მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიის კანონი. რეფერატები სახელმწიფო გამოცდებისთვის ბიოლოგიის სტუდენტებისთვის

ჰომოლოგიური სერია in მემკვიდრეობითი ცვალებადობაკანონი, გახსენი რუსული გენეტიკოსი ნ.ი. ვავილოვმა 1920 წელს დაადგინა ნიმუში, რომელიც ადგენს პარალელურობას (მსგავსებას) მემკვიდრულ (გენოტიპურ) ცვალებადობაში მონათესავე ორგანიზმებში. ვავილოვის ფორმულირებაში კანონში ნათქვამია: „ერთმანეთთან გენეტიკურად ახლოს მყოფი სახეობები და გვარები ხასიათდებიან მემკვიდრეობითი ცვალებადობის იდენტური სერიებით, ისეთი კანონზომიერებით, რომ ერთი სახეობის ფორმების სერიების ცოდნით, შეიძლება განჭვრიტოთ იდენტური ფორმების აღმოჩენა. სხვა სახეობები და გვარები." ამავდროულად, რაც უფრო მჭიდროა ურთიერთობა სახეობებს შორის, მით უფრო სრულყოფილია მსგავსება (ჰომოლოგია) მათი ცვალებადობის სერიაში. კანონი აჯამებს უზარმაზარ მასალას მცენარეების (მარცვლეული და სხვა ოჯახების) ცვალებადობის შესახებ, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ეს მართალი იყო ცხოველებისა და მიკროორგანიზმების ცვალებადობაზე.

მჭიდროდ მონათესავე გვარებსა და სახეობებში პარალელური ცვალებადობის ფენომენი აიხსნება მათი საერთო წარმოშობით და, შესაბამისად, მათში ერთი და იგივე გენების დიდი ნაწილის არსებობით, რომლებიც მიღებულია საერთო წინაპრისგან და პროცესში არ იცვლება. მუტაციისას ეს გენები მსგავს მახასიათებლებს იძლევიან. პარალელურობა გენოტიპურ ცვალებადობაში მონათესავე სახეობებში გამოიხატება პარალელიზმით ფენოტიპურ ცვალებადობაში, ანუ მსგავსი ნიშნები (ფენოტიპები).

ვავილოვის კანონი არის თეორიული საფუძველი ეკონომიკურად ღირებული თვისებებისა და თვისებების მისაღებად მიმართულებებისა და მეთოდების არჩევისთვის. კულტივირებული მცენარეებიდა შინაური ცხოველები.

მუტაციებს, რომლებიც ბუნებრივად ხდება სხვადასხვა ფაქტორების სხეულზე ზემოქმედების გარეშე, ეწოდება სპონტანური. სპონტანური მუტაციების გამოვლინების მთავარი მახასიათებელიარის ის, რომ გენეტიკურად ახლო სახეობებსა და გვარებს ახასიათებთ ცვალებადობის მსგავსი ფორმების არსებობა. მემკვიდრეობით ცვალებადობაში ჰომოლოგიური სერიების არსებობის ნიმუში დაადგინა გამოჩენილმა გენეტიკოსმა და სელექციონერმა, აკადემიკოსმა ნ.ი. ვავილოვი (1920). მან აღმოაჩინა, რომ ჰომოლოგიური სერიები არსებობს არა მხოლოდ სახეობებისა და გვარების დონეზე მცენარეებში, არამედ გვხვდება ძუძუმწოვრებსა და ადამიანებშიც.

კანონის არსი ისაა გენეტიკურად ახლო გვარები და სახეობები ხასიათდება ჰომოლოგიური (მსგავსი) სერიებით მემკვიდრეობით ცვალებადობაში.. მსგავსი გენოტიპური ცვალებადობა ეფუძნება მსგავს გენოტიპს მჭიდროდ დაკავშირებულ ფორმებში (ანუ გენების ნაკრები, მათი პოზიცია ჰომოლოგიურ ლოკებში). მაშასადამე, ცვალებადობის ფორმების ცოდნით, მაგალითად, მთელი რიგი მუტაციების სახეობებში ერთი და იგივე გვარის ფარგლებში, შეიძლება ვივარაუდოთ იგივე მუტაციების არსებობა მოცემული გვარის ან ოჯახის სხვა სახეობებში. მსგავსი მუტაციები გენეტიკურად მონათესავე სახეობებში N.I. ვავილოვმა უწოდა ჰომოლოგიური სერიები მემკვიდრეობით ცვალებადობაში. მაგალითები:

1) მარცვლეულის ოჯახის წარმომადგენლებს აქვთ მსგავსი გენოტიპი. მსგავსი მუტაციები შეინიშნება ამ ოჯახის გვარებში (ხორბალი, ჭვავი, შვრია და ა.შ.). მათ შორისაა: შიშველ-მარცვლოვანი, უფსკრული, დაბინავებული, მარცვლის განსხვავებული კონსისტენცია და ფერი და ა.შ. განსაკუთრებით გავრცელებულია ხორბლის, ჭვავის, შვრიის და ბრინჯის უსუსური ფორმები;

2) მსგავსი მუტაციები ხდება ადამიანებში და ძუძუმწოვრებში: მოკლე თითები (ცხვრები, ადამიანები), ალბინიზმი (ვირთხები, ძაღლები, ადამიანები), შაქრიანი დიაბეტი(ვირთხები, ადამიანები), კატარაქტა (ძაღლები, ცხენები, ადამიანები), სიყრუე (ძაღლები, კატები, ადამიანები) და ა.შ.

მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიების კანონი უნივერსალურია. სამედიცინო გენეტიკა იყენებს ამ კანონს ცხოველებში დაავადებების შესასწავლად და ადამიანებში მათი სამკურნალო საშუალებების შესამუშავებლად. დადგენილია, რომ ონკოგენური ვირუსები გადაეცემა ჩანასახოვანი უჯრედების მეშვეობით, ინტეგრირდება მათ გენომში. ამავდროულად, შთამომავლობას უვითარდება მშობლების მსგავსი თანმხლები დაავადებები. დნმ-ის ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა შესწავლილია ბევრ მჭიდროდ დაკავშირებულ სახეობებში და მსგავსების ხარისხი 90%-ზე მეტია. ეს ნიშნავს, რომ იგივე ტიპის მუტაციები შეიძლება მოსალოდნელი იყოს მონათესავე სახეობებში.

კანონი ფართოდ გამოიყენება მცენარეთა მოშენებაში. ზოგიერთი ჯიშის მემკვიდრეობითი ცვლილებების ხასიათის ცოდნა, შესაძლებელია მსგავსი ცვლილებების პროგნოზირება მონათესავე ჯიშებში მათზე მუტაგენებით მოქმედებით ან გენური თერაპიის გამოყენებით. ამ გზით მათში შეიძლება მოხდეს სასიკეთო ცვლილებები.

მოდიფიკაციის ცვალებადობა(ჩ. დარვინის მიხედვით - გარკვეული ცვალებადობა) - არის ფენოტიპის ცვლილებაგარემო ფაქტორების გავლენის ქვეშ, რომლებიც არ არის მემკვიდრეობით მიღებული და გენოტიპი უცვლელი რჩება.

გენეტიკურად იდენტურ პირებში გარემო ფაქტორების გავლენის ქვეშ ფენოტიპის ცვლილებებს ე.წ მოდიფიკაციები. მოდიფიკაციებს სხვაგვარად უწოდებენ ცვლილებებს თვისების გამოხატვის ხარისხში. მოდიფიკაციების გამოჩენა განპირობებულია იმით, რომ გარემო ფაქტორები (ტემპერატურა, სინათლე, ტენიანობა და ა.შ.) გავლენას ახდენს ფერმენტების აქტივობაზე და გარკვეულ ფარგლებში ცვლის ბიოქიმიური რეაქციების მიმდინარეობას. მოდიფიკაციის ცვალებადობა ბუნებით ადაპტურია, განსხვავებით მუტაციური ცვალებადობისგან.

მოდიფიკაციის მაგალითები:

1) ისრისპირს აქვს 3 სახის ფოთოლი, რომლებიც განსხვავდება ფორმის მიხედვით, გარემო ფაქტორის მოქმედებიდან გამომდინარე: ისრისებრი, რომელიც მდებარეობს წყლის ზემოთ, ოვალური - წყლის ზედაპირზე, ხაზოვანი - წყალში ჩაძირული;

2) ჰიმალაის კურდღელში, გაპარსული თეთრი მატყლის ადგილას, როდესაც ის ახალ პირობებშია მოთავსებული (ტემპერატურა 2 C), შავი თმა იზრდება;

3) გარკვეული სახის საკვების გამოყენებისას მნიშვნელოვნად იზრდება ძროხის სხეულის წონა და რძის მოსავლიანობა;

4) ხეობის შროშანი ტოვებს თიხის ნიადაგებიფართო, მუქი მწვანე, ხოლო ღარიბ ქვიშიანებზე - ვიწრო და ღია ფერის;

5) დენდელიონის მცენარეები გადაადგილებულია მაღლა მთებში, ან ცივ კლიმატის ადგილებში, არ აღწევენ ნორმალურ ზომებს და იზრდებიან ჯუჯა.

6) ნიადაგში კალიუმის ჭარბი შემცველობით იზრდება მცენარის ზრდა, ხოლო თუ ნიადაგში ბევრი რკინაა, მაშინ თეთრ ფურცლებზე მოყავისფრო ელფერი ჩნდება.

მოდიფიკაციის თვისებები:

1) ცვლილებები შეიძლება მოხდეს ინდივიდების მთელ ჯგუფში, რადგან ეს არის ნიშნების სიმძიმის ჯგუფური ცვლილებები;

2) ცვლილებები ადეკვატურია, ე.ი. შეესაბამება გარკვეული გარემო ფაქტორების (ტემპერატურა, სინათლე, ნიადაგის ტენიანობა და ა.შ.) ზემოქმედების ტიპსა და ხანგრძლივობას;

3) მოდიფიკაციები ქმნიან ვარიაციის სერიას, ამიტომ მათ მოიხსენიებენ, როგორც მახასიათებლებში რაოდენობრივ ცვლილებებს;

4) ცვლილებები შექცევადია ერთი თაობის განმავლობაში, ანუ ინდივიდებში გარე პირობების ცვლილებით იცვლება ნიშნების გამოხატვის ხარისხი. მაგალითად, ძროხებში კვების ცვლილებით შეიძლება შეიცვალოს რძის მოსავლიანობა, ადამიანებში ულტრაიისფერი სხივების გავლენით გაჩნდეს რუჯი, ჭორფლები და ა.შ.

5) ცვლილებები არ არის მემკვიდრეობითი;

6) მოდიფიკაციები ადაპტური (ადაპტური) ხასიათისაა, ანუ, გარემო პირობების ცვლილების საპასუხოდ, ინდივიდები აჩვენებენ ფენოტიპურ ცვლილებებს, რაც ხელს უწყობს მათ გადარჩენას. მაგალითად, შინაური ვირთხები შხამებს ეგუებიან; კურდღლები იცვლებიან სეზონურ ფერს;

7) დაჯგუფებულია საშუალო მნიშვნელობის გარშემო.

გარე გარემოს გავლენით, უფრო მეტად, ფოთლების სიგრძე და ფორმა, სიმაღლე, წონა და ა.შ.

თუმცა, გარემოს გავლენით, ნიშნები შეიძლება შეიცვალოს გარკვეულ ფარგლებში. რეაქციის სიჩქარეარის ზედა და ქვედა საზღვრები, რომლებშიც ატრიბუტი შეიძლება შეიცვალოს. ეს საზღვრები, რომლებშიც ფენოტიპი შეიძლება შეიცვალოს, განისაზღვრება გენოტიპით. მაგალითი 1: რძის მოსავალი ერთი ძროხიდან არის 4000–5000 ლ/წელიწადში. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ ამ მახასიათებლის ცვალებადობა შეინიშნება ასეთ საზღვრებში და რეაქციის სიჩქარეა 4000–5000 ლ/წელიწადში. მაგალითი 2: თუ მაღალი შვრიის ჯიშის ღეროს სიმაღლე მერყეობს 110-დან 130 სმ-მდე, მაშინ ამ ნიშან-თვისების რეაქციის სიჩქარეა 110-130 სმ.

სხვადასხვა ნიშანს აქვს რეაქციის განსხვავებული ნორმები – ფართო და ვიწრო. რეაქციის ფართო სიჩქარე- ფოთლის სიგრძე, სხეულის წონა, ძროხის რძის მოსავლიანობა და ა.შ. რეაქციის ვიწრო სიჩქარე- რძის ცხიმიანობა, თესლების, ყვავილების, ხილის ფერი და ა.შ. რაოდენობრივ ნიშნებს რეაქციის ფართო სიჩქარე აქვს, ხარისხობრივს კი რეაქციის ვიწრო სიჩქარეს.

მოდიფიკაციის ცვალებადობის სტატისტიკური ანალიზი ხორბლის ყელსახვევის რაოდენობის მაგალითზე

ვინაიდან მოდიფიკაცია არის ნიშან-თვისების რაოდენობრივი ცვლილება, შესაძლებელია მოდიფიკაციის ცვალებადობის სტატისტიკური ანალიზის ჩატარება და მოდიფიკაციის ცვალებადობის საშუალო მნიშვნელობის ან ვარიაციის სერიის გამოტანა. ვარიაციების სერიანიშან-თვისების ცვალებადობა (ე.ი. ყურებში ყლორტების რაოდენობა) - ყურის მწკრივში განლაგება ყლორტების რაოდენობის ზრდის მიხედვით. ვარიაციული სერია შედგება ცალკეული ვარიანტებისგან (ვარიაციები). თუ ვითვლით ცალკეული ვარიანტების რაოდენობას ვარიაციების სერიაში, დავინახავთ, რომ მათი წარმოშობის სიხშირე არ არის იგივე. Პარამეტრები ( ვარიაციები)არის ღეროების რაოდენობა ხორბლის ყურში (ნიშანთვისების ერთჯერადი გამოხატულება). ყველაზე ხშირად გვხვდება ვარიაციის სერიის საშუალო მაჩვენებლები (სპიკელეტების რაოდენობა მერყეობს 14-დან 20-მდე). მაგალითად, 100 ყურში, თქვენ უნდა განსაზღვროთ სხვადასხვა ვარიანტების გაჩენის სიხშირე. გამოთვლების შედეგების მიხედვით, ჩანს, რომ ყველაზე ხშირად არის მწვერვალები საშუალო რაოდენობით (16–18):

ზედა სტრიქონი აჩვენებს ვარიანტებს, პატარადან ყველაზე დიდამდე. ქვედა რიგი არის თითოეული ვარიანტის გაჩენის სიხშირე.

ვარიაციის სერიაში ვარიანტის განაწილება შეიძლება ვიზუალურად იყოს ნაჩვენები გრაფიკის გამოყენებით. ნიშან-თვისების ცვალებადობის გრაფიკული გამოხატულება ე.წ ვარიაციული მრუდი, რომელიც ასახავს ვარიაციის საზღვრებს და ნიშან-თვისების სპეციფიკური ვარიაციების წარმოქმნის სიხშირეს (სურ. 36) .

ვ

ბრინჯი. 36 . ხორბლის ყელსახვევის რაოდენობის ვარიაციული მრუდი

ხორბლის ყურის მოდიფიკაციის ცვალებადობის საშუალო მნიშვნელობის დასადგენად აუცილებელია შემდეგი პარამეტრების გათვალისწინება:

P არის წვეტიანების რაოდენობა გარკვეული რაოდენობის მწვერვალებით (ნიშანთვისების გაჩენის სიხშირე);

n არის სერიის ვარიანტების საერთო რაოდენობა;

V არის ყურის წვეთების რაოდენობა (ვარიაციური სერიის ფორმირების ვარიანტები);

M - მოდიფიკაციის ცვალებადობის საშუალო მნიშვნელობა, ან ხორბლის ყურის ცვალებადობის სერიის საშუალო არითმეტიკული ფორმულით განისაზღვრება:

M=––––––––––– (მოდიფიკაციის ცვალებადობის საშუალო მნიშვნელობა)

2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20

M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .

მოდიფიკაციის ცვალებადობის საშუალო მნიშვნელობას აქვს პრაქტიკული გამოყენება სასოფლო-სამეურნეო მცენარეებისა და ცხოველების პროდუქტიულობის გაზრდის პრობლემის გადაჭრაში.

ვავილოვის ჰომოლოგიური სერიების კანონი

ნ.ი. ვავილოვის კვლევის მნიშვნელოვანი თეორიული განზოგადებაა მისი ჰომოლოგიური სერიების თეორია. მის მიერ ჩამოყალიბებული მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიების კანონის თანახმად, არა მხოლოდ გენეტიკურად ახლო სახეობები, არამედ მცენარეთა გვარებიც ქმნიან ფორმების ჰომოლოგიურ სერიებს, ანუ გარკვეული პარალელიზმია სახეობებისა და გვარების გენეტიკურ ცვალებადობაში. ახლო სახეობებს გენოტიპების დიდი მსგავსების გამო (თითქმის იგივე გენების ნაკრები) აქვთ მსგავსი მემკვიდრეობითი ცვალებადობა. თუ კარგად შესწავლილ სახეობებში პერსონაჟების ყველა ცნობილი ვარიაცია განლაგებულია გარკვეული თანმიმდევრობით, მაშინ სხვა მონათესავე სახეობებში შეგიძლიათ იპოვოთ თითქმის ყველა იგივე ვარიაცია სიმბოლოების ცვალებადობაში. მაგალითად, ყურის ცვალებადობა დაახლოებით ერთნაირია რბილ, მტკიცე ხორბალსა და ქერში.

ინტერპრეტაცია N.I. ვავილოვის მიერ. გენეტიკურად მჭიდრო სახეობებსა და გვარებს ახასიათებთ მემკვიდრეობითი ცვალებადობის მსგავსი სერიები, ისეთი კანონზომიერებით, რომ ერთი სახეობის ფორმების რაოდენობის ცოდნით, შეიძლება განჭვრიტოთ პარალელური ფორმების აღმოჩენა სხვა სახეობებსა და გვარებში. რაც უფრო მჭიდროა ურთიერთობა, მით უფრო სრულყოფილია მსგავსება ცვალებადობის სერიაში.

კანონის თანამედროვე ინტერპრეტაცია

მონათესავე სახეობებს, გვარებს, ოჯახებს აქვთ ჰომოლოგიური გენები და გენების რიგები ქრომოსომებში, რომელთა მსგავსება უფრო სრულყოფილია, ევოლუციურად უფრო მჭიდრო შედარებით ტაქსონები. გენების ჰომოლოგია მონათესავე სახეობებში გამოიხატება მათი მემკვიდრეობითი ცვალებადობის სერიის მსგავსებაში (1987).

კანონის მნიშვნელობა

1. მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიების კანონი შესაძლებელს ხდის ვიპოვოთ აუცილებელი თვისებები და ვარიანტები თითქმის უსასრულო მრავალფეროვან ფორმებში. სხვადასხვა სახისროგორც კულტივირებული მცენარეები და შინაური ცხოველები და მათი ველური ნათესავები.

2. ეს შესაძლებელს ხდის კულტივირებული მცენარეების ახალი ჯიშებისა და შინაური ცხოველების ჯიშების წარმატებით მოძიებას გარკვეული საჭირო თვისებებით. ეს არის კანონის უზარმაზარი პრაქტიკული მნიშვნელობა კულტურების წარმოების, მეცხოველეობისა და სელექციისთვის.

3. მისი როლი კულტივირებული მცენარეების გეოგრაფიაში შედარებადია პერიოდული სისტემა D.I.მენდელეევის ელემენტები ქიმიაში. ჰომოლოგიური სერიების კანონის გამოყენებით შესაძლებელია მცენარეთა წარმოშობის ცენტრის დადგენა მონათესავე სახეობების მიხედვით, მსგავსი ნიშნებითა და ფორმებით, რომლებიც, სავარაუდოდ, ერთსა და იმავე გეოგრაფიულ და ეკოლოგიურ გარემოში ვითარდება.

ბილეთი 4

ნიშან-თვისებების მემკვიდრეობა სქესის ქრომოსომების განსხვავების დროს (X ქრომოსომების პირველადი და მეორადი არადისუნქცია დროზოფილაში)

როგორც ადრე აღვნიშნეთ, როდესაც თეთრთვალება ქალს დროზოფილას კვეთენ წითელთვალა მამრთან. F1ყველა ქალიშვილს აქვს წითელი თვალები და ყველა ვაჟს, ვინც იღებს მხოლოდ მათ X- ქრომოსომა დედისგან, თვალები თეთრია. თუმცა ხანდახან ასეთ გადაკვეთისას ჩნდებიან მარტოხელა წითური მამრები და თეთრთვალება მდედრი, ეგრეთ წოდებული განსაკუთრებული ბუზები სიხშირით 0,1-0,001%. ბრიჯის ვარაუდით, ასეთი „გამონაკლისი ინდივიდების“ გამოჩენა განპირობებულია იმით, რომ მეიოზის დროს დედაში ორივე X ქრომოსომა ერთ კვერცხუჯრედში ხვდება, ე.ი. იყო შეუსაბამობა X-ქრომოსომა. თითოეული ამ კვერცხუჯრედის განაყოფიერება შესაძლებელია სპერმის საშუალებით X- ქრომოსომა, ან ი-ქრომოსომა. შედეგად, შეიძლება ჩამოყალიბდეს 4 ტიპის ზიგოტი: 1) სამი X- ქრომოსომა - XXX; 2) ორ დედასთან ერთად X- ქრომოსომა და ი-ქრომოსომა XXI; 3) ერთი მამისგან X-ქრომოსომა; 4) გარეშე X- ქრომოსომა, მაგრამ ი-ქრომოსომა.

XXIნორმალური ნაყოფიერი ქალები არიან. XO- მამრობითი, მაგრამ სტერილური. ეს აჩვენებს, რომ დროზოფილა იქრომოსომა არ შეიცავს სქესის განმსაზღვრელ გენებს. გადაკვეთისას XXIმდედრები ჩვეულებრივი წითელთვალა მამრობით ( XY) ხიდები შთამომავლებს შორის გვხვდება თეთრთვალა მდედრების 4% და წითელთვალა მამრების 4%. დანარჩენი შთამომავლები შედგებოდა წითელთვალა მდედრებისგან და თეთრთვალა მამრებისგან. ავტორმა ახსნა ასეთი გამონაკლისი ინდივიდების გამოჩენა მეორადი არაგანსხვავებით X-ქრომოსომები მეიოზში, რადგან მდედრები გადაკვეთისას ( XXY), წარმოიშვა ქრომოსომების პირველადი არადისიუნქციის გამო. მეიოზის დროს ასეთ ქალებში ქრომოსომების მეორადი შეუსაბამობა შეინიშნება 100-ჯერ უფრო ხშირად, ვიდრე პირველადი.

უამრავ სხვა ორგანიზმში, მათ შორის ადამიანებში, ასევე ცნობილია სქესის ქრომოსომების შეუთავსებლობა. 4 ტიპის შთამომავლებიდან, რომლებიც წარმოიქმნება არაგანსხვავებულობის შედეგად X- ქრომოსომა ქალებში, ინდივიდებში, რომლებსაც არ აქვთ Xქრომოსომა იკარგება ემბრიონის განვითარების დროს. ზიგოტები XXXვითარდება ქალებში, რომლებსაც უფრო მეტად აქვთ ფსიქიკური დეფექტები და უნაყოფობა. ზიგოტებიდან XXIუმცირეს მამაკაცებს უვითარდებათ - კლაინფელტერის სინდრომი - უნაყოფობა, გონებრივი ჩამორჩენილობა, ევნუქოიდური ფიზიკა. შთამომავლები ერთიდან X- ქრომოსომა ხშირად იღუპება ემბრიონის განვითარებაში, იშვიათი გადარჩენილები არიან ქალები შერეშევსკი-ტერნერის სინდრომით. ისინი არიან დაბალი, ინფანტილური, უნაყოფო. ადამიანში ი-ქრომოსომა შეიცავს გენებს, რომლებიც განსაზღვრავენ მამრობითი ორგანიზმის განვითარებას. არყოფნით ი-ქრომოსომის განვითარება ქალის ტიპის მიხედვით მიმდინარეობს. სქესის ქრომოსომის შეუსაბამობა უფრო ხშირად ხდება ადამიანებში, ვიდრე დროზოფილაში; საშუალოდ, ყოველი 600 დაბადებული ბიჭიდან არის ერთი კლაინფელტერის სინდრომით.

ნ.ი. ვავილოვმა, შეისწავლა კულტივირებული მცენარეებისა და მათი წინაპრების მემკვიდრეობითი ცვალებადობა, აღმოაჩინა მრავალი ნიმუში, რამაც შესაძლებელი გახადა მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიების კანონის ფორმულირება: ”გენეტიკურად ახლოს მყოფი სახეობები და გვარები ხასიათდებიან მემკვიდრეობითი ცვალებადობის მსგავსი სერიებით. კანონზომიერება, რომლის მიხედვითაც, ერთი სახეობის ფარგლებში მრავალი ფორმის ცოდნით, შესაძლებელია განჭვრიტოთ პარალელური ფორმების აღმოჩენა სხვა სახეობებსა და გვარებში. რაც უფრო ახლოსაა გვარები და სახეობები გენეტიკურად განლაგებული ზოგად სისტემაში, მით უფრო სრულყოფილია მსგავსება მათი ცვალებადობის სერიაში. მცენარეთა მთელი ოჯახები, როგორც წესი, ხასიათდება ცვალებადობის გარკვეული ციკლით, რომელიც გადის ყველა გვარსა და სახეობას შორის, რომლებიც ქმნიან 30 ოჯახს.

ამ კანონის ილუსტრირება შესაძლებელია ბლუგრასის ოჯახის მაგალითით, რომელშიც შედის ხორბალი, ჭვავი, ქერი, შვრია, ფეტვი და ა.შ. ამრიგად, კარიოფსისის შავი ფერი აღმოჩნდა ჭვავის, ხორბლის, ქერის, სიმინდისა და სხვა მცენარეებში, კარიოფსისის წაგრძელებული ფორმა დაფიქსირდა ოჯახის ყველა შესწავლილ სახეობაში. მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიების კანონი საშუალებას აძლევდა თავად ნ.ი. ვავილოვს ეპოვა ჭვავის ადრე უცნობი ფორმები, ხორბალში ამ სიმბოლოების არსებობის საფუძველზე. ესენია: ჩარდახიანი და უსუსური ყურები, წითელი, თეთრი, შავი და მეწამული ფერის მარცვლები, ფქვილისებრი და მინისებრი მარცვალი და ა.შ.

N.I. ვავილოვის მიერ აღმოჩენილი კანონი მოქმედებს არა მხოლოდ მცენარეებზე, არამედ ცხოველებზეც. ასე რომ, ალბინიზმი გვხვდება არა მხოლოდ ძუძუმწოვრების სხვადასხვა ჯგუფში, არამედ ფრინველებსა და სხვა ცხოველებშიც. ადამიანებში შეიმჩნევა მოკლე თითიანობა, პირუტყვი, ცხვარი, ძაღლი, ფრინველი, ბუმბულის ნაკლებობა ფრინველებში, ქერცლები თევზებში, მატყლი ძუძუმწოვრებში და ა.შ.

მემკვიდრული ცვალებადობის ჰომოლოგიური რიგის კანონს დიდი მნიშვნელობა აქვს მეცხოველეობის პრაქტიკისთვის. ეს საშუალებას გაძლევთ წინასწარ განსაზღვროთ ფორმების არსებობა, რომლებიც არ არის მოცემულ სახეობაში, მაგრამ დამახასიათებელია მჭიდროდ დაკავშირებული სახეობებისთვის, ანუ კანონი მიუთითებს ძიების მიმართულებაზე. უფრო მეტიც, სასურველი ფორმა გვხვდება ველურ ბუნებაში ან მიიღება ხელოვნური მუტაგენეზით. მაგალითად, 1927 წელს, გერმანელმა გენეტიკოსმა ე. ბაურმა, ჰომოლოგიური სერიების კანონის საფუძველზე, ვარაუდობდა ლუპინის ალკალოიდებისგან თავისუფალი ფორმის შესაძლო არსებობას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცხოველთა საკვებად. თუმცა, ასეთი ფორმები ცნობილი არ იყო. ვარაუდობენ, რომ არაალკალოიდური მუტანტები ნაკლებად მდგრადია მავნებლების მიმართ, ვიდრე მწარე ლუპინის მცენარეები და მათი უმეტესობა კვდება ყვავილობამდე.

ამ ვარაუდებზე დაყრდნობით, რ.ზენგბუშმა დაიწყო ალკალოიდისგან თავისუფალი მუტანტების ძიება. მან გამოიკვლია 2,5 მილიონი ლუპინის მცენარე და მათ შორის გამოავლინა 5 მცენარე ალკალოიდების დაბალი შემცველობით, რომლებიც საკვების ლუპინის წინაპრები იყვნენ.

შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა ჰომოლოგიური სერიების კანონის გავლენა მრავალი ორგანიზმის მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური და ბიოქიმიური მახასიათებლების ცვალებადობის დონეზე - ბაქტერიებიდან ადამიანებამდე.

მუტაციების ხელოვნური მიღება

ბუნებაში მუდმივად მიმდინარეობს სპონტანური მუტაგენეზი. თუმცა, სპონტანური მუტაციები იშვიათია. მაგალითად, დროზოფილაში, თეთრი თვალის მუტაცია ხდება 1:100000 გამეტის სიჩქარით; ადამიანებში ბევრი გენი მუტაციას განიცდის 1:200000 გამეტის სიჩქარით.

1925 წელს G.A. Nadson და G.S. ფილიპოვმა აღმოაჩინეს რადიუმის სხივების მუტაგენური ეფექტი საფუარის უჯრედების მემკვიდრეობით ცვალებადობაზე. ხელოვნური მუტაგენეზის განვითარებისთვის განსაკუთრებული მნიშვნელობა ჰქონდა გ. მელერის (1927) შრომებს, რომელმაც არა მხოლოდ დაადასტურა რადიუმის სხივების მუტაგენური მოქმედება დროზოფილაზე ექსპერიმენტებში, არამედ აჩვენა, რომ დასხივება ასჯერ ზრდის მუტაციების სიხშირეს. 1928 წელს ლ. შტადლერმა გამოიყენა რენტგენის სხივები მუტაციების მისაღებად. მოგვიანებით, ქიმიური ნივთიერებების მუტაგენური ეფექტიც დადასტურდა. ამ და სხვა ექსპერიმენტებმა აჩვენა დიდი რაოდენობის ფაქტორების არსებობა ე.წ მუტაგენურიშეუძლია სხვადასხვა ორგანიზმში მუტაციების გამოწვევა.

ყველა მუტაგენი, რომელიც გამოიყენება მუტაციების მისაღებად, იყოფა ორ ჯგუფად:

ფიზიკური -რადიაცია, მაღალი და დაბალი ტემპერატურა, მექანიკური ზემოქმედება, ულტრაბგერითი;

ქიმიური- სხვადასხვა ორგანული და არაორგანული ნაერთები: კოფეინი, მდოგვის გაზი, მძიმე ლითონის მარილები, აზოტის მჟავა და ა.შ.

ინდუცირებული მუტაგენეზი აქვს დიდი მნიშვნელობა. ეს შესაძლებელს ხდის შექმნას ღირებული წყაროს მასალა მეცხოველეობისთვის, მცენარეთა და ცხოველთა ჯიშების ასობით მაღალპროდუქტიული სახეობა, გაზარდოს ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების მთელი რიგი მწარმოებლების პროდუქტიულობა 10-20-ჯერ და ასევე გამოავლინოს საშუალებების შექმნის გზები. იცავს ადამიანს მუტაგენური ფაქტორების მოქმედებისგან.

მუტაციური ცვალებადობა

Გეგმა

განსხვავება მუტაციებსა და მოდიფიკაციას შორის.

მუტაციების კლასიფიკაცია.

ნ.ი.ვავილოვის კანონი

მუტაციები. მუტაციის კონცეფცია. მუტაგენური ფაქტორები.

მუტაციები -ეს არის უეცარი, მუდმივი, ბუნებრივი ან ხელოვნური ცვლილებები გენეტიკური მასალის გავლენის ქვეშ მუტაგენური ფაქტორები .

მუტაგენური ფაქტორების სახეები:

ა) ფიზიკური- გამოსხივება, ტემპერატურა, ელექტრომაგნიტური გამოსხივება.

ბ) ქიმიური ფაქტორები -ნივთიერებები, რომლებიც იწვევენ ორგანიზმის მოწამვლას: ალკოჰოლი, ნიკოტინი, ფორმალინი.

IN) ბიოლოგიური- ვირუსები, ბაქტერიები.

განსხვავება მუტაციებსა და მოდიფიკაციას შორის

მუტაციების კლასიფიკაცია

არსებობს მუტაციების რამდენიმე კლასიფიკაცია.

I მუტაციების კლასიფიკაცია მნიშვნელობის მიხედვით: სასარგებლო, მავნე, ნეიტრალური.

სასარგებლომუტაციები იწვევს ორგანიზმის წინააღმდეგობის გაზრდას და წარმოადგენს მასალას ბუნებრივი და ხელოვნური გადარჩევისთვის.

მავნე მუტაციებიამცირებს სიცოცხლისუნარიანობას და იწვევს მემკვიდრეობითი დაავადებების განვითარებას: ჰემოფილია, ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემია.

II მუტაციების კლასიფიკაცია ლოკალიზაციის ან გაჩენის ადგილის მიხედვით: სომატური და გენერაციული.

სომატურიწარმოიქმნება სხეულის უჯრედებში და გავლენას ახდენს სხეულის მხოლოდ ნაწილზე, ხოლო მოზაიკის ინდივიდები ვითარდება: განსხვავებული თვალები, თმის ფერი. ეს მუტაციები მემკვიდრეობით მიიღება მხოლოდ ვეგეტატიური გამრავლების დროს (მოცხარში).

გენერატიული – გვხვდება ჩანასახოვან უჯრედებში ან უჯრედებში, საიდანაც წარმოიქმნება გამეტები. ისინი იყოფა ბირთვულ და ექსტრაბირთვებად (მიტოქონდრიული, პლასტიდური).

III მუტაციები გენოტიპის ცვლილების ბუნების მიხედვით: ქრომოსომული, გენომიური, გენი.

გენეტიკური (ან წერტილი) მიკროსკოპის ქვეშ არ ჩანს, ასოცირდება გენის სტრუქტურის ცვლილებასთან. ეს მუტაციები გამოწვეულია ნუკლეოტიდის დაკარგვით, ერთი ნუკლეოტიდის მეორით ჩასვლის ან ჩანაცვლების შედეგად. ეს მუტაციები იწვევს გენურ დაავადებებს: დალტონიზმი, ფენილკეტონურია.

ქრომოსომული (პერესტროიკა) დაკავშირებულია ქრომოსომების სტრუქტურის ცვლილებებთან. შეიძლება მოხდეს:

წაშლა: -ქრომოსომის სეგმენტის დაკარგვა;

დუბლირება -ქრომოსომის სეგმენტის დუბლირება;

ინვერსია -ქრომოსომის ნაწილის ბრუნვა 180 0-ით;

ტრანსლოკაცია -არაჰომოლოგიური ქრომოსომების სეგმენტების გაცვლა და შერწყმაორი არაჰომოლოგური ქრომოსომა ერთში.

ქრომოსომული მუტაციების მიზეზები: ორი ან მეტი ქრომოსომის რღვევის გაჩენა და მათი შემდგომი კავშირი, მაგრამ არასწორი თანმიმდევრობით.

გენომიური მუტაციები იწვევს ქრომოსომების რაოდენობის ცვლილებას. გამოარჩევენ ჰეტეროპლოიდიადა პოლიპლოიდია.

ჰეტეროპლოიდია დაკავშირებულია ქრომოსომების რაოდენობის ცვლილებასთან, რამდენიმე ქრომოსომაზე - 1.2.3. Მიზეზები: არ არის ქრომოსომების სეგრეგაცია მეიოზში:

- მონოსომია -ქრომოსომების რაოდენობის შემცირება 1 ქრომოსომით. ქრომოსომების ნაკრების ზოგადი ფორმულა არის 2n-1.

- ტრიზონომია -ქრომოსომების რაოდენობის ზრდა 1-ით. ზოგადი ფორმულა არის 2n + 1 (47 ქრომოსომა კლანფაიტერის სინდრომი; ტრიზონომია 21 წყვილ ქრომოსომაზე - დაუნის სინდრომი (მრავალჯერადი ნიშანი დაბადების დეფექტებირაც ამცირებს სხეულის სიცოცხლისუნარიანობას და არღვევს გონებრივ განვითარებას).

პოლიპლოიდი - ქრომოსომების რაოდენობის მრავალჯერადი ცვლილება. პოლიპლოიდურ ორგანიზმებში უჯრედებში ქრომოსომების ჰაპლოიდური (n) ნაკრები მეორდება არა 2-ჯერ, როგორც დიპლოიდურებში, არამედ 4-6-ჯერ, ზოგჯერ გაცილებით მეტს - 10-12-ჯერ.

პოლიპლოიდების გაჩენა დაკავშირებულია მიტოზის ან მეიოზის დარღვევასთან. კერძოდ, მეიოზის დროს ჰომოლოგიური ქრომოსომების არგამოყოფა იწვევს გამეტების წარმოქმნას ქრომოსომების გაზრდილი რაოდენობით. დიპლოიდურ ორგანიზმებში ამ პროცესს შეუძლია დიპლოიდური (2n) გამეტების წარმოქმნა.

ფართოდ გვხვდება კულტურულ მცენარეებში: წიწიბურაში, მზესუმზირაში და სხვ., ასევე ველურ მცენარეებში.

N.I. ვავილოვის კანონი (მემკვიდრეობითი ცვალებადობის ჰომოლოგიური სერიის კანონი).

/ძველი დროიდან მკვლევარები აკვირდებოდნენ მსგავსი ნიშნების არსებობას ქ განსხვავებული ტიპებიდა იმავე ოჯახის გვარები, როგორიცაა ნესვი, რომელიც კიტრის მსგავსია, ან საზამთრო, რომელიც ნესვს ჰგავს. ეს ფაქტები საფუძვლად დაედო ჰომოლოგიური სერიების კანონის მემკვიდრეობით ცვალებადობას.

მრავალჯერადი ალელიზმი. პარალელური ცვალებადობა. გენი შეიძლება იყოს ორზე მეტ მდგომარეობაში. ერთი გენის ალელების მრავალფეროვნებას ე.წ მრავალჯერადი ალელიზმი. სხვადასხვა ალელი განსაზღვრავს ერთი და იგივე თვისების სხვადასხვა ხარისხს. რაც უფრო მეტ ალელს ატარებენ პოპულაციების ცალკეული პირები, რაც უფრო მეტი პლასტიკურია სახეობა, მით უკეთესია ის ადაპტირებული გარემო პირობების შეცვლასთან.

მრავალჯერადი ალელიზმი საფუძვლად უდევს პარალელური ცვალებადობა - ფენომენი, რომელშიც მსგავსი პერსონაჟები ჩნდებიან ერთი და იმავე ოჯახის სხვადასხვა სახეობებსა და გვარებში. ნ.ი.ვავილოვმა სისტემატიზაცია მოახდინა პარალელური ცვალებადობის ფაქტებზე./

ნ.ი. ვავილოვმა შეადარა ზლაკის ოჯახის სახეობები. მან გაარკვია, რომ თუ რბილ ხორბალს აქვს ზამთრისა და გაზაფხულის ფორმები, ჩარდახი და უფსკრული, მაშინ იგივე ფორმები აუცილებლად გვხვდება მტკიცე ხორბალში. უფრო მეტიც, მახასიათებლების შემადგენლობა. იმით, რომ ფორმები განსხვავდება სახეობებისა და გვარის მიხედვით, ხშირად აღმოჩნდება იგივე სხვა გვარებში. მაგალითად, ჭვავისა და ქერის ფორმები იმეორებს ხორბლის სხვადასხვა სახეობის ფორმებს და ქმნიან მემკვიდრეობითი ცვალებადობის იმავე პარალელურ ან ჰომოლოგიურ სერიას.

ფაქტების სისტემატიზაციამ საშუალება მისცა ნ.ი.ვავილოვს ჩამოეყალიბებინა ჰომოლოგიური სერიების კანონი მემკვიდრეობით ცვალებადობაში (1920): გენეტიკურად ახლოს მყოფ სახეობებსა და გვარებს ახასიათებთ მემკვიდრეობითი ცვალებადობის მსგავსი სერიები ასეთი კანონზომიერებით. რომ, ერთი სახეობის ფარგლებში მრავალი ფორმის ცოდნით, შესაძლებელია განჭვრიტოთ პარალელური ფორმების აღმოჩენა სხვა სახეობებსა და გვარებში.

მჭიდროდ მონათესავე სახეობებისა და გვარების მემკვიდრეობითი ნიშან-თვისებების ჰომოლოგია აიხსნება მათი გენების ჰომოლოგიით, ვინაიდან ისინი წარმოიშვნენ ერთი და იმავე მშობელი სახეობიდან. გარდა ამისა, მუტაციის პროცესი გენეტიკურად ახლო სახეობებშიც ანალოგიურად მიმდინარეობს. აქედან გამომდინარე, მათ აქვთ რეცესიული ალელების მსგავსი სერია და, შედეგად, პარალელური თვისებები.

წარმოშობა ვავილოვის კანონიდან: თითოეულ სახეობას აქვს მუტაციური ცვალებადობის გარკვეული საზღვრები. არცერთ მუტაციურ პროცესს არ შეუძლია გამოიწვიოს ცვლილებები, რომლებიც სცილდება სახეობების მემკვიდრეობითი ცვალებადობის სპექტრს.ასე რომ, ძუძუმწოვრებში მუტაციამ შეიძლება შეცვალოს ქურთუკის ფერი შავიდან ყავისფერამდე, წითელი, თეთრი, შეიძლება მოხდეს ზოლები, ლაქები, მაგრამ მწვანე ფერის გამოჩენა გამორიცხულია.