דפוסי השתנות ותורשת האורגניזם

תורשה ושונות מייצגותהם התנאים הבסיסיים של התהליך האבולוציוני. שתי התכונות ההפוכות הללו אינן ניתנות להפרדה והן חלק מהמאפיינים של כל האורגניזמים החיים. כמעט כל ההיסטוריה של מדע הביולוגיה התבססה על חקר האינטראקציה ומשמעות התכונות הללו. גם ביוון העתיקה נעשו ניסיונות להבין את מגוון האורגניזמים. אפלטון, אנקסימנס, הרקליטוס ורבים אחרים טענו שהכל בטבע משתנה כתוצאה ממאבק פנימי. מהם דפוסי השונות והתורשה? שאלה זו נחקרה על ידי מדענים רבים במשך זמן רב.

תכונות יציבות של אורגניזמים חיים

גם בימי קדם היו הנחות לגבישונות ותורשה הטמונים ביצורים חיים. תשומת הלב הופנתה לעובדה שבמהלך רבייה מדור לדור, מועברות מספר תכונות האופייניות למין זה. זה נקרא תורשה.

יחד עם זה, בין נציגים מאותו המיןישנם כמה הבדלים שנקראו שונות. חוקי התורשה והשונות כבר שימשו אז ליצירת גזעים אחרים של בעלי חיים וזני צמחים בזכות ג 'מנדל, שלאחר ניסויים רבים הצליח לתאר אותם. בשנת 1900 החל להתפתח מדע חדש - גנטיקה, החוקרת את חוקי שני המאפיינים הבסיסיים הללו של אורגניזמים.

מושג גנטיקה

תורשה היא מכלול מאפייניםאילו אורגניזמים חוזרים מדור לדור. תפקיד מיוחד ניתן כאן לפיזיולוגיה, להרכב הכימי, למבנה החיצוני ולאופי התהליכים המטבוליים באורגניזמים. שונות נקראת תופעה מנוגדת לתורשה ומתבטאת בשינוי במכלול מאפיינים או ביצירת תכונות חדשות באורגניזמים מאותו המין. השילוב בין שתי התכונות הללו מקדם את האבולוציה, וכתוצאה מכך נוצרות תכונות חדשות אצל יחידים, שנשמרות בדור הבא.

מספר גדול של תכונות חדשות מובילות ל-היווצרותם של מינים חדשים. לכן גנטיקה מכוונת לחקר דפוסי השונות והתורשה על מנת להבין את התפתחות האבולוציה, ליצור סוגים חדשים של אורגניזמים חיים, המותאמים יותר לתנאי הסביבה המשתנים כל הזמן.

שונות ודפוסי שלה

בגנטיקה נהוג להבחין בין תורשתי(גנוטיפי) ושונות שינוי. השונות הגנוטיפית מאופיינת בשינוי התכונות הקובע את הגנוטיפ ונמשך לאורך מספר דורות. השונות הלא תורשתית מאופיינת באותם שינויים בתכונות הנגרמים מהשפעת הסביבה החיצונית ועוברים בירושה מההורים לצאצאים. זה לא נוגע לבסיס התורשתי של האורגניזם - הגנוטיפ - אלא נוטה להיות מועבר.

סדירות השתנות השינויטמון בעובדה שיש לו אוריינטציה קבוצתית. בכל הנציגים מסוג מסוים, נסיבות סביבתיות תורמות להתרחשות של שינויים דומים. לשינויים יש כיוון, בניגוד למוטציות, הם נתונים לתבנית, כך שניתן לחזות אותם. לדוגמא, עם עלים פורחים על עצים, טמפרטורת האוויר בלילה הייתה שלילית, וכתוצאה מכך בבוקר כולם מקבלים גוון אדמדם. הודות לשינויים, לאנשים יש תגובה נאותה לשינויים בגורמים סביבתיים, ולכן הם מסתגלים אליהם במהירות על מנת לשרוד ולהשאיר את הצאצאים.

שיעורי תגובה

השתנות לא תורשתית מצייתתדפוסים. הסדירות הסטטיסטית של השתנות השינוי היא שגבולותיה תלויים בגנוטיפ, הם נקראים נורמות תגובה (RR). יש לו גבולות לכל אחת מהתכונות. NR צר קובע את אותם סימנים שתלות הכדאיות של האורגניזם תלויה בהם, ו- NR רחב ממלא תפקיד חשוב בהצלת המין.

אדם יורש, ככל הנראה, את היכולת שלוגנוטיפ עקב אינטראקציה עם הסביבה ליצירת פנוטיפ מסוים. כמו כן, הדפוסים הסטטיסטיים של שונות לא תורשתית קובעים נוכחות של תכונות הקובעות כמעט לחלוטין את הגנוטיפ. לדוגמא, מספר הגפיים, מיקום העיניים וכן הלאה.

קביעת המאפיינים הכמותיים מושפעת מ-להשפיע על הסביבה. על מנת לחקור את השונות של תכונה מסוימת, גנטיקאים מרכיבים סדרת וריאציות כביכול, המורכבת מאינדיקטורים כמותיים עוקבים של תכונה מסוימת, המסודרים בסדר עולה או יורד. אורכה של סדרה כזו מציין את גבולות השונות הלא תורשתית; זה תלוי ביציבות התנאים הסביבתיים.

הגוף הוא מבנה פתוח,התורשה מתממשת כאן באמצעות האינטראקציה של הגנוטיפ עם הסביבה החיצונית. נציגים של אותם גנוטיפים בתנאים סביבתיים שונים עשויים להיות בעלי פנוטיפים שונים.

שונות תורשתית

תורשתי מחולק למוטציה (MI) ו-משולב (CI). כאן נכנסים לתוקף חוקי השונות הבסיסיים. CI מאופיין בכך שכאשר מזדווגים לגימטריות הנבדלות זו מזו בגנוטיפ, מופיעים גנוטיפים חדשים שלא היה להורים. לדוגמא, ילדים לעולם אינם חוזרים לחלוטין על הוריהם, הם מקבלים גנוטיפ שמורכב משילוב של גנים של שני אבות קדומים. זה קורה בארבע דרכים. הדרך הראשונה היא הפרדת הכרומוזומים במהלך חלוקת תאי ההפחתה, השנייה היא החלפה פיזית של כרומוזומים במיוזה, והדרך השלישית היא שילובים לא רצוניים של זומנים במהלך ההפריה, והאחרון הוא אינטראקציה של גנים.

ירושה מוטציה

מוטציות הן גלגול נשמותגנוטיפ, כולל כרומוזומים שלמים או גנים בודדים המתעוררים באופן אקראי ומתמידים. הם גדולים (לבקנות, קצרים באף וכו ') וקטנים. הם מסווגים גם למספר סוגים: מוטציות גנומיות, כרומוזומליות וגנים.

מוטציות גנום וכרומוזום

סוג זה של מוטציה מאופיין בשינוימספר הכרומוזומים. אצל אנשים מסוימים נצפתה פוליפלואידיה - שינוי במספר כרומוזומים מרובה. לכן, באורגניזמים כאלה, הכרומוזום הנמצא בתאים חוזר על עצמו לא פעמיים, אלא הרבה יותר פעמים. זה קורה כתוצאה מהפרה של זרימת המיטוזיס או המיוזה, כאשר שרשרת החלוקה נהרסת, כרומוזומי כפול אינם מתפצלים, אלא נותרים בתוך התא, וכתוצאה מכך נוצרים גימטריות עם סט כפול של מידע. . אם גמט כזה מתמזג עם נורמלי, אז לצאצאים יהיה מספר משולש של כרומוזומים.

על זה, דפוסי השונות אינםמותשים. קורה שלאדם יש סידור מחדש של כרומוזומים. חלק מהסעיפים שלו משנים את עמדתם, הם אבודים או מוכפלים. כך משתנים הכרומוזומים.

מוטציות גנטיות

סוג זה של מוטציה קשור לשינוי בהרכבאו סדר הנוקלאוטידים בתוך גן. זה יכול ללכת לאיבוד או להחלפה באחר, וניתן לראות גם היווצרות של נוקלאוטיד נוסף. מוטציות כאלה מובילות לעצירת הגן, וכתוצאה מכך RNA וחלבון מסוימים אינם מופיעים, או שהחלבון רוכש תכונות אחרות, מה שמוביל לשינוי בפנוטיפ. מוטציות גנטיות חשובות מאוד מכיוון שהן יוצרות אללים חדשים.

מוטציות סומטיות וגנריות

סדירות השונות של אורגניזמים נעוצה גם בעובדה שמוטציות מסוימות מתרחשות רק בתאי רבייה, ולכן נוצרים פנוטיפים רק אצל צאצאים. הם נקראים גנראטיביים.

בתאים, מוטציות סומטיות יכולות גם כןטופס. במקרה זה, הם לא מועברים לצאצאים במהלך ההתרבות. אבל אם הרבייה היא לא מינית, אזי מוטציות יכולות לעבור לצאצאים. הם נקראים סומטיים.

מאפייני מוטציות

מוטציות נוטות להיות מועברות בהתמדה על ידייְרוּשָׁה. חשיבותם בתהליך האבולוציה גדולה מאוד. דפוסי השונות הם שרק מוטציות תורשתיות ניתנות להעברה לדורות הבאים אם הם מתרבים ושורדים עם תכונות אלה.

כל השינויים יכולים להיגרם הן מבחוץ,וגורמים פנימיים. קפיצות טמפרטורה, קמלת תאים, השפעת חומרים שונים, קרינה אולטרה סגולה - כל זה יכול לעורר מוטציות ב- DNA ואפילו בכרומוזומים.

שינויים מופיעים פתאום, בחלקםבמקרים זה מזיק לגוף, מכיוון שהוא מפריע לגנוטיפ, שהוקם במשך זמן רב. למוטציות אין שום כיוון, ניתן לחזור עליהן, וכל גן יכול לעבור שינוי, מה שמוביל לשינוי של סימנים מינוריים וחיוניים כאחד. אחד מאותו גורם סביבתי יכול להוביל למגוון שינויים שכמעט ולא ניתן לחזות מראש. לכן, לגנטיקה יש חשיבות רבה עבורנו כיום, דפוסי השונות והתורשה ממלאים תפקיד משמעותי בתהליך האבולוציה.

לפיכך, נשאים תורשתייםמידע הוא גנים. במקרה זה, גן מסוים אחראי על מאפיינים מסוימים. האחרון קובע כל איכות של האורגניזם: פיזיולוגית, ביוכימית או מורפולוגית. איכות זו מבדילה בין יצור חי אחד לאחר. קומפלקס גנים נקרא גנוטיפ, ומכלול תכונות נקרא פנוטיפ.

יש דפוסים מסוימים בטבעשונות ותורשה, שבגללם אורגניזמים חיים מסתגלים לתנאים סביבתיים המשתנים במהירות. מוטציות יכולות להיווצר בחלקים שונים של ה- DNA, להשפיע על גנים וכרומוזומים. כתוצאה מכך יש לנו סיווג עצום של אורגניזמים חיים.