הכול על מוטציות. תפקיד אבולוציוני

מוטציה נקראת שינויים מתמשכים בגנוטיפ,המתרחשים כתוצאה מהשפעת גורמים חיצוניים ופנימיים. אב הקדמון למונח הוא הוגו דה פריס - בוטנאי וגנטיקאי הולנדי. התהליך כאשר מתרחשות מוטציות נקרא מוטגנזה. במאמר של היום, נסקור את נושא המוטציה ונדבר על תפקיד המוטציה בתהליך האבולוציה.

הגורמים לתופעה

תהליך המוטציה מאופיין בשתי איכויות.- ספונטניות וגירוי. הופעת מוטציה ספונטנית מאופיינת בספונטניות והיא מתרחשת בכל שלב בהתפתחות האורגניזם. באשר לסביבה, זה חייב להיות טבעי.

סוג המוטציה המושרה הואשינוי תורשתי בגנום המתרחש כתוצאה מחשיפה למוטגנים שונים. אורגניזמים ממוקמים או נוצרו באופן מלאכותי (ניסיוני) או בתנאים סביבתיים שליליים.

תאים חיים תופסים מוטגנזה כתהליך טבעי עבורם. התהליכים העיקריים האחראיים על המוטציה כוללים: שכפול ותיקון DNA לקוי, תהליך שעתוק ושילוב מחדש גנטי.

מוטגנזה והמודלים שלה

בהסבר והבנת הטבע והמנגנוניםהופעת המוטציות עוזרת לגישות מדעיות מיוחדות. שינויים בפולימראז מבוססים על התיאוריה של התלות הישירה והייחודית של מוטציות עם שגיאות פולימר DNA. במודלים של קעקועים של מוטגנזה שהוצעו על ידי שני ביולוגים ידועים, עלה לראשונה הרעיון שהשכבה העיקרית של המוטציות היא היכולת של בסיסי DNA להיות ממוקם בצורות קעקוע שונות.

סיווג מוקדם של מוטציות

מלר הגנטיקה יצר סיווג של מוטציות על סמך סוגי השינויים בתפקוד הגנים. כתוצאה מכך הופיעו המינים הבאים:

1. אמורפי. במהלך מוטציה, הגן מאבד כמעט את כל תפקידיו. דוגמה למוטציה היא שינויים בתסיסנית.
2. היפומורפי. אללים שהשתנו ממשיכים לפעול על פי אותו תרחיש כמו אלה הפרועים. הסינתזה של מוצר החלבון מתבצעת בכמויות קטנות יותר.
3. אנטימורפי. שינוי בתכונה מוטציה. גרגרי תירס מסוימים הפכו לדוגמאות למוטציות - הם הופכים חומים ולא סגולים.
4. לא מורפי.

סיווג מאוחר של מוטציות

בספריות מדעיות מודרניות ישאזכור סיווג רשמי, המבוסס על שינויים במבנים שונים. בהתבסס על הפרדה זו, נבדלות המוטציות הבאות:

1. גנום.
2. כרומוזומלית.
3. ג'ין.

שינויים בכרומוזומים קשורים למוטציות גנומיות, שהמספר הכולל שלהן אינו מתואם עם קבוצת ההלידים.

מוטציות כרומוזומליות זוכות לסידור מחדש של כרומוזומים בודדים במספרים גדולים. חומר גנטי במקרה זה מאבד חלק או, לעומת זאת, מכפיל אותו.

באשר למוטציה של הגן, זה רק משנה מעט את מבנה ה- DNA של הגן, בניגוד למינים אחרים, אך התרחשותו מתרחשת לעתים קרובות יותר.

בתוך מין הגן, תת-מין אחר נקרא מוטציה נקודתית. בתוכו, בסיס חנקני אחד מוחלף על ידי אחר.

התפקיד האבולוציוני של המוטציה

זה קורה גם שהפגיעות של מוטציות מוחלפת בהדרגה בתועלת. הדחף לשינויים מסוג זה הוא התנאים המשתנים בקיומם של אורגניזמים. אז איזה תפקיד ממלאות מוטציות?

קחו לדוגמה את הברירה הטבעית - המפורסמתתהליך אבולוציוני תלוי במידה רבה בשונות. הבה נבחן את התפקיד האבולוציוני של המוטציה באמצעות דוגמה של מוטנטים מלניסטיים (אנשים בעלי צבע כהה), שהתגלו על ידי מדענים אנגלים מהמאה ה-14 בעת חקר עש ליבנה. בנוסף לפרפרים בהירים בדרך כלל, נמצאו פרטים נוספים שצבעם היה כהה הרבה יותר. הסיבה להבדל החזק הזה הייתה הגן שעבר מוטציה.

העובדה היא כי בית הגידול הרגיל עבור כאלהפרפרים הם עצים שעל גזעי החזזיות שלהם צומחת בשפע. המהפכה התעשייתית ששלטה בשנים הראשונות, יחד עם זיהום כבד של שכבות האטמוספירה, הביאו למותם של חזזיות. פיח הופיע על הגזעים הבהירים פעם, מה שהפריע להסוואה הטבעית של עש הליבנה. כל זה הוביל לכך שפרטים, שבית גידולם היו אזורי תעשייה, שינו את צבע המבנה שלהם מבהיר לכהה. תפקיד אבולוציוני זה של המוטציה עזר לפרפרים רבים לשרוד, בעוד שקרוביהם הבהירים הלא מוצלחים במיוחד נפלו קורבן להתקפות של עופות דורסים.

שינויים דומים מתרחשים ברובםממינים שונים ברחבי העולם. הופעתן של תכונות שימושיות כאלה, שהן הבסיס לתפקיד האבולוציוני של המוטציה, מובילה לעובדה שהברירה הטבעית מולידה תת-מינים ומינים חדשים בקרב אורגניזמים חיים. מוטציה מתרחשת כל הזמן, כי זו יכולת טבעית של הגנים שלנו.

מידע נוסף על מוטציה תמצא בספרי לימוד בביולוגיה ובספרות מדעית מיוחדת.