Генетическая изменчивость - Genetic variation

Часть серии по
Эволюционная биология
Зяблики Дарвина, автор Gould.jpg
Wheat.gif
Зяблики Дарвина или галапагосские зяблики.[1]
Родители имеют схожее кодирование генов в этой конкретной ситуации, когда они воспроизводятся и видны вариации в потомстве. Потомство, содержащее вариацию, также воспроизводит и передает черты своему потомству.

Генетическая изменчивость разница в ДНК среди людей [2] или различия между популяциями.[3] Есть несколько источников генетической изменчивости, в том числе: мутация и генетическая рекомбинация.[4] Мутация является основным источником генетической изменчивости, но такие механизмы, как половое размножение и генетический дрейф тоже вносят свой вклад.[5]

Среди людей в популяции

Генетическая изменчивость может быть идентифицирована на многих уровнях. По наблюдениям за фенотипический вариации либо количественных признаков (признаки, которые непрерывно меняются и кодируются многими генами (например, длина ног у собак)), либо дискретных признаков (признаки, которые попадают в дискретные категории и кодируются одним или несколькими генами (например, белый , розовая, у некоторых цветов красный цвет лепестков)).[6]


Генетическая изменчивость также может быть идентифицирована путем изучения изменчивости на уровне ферментов с помощью процесса электрофореза белков. Полиморфные гены имеют более одного аллеля в каждом локусе. Половина генов, кодирующих ферменты у насекомых и растений, может быть полиморфной, тогда как полиморфизм менее распространен среди позвоночных. [7]


В конечном итоге генетическая изменчивость вызвана изменением порядка оснований в нуклеотиды в генах. Новая технология теперь позволяет ученым напрямую секвенировать ДНК, которая выявила даже больше генетических вариаций, чем было ранее обнаружено электрофорезом белков. Исследование ДНК показало генетические вариации как в кодирующих областях, так и в некодирующих интронных областях генов.[8]

Генетическая изменчивость приведет к фенотипической изменчивости, если изменение порядка нуклеотидов в Последовательность ДНК приводит к различию в порядке аминокислоты в белках, кодируемых этой последовательностью ДНК, и если результирующие различия в аминокислотная последовательность влияют на форму и, следовательно, на функцию фермента.[9]

Между популяциями

Географические вариации означают генетические различия в популяциях из разных мест. Это вызвано естественный отбор или генетический дрейф.

Измерение

Генетическая изменчивость в популяции обычно измеряется как процент полиморфных локусов генов или процент локусов генов у гетерозиготных индивидуумов.

Источники

Диапазон изменчивости мидий Донакс вариабилис

Случайный мутации являются основным источником генетической изменчивости. Мутации, вероятно, будут редкими, и большинство мутаций нейтральны или вредны, но в некоторых случаях новые аллели могут быть одобрены естественным отбором.

Полиплоидия является примером хромосомной мутации. Полиплоидия - это состояние, при котором организмы имеют три или более набора генетических вариаций (3n или более).

Пересекая (генетическая рекомбинация ) и случайной сегрегации во время мейоз может привести к производству новых аллели или новые комбинации аллелей. Кроме того, случайное оплодотворение также вносит свой вклад в вариации.

Вариации и рекомбинации могут способствовать переносимые генетические элементы, эндогенные ретровирусы, ЛИНИИ, СИНУСЫ и т. Д.

Для данного генома многоклеточного организма генетическая изменчивость может быть приобретена в соматических клетках или унаследована через зародышевую линию.

Формы

Генетические вариации можно разделить на различные формы в зависимости от размера и типа геномных вариаций, лежащих в основе генетических изменений. Мелкомасштабные вариации последовательностей (<1 килобаз, т. замена пары оснований и инделы.[10]Крупномасштабный структурная вариация (> 1 кб) может быть либо изменение количества копий (потеря или усиление ), или хромосомная перестройка (перемещение, инверсия, или приобретено сегментарно однопородная дисомия ).[10] Генетическая изменчивость и рекомбинация с помощью мобильных элементов и эндогенных ретровирусов иногда дополняется множеством персистентных вирусов и их дефектов, которые создают генетическую новизну в геномах хозяина. хромосомы или геномы может быть полиплоидия или анеуплоидия.

Поддержание в популяциях

Различные факторы поддерживают генетическую изменчивость популяций. Потенциально вредные рецессивные аллели могут быть скрыты от отбора в гетерозиготный особей в популяциях диплоид организмов (рецессивные аллели выражаются только в менее распространенных гомозиготный лиц). Естественный отбор также может поддерживать генетическую изменчивость сбалансированных полиморфизмов. Сбалансированный полиморфизм может иметь место, когда предпочтение отдается гетерозиготам или когда отбор зависит от частоты.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Darwin, 1845. Журнал исследований в области естественной истории и геологии стран, которые посетил во время путешествия H.M.S. Бигль по всему миру под командованием капитана Фитц Роя, Р.Н. 2-е издание.
  2. ^ "Что такое генетическая изменчивость?". EMBL-EBI Поезд онлайн. 2017-06-05. Получено 2019-04-03.
  3. ^ «Генетическая вариация». Genome.gov. Получено 2020-09-28.
  4. ^ Левинсон, Джин (2020). Переосмысление эволюции: революция, которая скрывается на виду. World Scientific. ISBN  9781786347268.
  5. ^ «Генетическая вариация». Genome.gov. Получено 2020-09-28.
  6. ^ "Научные журналы по генетическим вариациям | Рецензируемые статьи". www.openaccessjournals.com. Получено 2020-10-01.
  7. ^ "Научные журналы по генетическим вариациям | Рецензируемые статьи". www.openaccessjournals.com. Получено 2020-10-01.
  8. ^ "Научные журналы по генетическим вариациям | Рецензируемые статьи". www.openaccessjournals.com. Получено 2020-10-01.
  9. ^ Павлопулос, Джорджия; Улас, А; Якуччи, Э; Сифрим, А; Моро, Y; Schneider, R; Aerts, Дж; Илиопулос, I (25 июля 2013 г.). «Выявление вариаций генома на основе данных секвенирования следующего поколения». BioData Mining. 6 (1): 13. Дои:10.1186/1756-0381-6-13. ЧВК  3726446. PMID  23885890.
  10. ^ а б Ларс Феук, Эндрю Р. Карсон и Стивен В. Шерер (февраль 2006 г.). «Структурные вариации в геноме человека». Природа Обзоры Генетика. 7 (2): 85–97. Дои:10.1038 / nrg1767. PMID  16418744.

дальнейшее чтение

внешние ссылки