ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА

Презентация по биологии Изменения генофонда популяций

ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА

Инфоурок › Биология ›Презентации›Презентация по биологии Изменения генофонда популяций

Важно! Узнайте, чем закончилась проверка учебного центра “Инфоурок”? ✖

.

Запустите файл

1. Сохраните файл

2. Кликните на скачанный файл

3. Нажмите Запустить

1. Кликните на значок ↓

2. Появится файл, дважды кликните на него

1. Нажмите Сохранить

2. Кликните на значок ↓

3. Появится файл, кликните на него

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайдОписание слайда:

Изменения генофонда популяций

2 слайдОписание слайда:

Что такое генофонд популяции? Обладая специфическим генофондом, находящимся под контролем естественного отбора, популяции играют важнейшую роль в эволюционных преобразованиях вида. Все процессы, ведущие к изменениям вида, начинаются на уровне видовых популяций .

3 слайдОписание слайда:

Генетическое равновесие в популяциях. Частота встречаемости различных аллелей в популяции определяется: частотой мутаций, давлением отбора, иногда обменом наследственной информации с другими популяциями в результате миграций особей.

При относительном постоянстве условий и высокой численности популяции все указанные процессы приводят к состоянию относительного равновесия.

В результате генофонд таких популяций становится сбалансированным, в нем устанавливается генетическое равновесие, или постоянство частот встречаемости различных аллелей.

4 слайдОписание слайда:

Причины нарушения генетического равновесия. Изменения генофонда Направленные Ненаправленные

5 слайдОписание слайда:

НЕНАПРАВЛЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ 1. Мутации – внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению признаков организма

6 слайдОписание слайда:

2. Популяционные волны- регулярные колебания численности популяции, связанные с периодическими изменениями интенсивности факторов внешней среды.

7 слайдОписание слайда:

Популяционные волны В любой популяции происходят периодические колебания численности особей, причинами которых служат различные абиотические и биотические факторы среды. Наиболее ярко это проявляется у быстроразмножающихся видов, например у мышевидных грызунов примерно раз в 4 года численность возрастает многократно. Затем вновь происходит резкий спад численности.

8 слайдОписание слайда:

Популяционные волны Причины уменьшения численности различны — это и недостаток кормовой базы, и пресс хищников, численность которых при обильном питании резко возрастает, и вспышки эпидемий, и природные катаклизмы.

Например, при половодье или наводнении погибает большая часть популяции грызунов, генофонд ее при этом резко и случайно изменяется.

Изменяется и частота встречаемости различных аллелей генов, частота встречаемости редких аллелей при этом может резко возрасти.

9 слайдОписание слайда:

Популяционные волны Резкие возрастания численности часто наблюдаются при попадании видов в новые условия обитания, где благоприятные условия и отсутствуют хищники и паразиты. Так, например, было с распространением опунции и расселением кроликов в Австралии.

Опунцию завезли в Австралию и использовали в качестве живой изгороди, в отсутствии естественных врагов она расселилась и резко сократила полезные площади пастбищ. Это нашествие смогли остановить только с помощью гусениц кактусовой моли, специально привезенной с Американского континента.

Благодарные австралийцы даже поставили памятник этому насекомому.

10 слайдОписание слайда:

Популяционные волны Подобная же история случилась и с кроликами, когда в Австралии в 1859 году выпустили 12 пар кроликов. Через 40 лет их количество составляло несколько сотен миллионов особей.

11 слайдОписание слайда:

Популяционные волны Остановить это нашествие попробовали с помощью самой длинной изгороди в мире – от побережья до побережья.

12 слайдОписание слайда:

Популяционные волны Но справиться смогли только с помощью вирусной инфекции — выпускали в популяции кроликов, зараженных вирусом миксоматоза. Первое время смертность во многих популяциях была стопроцентной, однако впоследствии она снизилась, вероятно появились линии кроликов, невосприимчивые к болезни.

13 слайдОписание слайда:

3. Дрейф генов – Случайное и ненаправленное изменение частот аллелей в популяции. Эффект «бутылочного горлышка»

14 слайдОписание слайда:

Дрейф генов Дрейф генов как фактор эволюции был раскрыт российскими учеными генетиками Н.П.Дубининым и Д.Д.Ромашевым и зарубежными учеными американцем С.Райтом и англичанином Р.Фишером.

Он касается малочисленных популяций с генофондом, ограниченным небольшим количеством генотипов в популяции.

Генофонд таких популяций, в силу различных процессов, через несколько поколений может резко измениться, изменится частота встречаемости аллелей различных генов.

15 слайдОписание слайда:

С.Райт экспериментально доказал это. Скрестив две линии мух – с красными глазами и белыми глазами он получил гибридов с красными глазами и генотипом Аа. Соотношение аллелей А и а было 1:1. С.Райт посадил в пробирки по две пары гетерозиготных по аллелю А (Аа) особей. В потомстве от гибридов ожидалось ¾ особей с красными глазами, ¼ – с белыми. Дрейф генов

16 слайдОписание слайда:

Через 16 поколений оба аллеля оказались в различных соотношениях в 26 популяциях из 96 исходных, в 29 популяциях был утрачен доминантный аллель А, в 41 популяции был утрачен аллель а. Процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции получил название дрейфа генов, что сказывается на дальнейшей эволюции вида. Дрейф генов

17 слайдОписание слайда:

Другой сходный процесс американский биолог Э.Майр назвал эффектом основателя. Популяции многих видов, обитающие в труднодостижимых местах, происходят от одной или нескольких особей и частоты аллелей в таких популяциях могут сильно отличаться от частот генов в исходных популяциях.

Например, частоты аллелей IА и IВ у коренного населения Северо-Восточной Азии колеблются в пределах от 5 до 30%, а американских индейцев предками которых были монголоидные племена, проникшие по Берингийскому мосту на Аляску оба аллеля отсутствуют или крайне редки.

Эрнст Майр Дрейф генов

18 слайдОписание слайда:

4. Миграции – перемещение части популяции в новое место обитания Миграции сопровождаются потоком генов – обменом генами между разными популяциями одного вида в результате свободного скрещивания их особей

19 слайдОписание слайда:

5. Изоляция популяций – является важным фактором, препятствующим скрещиванию особей различных популяций, а следовательно обмену генами между ними

20 слайдОписание слайда:

Географическая изоляция Белый и бурый медведи географически изолированы и приспособились к жизни в разных экологических условиях.

21 слайдОписание слайда:

Экологическая изоляция Экологическая изоляция связана с различными экологическими условиями, в которых обитают различные популяции. Движущая форма отбора приводит к изменению генофонда популяций, расхождению признаков и, в конечном счете, образованию новых видов. Так, например, образовались различные виды лютиков.

22 слайдОписание слайда:

Экологическая изоляция Экологическая изоляция может вызываться несовпадением сроков размножения особей различных популяций, например, некоторые лососевые рыбы нерестятся через год, в четный год на нерест приходит одна популяция, в нечетный — другая. Разные популяции форели озера Севан нерестятся в разных горных реках и ручьях, что также приводит к репродуктивной изоляции и может послужить начальным этапом видообразования, называемого экологическим видообразованием.

23 слайдОписание слайда:

Экологическая изоляция Рыжая лиса и песец также обитают в разных экологических условиях, отбор привел к различиям в генофонде и морфологическим различиям. Таким образом, кроме наследственной изменчивости и естественного отбора к факторам эволюции относятся дрейф генов, популяционные волны и изоляция.

24 слайдОписание слайда:

Направленные изменения генофонда-происходят вследствие естественного отбора. Естественный отбор приводит к последовательному возрастанию частот одних генов (полезных в данных условиях) и к снижению других. Вследствие естественного отбора в генофонде популяций закрепляются полезные гены, т. е.

благоприятствующие выживанию особей в данных условиях среды. Их доля возрастает, и общий состав генофонда меняется.

Изменения генофонда под действием естественного отбора приводят и к изменениям фенотипов, особенностей внешнего строения организмов, их поведения и образа жизни, а в конечном итоге — к лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды.

.

Запустите файл

1. Сохраните файл

2. Кликните на скачанный файл

3. Нажмите Запустить

1. Кликните на значок ↓

2. Появится файл, дважды кликните на него

1. Нажмите Сохранить

2. Кликните на значок ↓

3. Появится файл, кликните на него

Общая информация

.

Запустите файл

1. Сохраните файл

2. Кликните на скачанный файл

3. Нажмите Запустить

1. Кликните на значок ↓

2. Появится файл, дважды кликните на него

1. Нажмите Сохранить

2. Кликните на значок ↓

3. Появится файл, кликните на него

Источник: https://infourok.ru/prezentaciya-po-biologii-izmeneniya-genofonda-populyaciy-3301334.html

Изменение генофонда популяций

ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА

Вспомним что, популяция — это группа одновидовых организмов, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.

Каждая популяция характеризуется своим специфическим набором генов (генофондом) с присущим только данной популяции соотношением частот встречаемости разных аллелей.

Что значит частота аллеля? Рассмотрим очень маленькую популяции. Пусть в ней будет только два человека. С карими глазами и его генотип по этому признаку будет Вb (бэ-большое, бэ-малое). Где В (Бэ-большое) отвечает за карий цвет глаз, а b (бэ-малое) за голубой.

Второй человек с голубыми глазами с генотипом bb (бэ-малое, бэ-малое), то есть (рецессивная гомозигота). Вот аллель голубых глаз, какова его частота? В этой популяции есть ровно четыре аллеля ― это 100 %. Частота аллеля b (бэ-малое) составляет 75%, а частота аллеля карих глаз 25%.

Частота аллеля относится к частоте генотипов, хромосоме каждой из особей в популяции. Частота аллеля не является частотой фенотипов.

Итак, частотой аллеля называют отношение количества изучаемых аллелей у всех особей к общему количеству аллелей в популяции.

Генетическое равновесие в популяциях

Генетическое равновесие популяции или постоянство частот встречаемости различных аллелей — это сбалансированное состояние генофонда популяций, которое стабильно и практически не меняется. То есть когда частота аллей различных генов в популяции постоянна.

Генетическое равновесие в популяции наблюдается при относительном постоянстве условий среды и высокой численности популяции.

Однако генетическое равновесие часто нарушается из-за различных факторов.

В каждой достаточно долго существующей совокупности особей могут спонтанно возникать различные мутации, которые в дальнейшем комбинируются (перемешиваются) с разными, уже имеющимися наследственными свойствами.

Каждый аллель из тех, что мы наблюдаем в популяциях, когда-то возник в результате мутации.

Под действием мутаций, которые закрепляются в генофондах популяций, происходит нарушение генетического равновесия, изменяются виды, что ведёт к эволюции организмов.

В поколении закрепляются только те мутации, которые способствуют выживанию вида. Тогда как организм с неблагоприятными мутациями погибает и не даёт потомство. Следовательно, такая мутация в популяции закрепляться не будет.

Рассмотрим причины нарушения генетического равновесия

В популяциях имеются большие запасы таких аллелей, которые не приносят ей какой-либо пользы в данном месте или в данное время; они сохраняются в популяции в гетерозиготном состоянии, пока в результате изменения условий среды вдруг не окажутся полезными.

Как только условия среды изменяются, частота новых аллелей под действием отбора начинает возрастать, и в конечном счёте они становятся основным генетическим материалом.

Примером подобной адаптации служит эволюция видов насекомых, устойчивых к инсектицидам. При введении в практику нового инсектицида (яда, действующего на насекомых) для успешной борьбы с насекомым-вредителем бывает достаточно небольшого его количества. С течением времени концентрацию инсектицида приходится повышать, пока, наконец, он не оказывается недейственным.

Гены, способные обеспечить устойчивость к инсектицидам, очевидно, имелись в каждой из популяций этих видов; их действие и обеспечило в конечном итоге снижение эффективности ядов, использованных для борьбы с вредителями.

Особи, которые не имеют каких-то необходимых свойств для выживания «полезные» гены, не выдерживают конкуренции и погибают.

Так по прошествии какого-то времени, в результате естественного отбора происходит исчезновение одних признаков и эволюция других, а вместе с этим изменение генофонда популяции. То есть действие естественного отбора приводит к направленным изменениям генофонда популяции — повышению частот «полезных» генов.

Однако изменение генофонда может быть и ненаправленным, то есть случайным.

Какие факторы влияют на такое изменение? Давайте разберёмся.

Ненаправленные, случайные изменения генофонда могут происходить, например, из-за миграции организмов.

Миграция ─ это перемещение части популяции в новое место обитания.

Например, если небольшая часть животных или растений поселяется на новом месте, то генофонд вновь образованной популяции будет естественно меньше генофонда родительской популяции.

И если редкие гены, которые ранее не проявлялись в родительской популяции, находятся в генотипах мигрировавшей популяции, то теперь они могут быстро распространяться (вследствие полового размножения) среди особей новой популяции.

И наоборот ранее широко распространённые гены, которые были у многих особей родительской популяции, но отсутствуют у особей мигрировавшей популяции, не проявляются.

Ненаправленные, случайные изменения генофонда могут происходить и в случаях, когда популяция разделяется на две неравные части естественными или искусственными барьерами.

Например, построенная бобрами плотина может разделить обитавшую в реке популяцию рыб на две части.

Генофонд малой популяции, который берет начало от малого количества особей, может, опять же в силу случайных причин, отличаться от генофонда исходной по составу.

Он будет нести в себе только те генотипы, которые случайно подобрались среди малого числа основателей новой популяции. Редкие аллели могут оказаться обычными в новой популяции, возникшей в результате её обособления от исходной популяции.

Ненаправленные, случайные изменения генофонда могут происходить также из-за различных природных катастроф.

Например, после пожара в лесу остаются выжившими лишь немногие организмы.

В таких популяциях состав генофонда будет сформирован из случайно подобранных генотипов.

Вслед за спадом численности начинается массовое размножение, начало которому даёт немногочисленная группа. Генетический состав этой группы определит генетическую структуру всей популяции в период её расцвета.

При этом некоторые мутации могут совсем исчезнуть, а концентрация других — резко повысится.

Набор генов, оставшихся у живых особей, может несколько отличаться от того, который существовал в популяции до катастрофы.

Резкие колебания численности популяций, чем бы они ни были вызваны, изменяют частоту аллелей в генофонде популяций.

Чем меньше численность популяции, тем выше вероятность потери редких генов, тем большее влияние оказывают на состав генофонда случайные факторы.

Периодические колебания численности свойственны почти всем организмам.

Эти колебания изменяют частоту генов в популяциях, возникающих на смену друг другу.

Примером являются некоторые насекомые; только малое их количество выживает после зимы. Эта малая доля даёт начало новой летней популяции, её генофонд часто отличается от генофонда популяции, существовавшей год назад.

Таким образом, действие случайных факторовобедняет и изменяет генофонд малой популяции по сравнению с его исходным состоянием.

Явление изменения состава генофонда, под действием случайных факторов называется дрейфом генов.

В результате дрейфа генов может сложиться жизнеспособная популяция со своеобразным генофондом, во многом случайным, поскольку отбор в данном случае не играл ведущей роли.

По мере увеличения численности особей вновь восстановится действие естественного отбора, который будет распространяться уже на новый генофонд, приводя к его направленным изменениям.

Совокупность всех этих процессов может привести к обособлению нового вида.

Итак, мы рассмотрели с вами факторы, которые влияют на случайное изменение генофонда ― ненаправленное.

И сказали, что направленное изменение генофонда происходит благодаря естественному отбору.

Естественный отбор — это основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.

Естественный отбор приводит к последовательному возрастанию частот одних генов (полезных в данных условиях) и к снижению других.

Вследствие естественного отбора в генофонде популяций закрепляются полезные гены, т. е. благоприятствующие выживанию особей в данных условиях среды.

Их доля возрастает, и общий состав генофонда меняется.

Изменения генофонда под действием естественного отбора должны приводить и к изменениям фенотипов, то есть особенностей внешнего строения организмов, их поведения и образа жизни, а в конечном итоге — к лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды.

Источник: https://videouroki.net/video/4-izmenenie-genofonda-populyacij.html

Изменение генофонда и социальные аспекты здоровья

ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА

ЛЕКЦИЯ 13

Влияние качества окружающей среды на генофонд человечества. Проблема мутагенеза. Генетический груз. Социальные болезни как следствие социальных явлений. Теория стресса Ганса Селье. Роль воспитательных, образовательных, политических и технологических мероприятий в улучшении качества окружающей среды и укреплении здоровья человечества.

Изменение среды обитания, происходящее в результате деятельности человека, оказывает по большей части вредоносное воздействие, приводящее к росту заболеваемости и сокращению продолжительности жизни. Однако более глубокая проблема заключается в незаметном постепенном изменении генофонда, которое приобретает глобальные масштабы.

Генофонд– совокупность генов, имеющихся у особей данной популяции, группы популяций или вида, в пределах которых они характеризуются определённой частотой встречаемости [24].

Ген– элементарная и структурная единица наследственности.

Первые догадки о том, что передачу признаков родителей потомкам обеспечивает совокупность отдельных наследственных задатков, высказывали ещё Демокрит и Гиппократ.

С 1909 года эти наследственные задатки по предложению датского учёного Иогансена стали именовать генами. Чтобы понять, что такое ген, немного вспомним биологию.

В клетке несколько тысяч разных белков. Каждый вид клеток имеет специфические белки, присущие только данному виду клеток. В ходе нормальной жизнедеятельности белки постепенно денатурируют, их структура и функции нарушаются. Такие молекулы белков удаляются из клетки. Синтезируются новые, поэтому жизнедеятельность клетки сохраняется.

Белок – цепь последовательно расположенных аминокислот. Всего аминокислот 20. Наследственную информацию для синтеза белка несут хромосомы, расположенные в ядре клетки. Клетки человека содержат 46 хромосом (23 пары). Пара – две одинаковые хромосомы, пары между собой различаются. Последняя пара – половые хромосомы (у женщин – XX, у мужчин – XY).

Хромосомаслагается из хроматиновой нити (структурная основа нити – специализированные ядерные белки), на которую как бы нанизывается молекула ДНК. ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Каждая хромосома – одна молекула ДНК. ДНК – полимер огромного молекулярного веса, но очень компактный, поэтому занимает малый объём.

Если разложить в длину молекулы ДНК только одной клетки человека, то они составили бы цепи длиной в несколько метров. ДНК представляет собой две спирально закрученные одна вокруг другой нити. Состоит ДНК из нуклеотидов.

Нуклеотид – химическое соединение остатков трёх веществ: азотистого основания, углевода (моносахарида – дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. Всего нуклеотидов 4 вида. Каждые три последовательно расположенных в цепи ДНК нуклеотида кодируют одну аминокислоту, составляющую белок. Нуклеотидов – 4, аминокислот всего 20.

Из четырёх элементов по три можно составить 64 сочетания. Этого вполне достаточно для кодирования двадцати аминокислот. В первичной структуре белка насчитывается 124 аминокислоты. Есть третичные и четвертичные структуры [19, 24].

Отрезок ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного определённого белка, называется геном. В молекуле ДНК несколько сотен генов. Таким образом, в гене закодирована информация о точном строении ферментных белков. Каждый ген уникален: он отличается от другого только ему свойственной последовательностью расположения нуклеотидов.

Генотип потомков возникает путём комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. Комбинации могут быть самые различные (3 отцовских и 20 материнских хромосом). Генотип – генетическая конституция индивидуального организма (совокупность генов данного организма).

Ген не является чем-то раз и навсегда неизменным, в нём могут произойти изменения. Проблема сохранения генофонда имеет вполне естественные основания. Исторически генофонд сложился в результате длительной эволюции и обеспечил приспособление человеческой популяции к широкому спектру природных условий.

Генетическое разнообразие людей носит адаптивный характер (например, тёмный цвет кожи в низких широтах, связанный с устойчивостью к УФ-излучению). Генофонд человеческого вида сегодня изменяется, возможны новые варианты генов.

Об утрате генофонда можно говорить лишь при условии поголовного уничтожения людей.

На рис. 2 показаны факторы, приводящие к изменению генофонда. Загрязнение окружающей среды сказывается на всех трёх причинах изменения генофонда (мутациях, естественном отборе, размере популяций, так как загрязнения приводят к эпидемиям и катастрофам).

Дрейф генов – изменение в частотах генов у организмов малых популяций в результате случайных скрещиваний. Дрейф генов связан с резкими колебаниями численности популяций, истребляемых войнами и эпидемиями. Утрачивается генетическое разнообразие [19, 27].

Дрейф генов имеет место в небольших популяциях, образовавшихся под влиянием географических, религиозных или социальных факторов. Частота одного гена в них случайно может оказаться очень высокой.

Особенно часто такие случаи встречались в прошлом, когда численность населения Земли была мала, и люди жили небольшими группами [28].

Естественный отбор – сохранение наиболее благоприятных индивидуальных различий, обеспечивающих выживание организмов, и их приспособление к среде. Ген может долго удерживаться в популяции, несмотря на негативный отбор, но угроза обеднения генофонда становится реальной.

Любое воздействие на среду, даже в небольшой степени, изменяет направление отбора, создавая давление на популяцию. Отбор действует и в человеческой популяции. Любое заболевание снижает шансы на успешную карьеру, создание семьи и полноценный генетический вклад в следующее поколение. Отбор работает в пользу устойчивых людей, невзирая на их личностные качества.

Чем больше загрязнение окружающей среды, тем меньше разнообразие людей, из популяций вымываются редкие ценные гены (одарённые).

Рис. 2. Факторы, приводящие к изменению генофонда по [27]

Глобальное загрязнение окружающей среды техногенными продуктами, которые обладают мутагенной активностью, несёт в себе опасность воздействия на генетический аппарат живых существ. В ближайшее десятилетие возможна потеря до 20 % генофонда живой природы за счёт мутаций.

Классификация мутаций

Мутации (от латинского mutatio – перемена) – это изменение генов и хромосом, проявляющееся в изменении свойств и признаков организмов. Описал их в 1901 году голландский учёный Де Фриз.

Он же заложил основы и теории мутаций. Процесс образования мутаций во времени и пространстве называется мутагенез[22]. Вещества, вызывающие мутации в клетках – мутагены.

В зависимости от происхождения различают спонтанные и индуцированные мутации.

Спонтанные мутации (самопроизвольное изменение в совокупности генов организма данного вида) – те мутации, которые возникают у организмов в нормальных природных условиях без видимых причин; они возникают как ошибки при воспроизведении генетического материала, поскольку редупликация не происходит с абсолютной точностью. Длительное время считалось, что спонтанные мутации являются беспричинными. Сейчас же пришли к выводу, что они являются результатом естественных процессов, протекающих в клетках. Они возникают в условиях природного радиоактивного фона Земли в виде космического излучения, радиоактивных элементов на поверхности Земли, радионуклидов в клетках организмов. Спонтанная мутация может возникнуть в любой период индивидуального развития и поразить любую хромосому или ген. Частота встречаемости спонтанных мутаций, например, 1:100000.

Индуцированныемутации возникают в результате действия мутагенов, нарушающих процессы, происходящие в клетке.

Если сравнить частоту спонтанных и индуцированных мутаций клеток организмов при обработке мутагеном и без него, то очевидно, что если частота мутаций повышается в 100 раз в результате воздействия мутагена, то одна мутация будет спонтанная, остальные индуцированные.

Мутации могут возникать на всех стадиях развития организма и поражать гены и хромосомы как в половых клетках, так и в соматических. Поэтому по типу клеток различают генеративные и соматические мутации [24].

Генеративные мутации происходят в половых клетках и в этом случае передаются следующим поколениям. Соматические мутации происходят в любых других соматических клетках организма; они провоцируют рак, нарушают иммунную систему, уменьшают продолжительность жизни.

Соматические мутации не передаются по наследству. Большая часть канцерогенных веществ вызывает мутации в соматических клетках.

В зависимости от локализации в клетке различают генные и хромосомные мутации. Генные,или точечные, мутации заключаются в изменении индивидуальных генов (выпадение, вставка или замена одной пары нуклеотидов. Хромосомные мутациибывают нескольких видов и затрагивают:

1) изменение структуры хромосом (крупные перестройки в отдельных фрагментах ДНК):

делеции (выпадение числа нуклеотидов);

дупликации (повторение фрагментов ДНК, в результате чего происходит её удлинение);

инверсии (поворот участка хромосом на 1800);

транслокации (перенос участка хромосомы в новое положение в той или уже другой хромосоме).

Мутации, поражающие структуру хромосом, называют хромосомными перестройками, или аберрациями.

2) изменение количества хромосом:

полиплоидия (увеличение кратного набора хромосом);

гаплоидия (уменьшение всего набора хромосом);

анеуплоидия (нарушение нормального количества хромосом из-за добавления или удаления одной или более хромосом).

Мутации, затрагивающие изменение числа хромосом в клетках организма, называются геномными.Геном– совокупность генов организма данного вида.

Мутационные процессы происходят не только у человека, но и у животных и растений. Поэтому мы рассматриваем общие закономерности. Хромосомные аберрации встречаются у растений, животных и человека. Ведут к нарушению здоровья.

Полиплоидия встречается чаще у растений, у животных и человека – редка (число хромосом может увеличиваться в 3, 4, 5 раз). Гаплоидия встречается также в основном у растений (около 800 видов растений имеют гаплоиды), у животных – очень редка, у человека неизвестна.

Анеуплоидия часто встречается у растений, у животных и у человека. Делеции – наиболее частые и опасные формы повреждения хромосом для человека. Некоторые дупликации вредны и даже летальны. Повтор сегмента хромосомы может быть малым, касаясь одиночного гена, или большим, затрагивая большое количество генов.

Могут быть и безвредные дупликации. Транслокации происходят в результате разрыва хромосом. Могут иметь размеры от небольших до значительных.

Мутации могут оказаться незамеченными, если они затронули второстепенные участки наследственных структур, но могут приводить к серьёзным расстройствам, вплоть до гибели организма.

Возникшие повреждения в ДНК не обязательно реализуются в мутации. Они могут бесследно исчезнуть, благодаря существующей в клетке эффективной системе восстановления генетических повреждений (репарации). Проявление мутантного гена может быть подавлено действием другого гена.

В этом случае мутантный ген может передаваться из поколения в поколение и проявиться только в случае, когда в зародышевой клетке встретятся два идентичных мутантных гена. Некоторые мутации проявляются только в определённых условиях существования.

Например, при определённой температуре культивирования мутантных микроорганизмов.

Классификация мутагенных факторов

Существует несколько групп факторов, вызывающих мутации [17]:

Перейти к содержимому

Источник: http://5rik.ru/best/best-91101.php

Экология СПРАВОЧНИК

ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА

Генофонд обычно определяют как совокупность генов, имеющихся у особей данной популяции, группы популяций или вида, в пределах которых они характеризуются определенной частотой встречаемости.[ …]

О воздействии на генофонд чаще всего говорят в связи с радиационным загрязнением, хотя это далеко не единственный фактор, влияющий на генофонд. По мнению В. А.

Красилова, существует большой разрыв между обиходными и научными представлениями о влиянии радиации на генофонд.

Например, нередко говорят об утрате генофонда, хотя совершенно ясно, что генофонд человеческого вида может быть утрачен лишь при условии практически поголовного уничтожения людей.

Утрата генов или их вариантов в обозримых масштабах времени вероятна лишь в отношении очень редких вариантов. Во всяком случае, не менее возможно появление новых вариантов гена, изменение генных частот и соответственно частот гетерозиготных и гомозиготных генотипов. Все эти события укладываются в представление об изменении генофонда (рис. 8).[ …]

В. А. Красилов отмечает, что далеко не все оценивают изменение генофонда как негативное явление. Сторонники евгенических программ считают возможным избавиться от нежелательных генов путем физического уничтожения или исключения их носителей из процесса воспроизводства.

Однако действие гена зависит от его окружения, взаимодействия с другими генами. На уровне личности дефекты нередко компенсируются развитием особых способностей (Гомер был слепым, Эзоп – уродливым, Байрон и Пастернак – хромыми).

А доступные сегодня методы генной терапии открывают возможность исправления врожденных дефектов без вмешательства в генофонд.[ …]

Вместе с тем продолжается действие и естественных факторов изменения генофонда – мутации, дрейф генов и естественный отбор. Загрязнение среды влияет на каждый из них. Хотя эти факторы действуют совместно, в аналитических целях имеет смысл рассмотреть их по отдельности.[ …]

Факторы мутагенеза. К ним из физических воздействий кроме ионизирующего излучения, возможно, относятся электромагнитные поля.

Установлено, например, повышение заболеваемости лейкемией у лиц, проживающих длительное время вблизи высоковольтных линий электропередачи.

Из сотен тысяч разнообразных химических соединений, поступающих в среду в виде бытовых и производственных загрязнений, около 20% генотоксичны.[ …]

Мутационные изменения снижают жизнеспособность организма в 1-2-кратном соотношении со скоростью гаметного мутагенеза.

Наряду с прямым канцерогенным эффектом – мутациями, нарушающими взаимодействие клеточных клонов в процессе их роста и трансформации, происходит нарушение контрольных функций гормональной и иммунной систем, на фоне которого возрастает риск злокачественных новообразований как хемотоксичной, так и вирусной этиологии.

Мутагенез, сопровождающий встраивание вирусной частицы в клеточный геном, также может возрастать вследствие иммунной недостаточности организма, появления новых штаммов вирусов или того и другого.[ …]

Дрейф генов. В прошлом дрейф генов был связан с резкими колебаниями численности локальных популяций, истребляемых войнами и эпидемиями. Выжившие основатели новой популяции передавали ей черты своей генетической индивидуальности.

Утраченная часть генетического разнообразия восстанавливалась за счет повторных мутаций и потока генов, но определенные отличия могли сохраняться длительное время.

Сегодня рост численности и более подвижный образ жизни предохраняют генофонд от дрейфа генов, разве что за исключением малочисленных популяций на океанических островах, в горных районах или тропических лесах.[ …]

Охрана среды обитания и системы здравоохранения – факторы, по существу, противостоящие естественному отбору в человеческих популяциях. Тем не менее отбор действует в особенности на пренатальном уровне (например, в виде ранних самопроизвольных абортов, которые могут остаться незамеченными).

Любое заболевание снижает шансы на успешную карьеру, создание семьи и полноценный генетический вклад в следующее поколение.

Поскольку люди неравноценны в отношении устойчивости к воздействиям специфического и общего характера, то отбор работает в пользу более устойчивых, невзирая на их личностные качества, и тем более активно, чем больше загрязнение среды. Эти процессы не только сокращают разнообразие людей (3 тыс.

лет назад светлокудрые ахейцы сражались с темноволосыми малоазийскими племенами; теперь настоящие блондины редки даже среди скандинавов, не говоря уже о греках), но и вымывают из популяции редкие гены, способствующие развитию социально ценных свойств, если они не сцеплены с генетическими факторами устойчивости к загрязнениям.[ …]

АгессП. Ключи к экологии.-Л., 1982.[ …]

Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. – М., 1998.[ …]

Рисунки к данной главе:

Изменение генофонда (по В. А. Красилову)

Источник: https://ru-ecology.info/post/102772302740022/

Book for ucheba
Добавить комментарий