest lucru este probabil să conducă la diferențe secundare de natură fenotipică. Replicarea exactă a noii alele va avea loc până când apare o nouă schimbare. Cu o mutație a genei, apare astfel o serie sau pereche de elemente omoloage. De asemenea, puteți trage concluzia inversă. Prezența variabilității alelice pentru o anumită genă înseamnă că aceasta a suferit mutații la un anumit moment.
Extra
Stare heterozigotă, genotip diploid, „ADN tăcut” - toate acestea sunt capcane pentru mutații. Odată cu degenerarea codului genetic, raritatea apariției transformărilor vorbește despre reparație. Procesele de mutație ar trebui să aibă loc în organismele vii existente cu o anumită frecvență. Ar trebui să fie suficient să provoace schimbări prin care populațiile ar fi aduse la un nou nivel. Mutațiile se găsesc la diferite concentrații. Unii dintre ei ar trebui să participe la procesul istoric de dezvoltare a organismelor vii, contribuind la formarea de noi taxoni. Mutațiile, de regulă, apar fără tranziții, discret șispasmodic. Odată ce apare o schimbare, aceasta este stabilă. Se transmite urmașilor. Mutațiile nu apar într-un mod direcționat. Aceeași modificare poate fi repetată iar și iar.
Valoare adaptivă
Majoritatea noilor mutanți au o viabilitate semnificativ mai mică decât tipul sălbatic/normal. În același timp, se exprimă în grade diferite: de la o stare subvitală, abia vizibilă, la o stare semiletală și letală. În analiza viabilității mutanților Drosophila care au apărut cu modificări ale cromozomului X, la 90% dintre indivizi a fost mai mică decât la cei normali. 10% au avut o stare de supraveghere - vitalitate crescută. În general, valoarea adaptativă a mutanților emergenti este, de regulă, redusă. Se caracterizează prin utilitatea funcțională a caracteristicilor morfologice și fertilitate, vitalitatea fiziologică.
