Генетическая изменчивость

Наличие или возникновение генетических различий

Генетическая изменчивость – это либо наличие, либо возникновение генетических различий. Его определяют как «формирование особей, различающихся по генотипу , или наличие генотипически различных особей в отличие от экологически обусловленных различий, которые, как правило, вызывают лишь временные, ненаследственные изменения фенотипа » . ^[1] Генетическая изменчивость популяции важна для биоразнообразия . ^[2]

Причины

Существует множество источников генетической изменчивости в популяции:

• Гомологичная рекомбинация является важным источником 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 формирование потомства. Рекомбинация случайна ^{и управляется} собственным набором генов ^. Контроль генов означает, что частота рекомбинации варьируется.
• Иммиграция , эмиграция и перемещение – каждое из них представляет собой 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 размножается. ^[3]
• Полиплоидия - наличие более двух гомологичных хромосом позволяет осуществлять еще большую рекомбинацию во время мейоза, что приводит к еще большей генетической изменчивости у потомства.
• Диффузные центромеры - у бесполых организмов, у которых потомство является точной генетической копией родителя, источники генетической изменчивости ограничены. Однако одна вещь, которая увеличивает изменчивость, — это диффузные, а не локализованные центромеры . Диффузия позволяет хроматидам разделяться разными способами, что приводит к фрагментации хромосом и полиплоидии, создавая большую изменчивость. ^[4]
• Генетические мутации – способствуют генетической изменчивости внутри популяции и могут иметь положительное, отрицательное или нейтральное влияние на приспособленность. ^[5] Эта изменчивость может быть легко распространена среди популяции путем естественного отбора, если мутация увеличивает приспособленность затронутого индивидуума, а ее последствия будут минимизированы/скрыты, если мутация является вредной. Однако чем меньше популяция и ее генетическая изменчивость, тем больше вероятность того, что рецессивные/скрытые вредные мутации проявятся, вызывая генетический дрейф . ^[5]

Повреждения ДНК очень часты и происходят в среднем более 60 000 раз в день на клетку у человека из-за метаболических или гидролитических процессов, что суммируется с повреждением ДНК (естественным образом) . Большинство повреждений ДНК точно устраняются с помощью различных механизмов репарации ДНК . Однако некоторые повреждения ДНК сохраняются и приводят к мутациям.

Похоже, что большинство спонтанно возникающих мутаций возникают в результате склонной к ошибкам репликации (синтеза транс-повреждений) после повреждения ДНК в цепи матрицы. Например, у дрожжей более 60% спонтанных замен и делеций одноосновных пар, вероятно, вызваны синтезом транслейкоза . ^[6] Другим важным источником мутаций является неточный процесс репарации ДНК, негомологичное соединение концов, которое часто используется для восстановления двухцепочечных разрывов ДНК. ^[7] (См. также Мутация .) Таким образом, кажется, что повреждения ДНК являются основной причиной большинства спонтанных мутаций, либо из-за склонной к ошибкам репликации прошлых повреждений, либо из-за склонного к ошибкам восстановления повреждений.

Факторы, уменьшающие генетическую изменчивость

Есть много источников, которые уменьшают генетическую изменчивость в популяции:

• Утрата среды обитания, в том числе:
  • Фрагментация среды обитания приводит к нарушению непрерывности среды обитания организма, поэтому скрещивание ограничивается. Фрагментация может быть вызвана многими факторами, включая геологические процессы или антропогенные события. Фрагментация может привести к генетическому дрейфу и снижению местного генетического разнообразия .
  • Изменение климата – это резкое и устойчивое изменение погодных условий. Вытесняя виды из их фундаментальной ниши , изменение климата может уменьшить размер популяции и, следовательно, снизить генетическую изменчивость.
• Эффект основателя , который возникает, когда популяция основана несколькими особями.

Смотрите также

• Развиваемость
• Генетическая вариация человека
  • Персонализированная медицина

Рекомендации

1. Ригер, Р.; Михаэлис, А.; Грин, М.М. (1968), Глоссарий генетики и цитогенетики: классическая и молекулярная , Нью-Йорк: Springer-Verlag, ISBN. 9780387076683
2. Соуза, П., Фруф, Э., Харрис, DJ, Алвес, ПК и Мейден, А., ван дер. 2011. Генетическое разнообразие магрибских готтентотских скорпионов (Scorpiones: Buthidae) на основе CO1: новые сведения о филогении и распространении рода. Африканские беспозвоночные 52 (1). «Архивная копия». Архивировано из оригинала 4 октября 2011 г. Проверено 3 мая 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
3. Эрих, Дороти; Пер Эрик Йорде (2005). «Высокая генетическая изменчивость, несмотря на большую амплитуду популяционных циклов леммингов». Журнал маммологии . 86 (2): 380–385. дои : 10.1644/BER-126.1 .
4. Линхарт, Ян; Джанет Геринг (2003). «Генетическая изменчивость и ее экологические последствия для клонального растения Carex scopulurum Holm. В тундре Колорадо». Арктические, антарктические и альпийские исследования . 35 (4): 429–433. doi :10.1657/1523-0430(2003)035[0429:GVAIEI]2.0.CO;2. ISSN  1523-0430. S2CID  86464133.
5. Уиллс, Кристофер (1980). Генетическая изменчивость . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-857570-2.
6. Кунц Б.А., Рамачандран К., Вонаркс Э.Дж. (апрель 1998 г.). «Анализ последовательности ДНК спонтанного мутагенеза у Saccharomyces cerevisiae». Генетика . 148 (4): 1491–505. дои : 10.1093/генетика/148.4.1491. ПМК 1460101 . ПМИД  9560369. 
7. Уэртас П. (январь 2010 г.). «Резекция ДНК у эукариот: решаем, как исправить разрыв». Нат. Структура. Мол. Биол . 17 (1): 11–6. дои : 10.1038/nsmb.1710. ПМК 2850169 . ПМИД  20051983.