Полиморфизмът - какво е това? Генетичен полиморфизъм

Генетичният полиморфизъм е състояние, при коетокойто има дългосрочно разнообразие от гени, но честотата на най-редкия ген в популацията е повече от един процент. Поддържането му се дължи на постоянната мутация на гените, както и на постоянната им рекомбинация. Според изследванията, проведени от учени, генетичният полиморфизъм е широко разпространен, тъй като може да има няколко милиона комбинации от ген.

Голям запас

Голямото количество полиморфизъм определя най-добротоадаптация на популацията към ново местообитание и в този случай еволюцията е много по-бърза. Не е практично да се изчислява общият брой на полиморфните алели, като се използват традиционни генетични методи. Това се дължи на факта, че наличието на определен ген в генотипа се осъществява чрез кръстосване на индивиди, които имат различни фенотипни характеристики, определени от гена. Ако знаете каква част от определена популация са индивиди с различен фенотип, тогава става възможно да се установи броят на алелите, от които зависи формирането на определена черта.

Как започна всичко?

Генетиката започва да се развива бързо през 60-те годинипрез миналия век именно тогава започна да се използва електрофореза на протеини или ензими в гел, което направи възможно определянето на генетичния полиморфизъм. Какъв е този метод? Именно с него се предизвиква движението на протеини в електрическо поле, което зависи от размера на транспортирания протеин, неговата конфигурация, както и общия заряд в различни части на гела. След това, в зависимост от местоположението и броя на появилите се петна, идентифицираното вещество се идентифицира. За да се оцени полиморфизмът на протеин в популация, струва си да се изследват приблизително 20 или повече локуса. След това с помощта на математически метод се определя броят на алелните гени, както и съотношението на хомо- и хетерозиготи. Според изследванията някои гени могат да бъдат мономорфни, докато други са необичайно полиморфни.

Видове полиморфизъм

Понятието полиморфизъм е изключително широко, така евключва преходна и балансирана версия. Това зависи от селективната стойност на гена и естествения подбор, който оказва натиск върху популацията. Освен това може да бъде генен и хромозомен.

Ген и хромозомен полиморфизъм

Генният полиморфизъм присъства в тялотоалели в размер на повече от един, поразителен пример за това е кръвта. Хромозомната е разликата в хромозомите, която се получава чрез аберации. В същото време има разлики в хетерохроматичните региони. При липса на патология, която да доведе до смущения или смърт, такива мутации са неутрални по своя характер.

Преходен полиморфизъм

Преходен полиморфизъм възниква, когатокогато в популация, алел, който някога е бил често срещан, се заменя с друг, който осигурява на носителя му по-голяма адаптивност (това се нарича още множествен алелизъм). При този сорт има насочена промяна в процента на генотиповете, поради което настъпва еволюция и се извършва нейната динамика. Феноменът на индустриалния механизъм може да бъде добър пример, характеризиращ преходния полиморфизъм. Какво представлява, показва една проста пеперуда, която с развитието на индустрията промени белия цвят на крилата си в тъмен. Това явление започва да се наблюдава в Англия, където повече от 80 вида пеперуди от брезов молец от бледо кремави цветя потъмняват, което за първи път се забелязва след 1848 г. в Манчестър поради бързото развитие на индустрията. Още през 1895 г. над 95% от молците са придобили тъмен цвят на крилата. Такива промени са свързани с факта, че стволовете на дърветата са станали по-сажди, а пеперудите със светъл цвят са станали лесна плячка за дроздовете и робините. Промените се дължат на мутантни меланистични алели.

Балансиран полиморфизъм

Дефиницията на "балансиран полиморфизъм"характеризира липсата на промяна в каквито и да било числени съотношения на различни форми на генотипове в популация, която е в стабилни условия на околната среда. Това означава, че от поколение на поколение съотношението остава същото, но може да варира леко в рамките на определена стойност, която е постоянна. В сравнение с преходния, балансиран полиморфизъм - какво е това? Това е преди всичко статиката на еволюционния процес. I. I. Shmalgauzen през 1940 г. също му дава името на равновесен хетероморфизъм.

Пример за балансиран полиморфизъм

Добър пример за балансиран полиморфизъмможе да се превърне в присъствие на два пола при много моногамни животни. Това се дължи на факта, че те имат равни селективни предимства. Съотношението им в рамките на една и съща популация винаги е равно. При наличие на многоженство в популацията, селективното съотношение на представителите на двата пола може да бъде нарушено, като в този случай представителите на един пол могат или да бъдат напълно унищожени, или да бъдат елиминирани от размножаването в по-голяма степен от представителите на противоположния пол.

Друг пример би бил групатакръв, принадлежаща към системата AB0. В този случай честотата на различните генотипове в различните популации може да е различна, но еднакво от поколение на поколение това не променя постоянството си. Просто казано, нито един генотип няма селективно предимство пред другия. Според статистиката мъжете с първата кръвна група имат по-голяма продължителност на живота от останалите представители на силния пол с други кръвни групи. Заедно с това рискът от развитие на язва на дванадесетопръстника в присъствието на първата група е по-висок, но може да бъде перфориран и това ще доведе до смърт в случай на късно лечение.

Генетичен баланс

Това крехко състояние може да бъде нарушено презпопулации в резултат на спонтанно възникващи мутации, докато те трябва да бъдат с определена честота и във всяко поколение. Проучванията показват, че полиморфизмите на гените на системата за хемостаза, чието декодиране става ясно, че еволюционният процес допринася за тези промени или, обратно, противодейства, са изключително важни. Ако проследите хода на мутантния процес в определена популация, тогава можете също да прецените неговата стойност за адаптация. Тя може да бъде равна на единство, ако мутацията не е изключена в процеса на подбор и няма пречки за нейното разпространение.

Повечето случаи показват, че стойносттаима по-малко от един такъв ген и в случай на неспособност на такива мутанти да се възпроизвеждат, всичко се свежда до 0. Мутациите от този вид се отстраняват в процеса на естествения подбор, но това не изключва многократни промени в същия ген, който компенсира елиминирането, което се извършва чрез селекция. Тогава се постига равновесие, мутиралите гени могат да се появят или, обратно, да изчезнат. Това води до балансиран процес.

Пример, който може живо да характеризиратова, което се случва, е сърповидно-клетъчна анемия. В този случай доминиращият мутирал ген в хомозиготното състояние допринася за ранната смърт на организма. Хетерозиготните организми оцеляват, но те са по-податливи на малария. Балансираният полиморфизъм на гена на сърповидно-клетъчната болест може да се проследи на местата, където се разпространява тази тропическа болест. В такава популация хомозиготите (индивиди с едни и същи гени) се елиминират, заедно със селекция в полза на хетерозиготи (индивиди с различни гени). Поради продължаващата многовекторна селекция в генофонда на популацията, генотиповете се поддържат във всяко поколение, което осигурява най-добрата адаптивност на организма към условията на околната среда. Наред с наличието на гена на сърповидно-клетъчна анемия в човешката популация, съществуват и други видове гени, които характеризират полиморфизма. Какво прави? Отговорът на този въпрос ще бъде такова явление като хетерозис.

Хетерозиготни мутации и полиморфизъм

Хетерозиготният полиморфизъм включвалипсата на фенотипни промени при наличие на рецесивни мутации, дори ако те са вредни. Но заедно с това те могат да се натрупват в популацията до високо ниво, което може да надхвърли вредните доминиращи мутации.

Незаменимо условие за еволюционния процес

Еволюционният процес е непрекъснат инеговата предпоставка е полиморфизмът. Какво е това - показва постоянната адаптивност на определена популация към нейната среда. Различните организми, които живеят в една и съща група, могат да бъдат хетерозиготни и да се предават от поколение на поколение през годините. Заедно с това, тяхната фенотипна проява може да не съществува - поради огромния резерв от генетична изменчивост.

Ген на фибриноген

В повечето случаи изследователигенният полиморфизъм на фибриногена се счита за предшественик за развитието на исхемичен инсулт. Но в момента проблемът излиза на преден план, в който генетични и придобити фактори са в състояние да окажат своето влияние върху развитието на това заболяване. Този тип инсулт се развива поради тромбоза на мозъчните артерии и чрез изучаване на полиморфизма на фибриногеновия ген е възможно да се разберат много процеси, засягащи които, заболяването може да бъде предотвратено. Към момента връзките между генетичните промени и биохимичните параметри на кръвта не са проучени в достатъчна степен от учените. По-нататъшните изследвания ще позволят да се повлияе на хода на болестта, да се промени нейният ход или просто да се предотврати на ранен етап от развитието.