Мутаційний процес як фактор еволюції

Мутаційний процес еволюції є одним з найважливіших ланок розвитку. У більшості випадків спочатку він справляє негативний вплив на фенотип особин. Однак, будучи рецесивними, змінені аллели є, як правило, в генофондах в гетерозиготних генотипах за відповідним локусу. Розглянемо далі роль мутаційного процесу в еволюції.

Загальні відомості

Мутаційний процес - спадкове раптова зміна, спровоковане різкою функціональної і структурною трансформацією генетичного матеріалу. Останній організований в ієрархію різних елементів: від молекулярних сайтів, присутніх всередині гена, до хромосом і геномів. Мутаційний процес - фактор тиску на популяцію. Внаслідок нього частота одного аллеля змінюється по відношенню до іншого.

позитивний ефект

За рахунок присутності мутантних алелів в генофонді в гетерозиготному генотипі виключається безпосереднє негативний вплив на фенотипічні вираз того ознаки, який контролюється даним геном.

За рахунок гібридної потужності (гетерозису) багато мутації в гетерозиготному стані найчастіше сприяють підвищенню життєздатності організму.

За допомогою збереження алелей, які не володіють пристосувальної цінністю в справжньому середовищі існування, але здатні її придбати або в майбутньому, або при освоєнні інших екологічних ніш, формується резерв мінливості.

Значення мутаційногопроцесу

Важливість обумовлюється тим, що при постійному виникненні спонтанних змін і їх поєднань при схрещуванні виникають нові комбінації генів і трансформацій. Це, в свою чергу, неминуче призводить до спадкових коректувань в популяції. роль мутаційногопроцесу складається в підвищенні генетичної гетерогенності. Разом з тим без участі інших факторів він не в змозі направляти трансформацію природної популяції.

Мутаційний процес - джерело елементарного матеріалу, резерву мінливості. Поява трансформацій володіє статистичним і імовірнісним характером. Еволюційне значення процесу полягає в підтримці високої гетерогенності природних популяцій, участі у формуванні різноманітних алелів і виникненні нових генів. Мутаційний процес створює повний спектр мінливості конкретного генофонду. При своєму постійному плині він володіє ненаправленим і випадковим характером.

специфіка

мутаційний процес відбувається на протязі існування всього життя. Деякі трансформації можуть виникати багаторазово у різних організмів. Генофонди знаходяться під постійним впливом мутаційногопроцесу. Цим компенсується висока ймовірність втрати в ряду поколінь одиничного зміни. Незважаючи на те що мутаційний процес надає щодо невеликий тиск на окремо взятий ген, при великій кількості останніх генетична структура піддається істотним змінам.

Механізм і результат

В результаті безперервних схрещувань з`являється безліч поєднань алелей. Генетична комбінаторика багаторазово досліджує значення мутацій. Вони проникають в нові геноми, з`являються в різних генотипових середовищах. Потенційна кількість таких поєднань генетичного матеріалу в рамках будь-якої популяції величезна. Однак реалізується тільки незначна частина з теоретично можливого числа варіантів. Здійсненої часткою комбінацій визначається унікальність практично кожної особини. Цей фактор дуже важливий для реалізації природного відбору.

Відео: мутаційний процес і методи його вивчення - Олексій Кондрашов

особливості прояву

Мутації є елементарний матеріал еволюції. Існує кілька їх типів: геномні, хромосомні, генні. Серед особливостей прояву мутацій слід виділити їх експресивність. Вона відображає ступінь їх фенотипической вираженості. Крім цього, мутацій властива пенетрантность. Вона являє собою частоту фенотипічних проявів у одного аллеля конкретного гена в популяції незалежно від експресивності.

Відео: Уроки біології: популяційні хвилі (вип. 14)

генні мутації

Вони являють собою трансформацію послідовності нуклеотидів. Мутаційний процес в цьому випадку змінює характер дії гена. Зазвичай має місце молекулярна трансформація, що викликає фенотипический ефект. Припустимо, що в певному гені в конкретній точці кодів є ЦТТ, що кодує глутамінової кислоти. При заміні тільки одного нуклеотиду він може перетворитися в кодон ГТТ. Він братиме участь в синтезі НЕ глутамінової кислоти, а глутаміну. Вихідна і мутантна білкові молекули відрізняються, і, ймовірно, це спричинить вторинні відмінності фенотипического характеру. Точна реплікація нового аллеля відбуватиметься до моменту, поки не трапиться нова зміна. При генної мутації таким чином виникає серія або пара гомологічних елементів. Можна зробити і зворотний висновок. Наявність аллельной мінливості з того чи іншого гену означає, що він в певний час піддавався мутації.

додатково

Гетерозиготное стан, диплоїдний генотип, "мовчить ДНК" - Все це пастки для мутацій. При вирожденність генетичного коду рідкості виникнення трансформацій говорять про репарації. Мутаційні процеси повинні виникати у існуючих живих організмів з певною частотою. Вона повинна бути достатньою для того, щоб викликати зміни, за допомогою яких популяції виводилися б на новий рівень. Мутації виявляються в різних концентраціях. Частина з них повинна брати участь в історичному процесі розвитку живих організмів, сприяючи формуванню нових таксонів. Мутації, як правило, з`являються без переходів, дискретно і стрибкоподібно. Що з`явилося одного разу зміна стійко. Воно передається нащадкам. Мутації виникають не направлено. Одне і те ж зміна здатне повторюватися неодноразово.

Відео: Мінливість організмів. урок біології

адаптивна цінність

Велика частина нових мутантів відрізняється істотно низькою життєздатністю, ніж дикий / нормальний тип. При цьому вона виражається в різному ступені: від субвітальних ледь помітного до напівлетальний і летального стану. При аналізі життєздатності мутантів мухи дрозофіли, що виникли під час зміни в Х-хромосомі, у 90% особин вона була нижче, ніж у нормальних. У 10% відзначалося супервітальное стан - підвищена життєздатність. В цілому ж адаптивна цінність з`явилися мутантів, як правило, знижена. Вона характеризується функціональної корисністю морфологічних ознак і плодовитістю, фізіологічної життєздатністю.