Iedzimtas mainīguma homologās sērijas likums. Valsts eksāmenu tēzes bioloģijas studentiem
Homoloģiskā sērija iekšā iedzimta mainīgums likumu, atveriet krievu valodu ģenētiķis N.I. Vavilovs 1920. gadā izveidoja modeli, kas nosaka paralēlismu (līdzību) radniecīgo organismu iedzimtajā (genotipiskajā) mainīgumā. Vavilova formulējumā likums skan: "Sugām un ģintīm, kas ir ģenētiski tuvu viena otrai, ir raksturīgas identiskas iedzimtības mainīguma rindas ar tādu regularitāti, ka, zinot formu virkni vienai sugai, var paredzēt identisku formu atrašanu. citas sugas un ģintis." Tajā pašā laikā, jo ciešākas ir attiecības starp sugām, jo pilnīgāka ir līdzība (homoloģija) to mainīguma virknē. Likumā ir apkopots milzīgs daudzums materiālu par augu (graudaugu un citu ģimeņu) mainīgumu, taču tas izrādījās patiesi attiecībā uz dzīvnieku un mikroorganismu mainīgumu.
Paralēlās mainības fenomens cieši radniecīgās dzimtās un sugās tiek skaidrots ar to kopīgo izcelsmi un līdz ar to ar to, ka tajos ir liela daļa vienādu gēnu, kas iegūti no kopīga senča un procesā nav mainīti. Mutācijas gadījumā šie gēni dod līdzīgas iezīmes. Paralēlisms genotipiskajā mainīgumā radniecīgās sugās izpaužas kā fenotipiskās variabilitātes paralēlisms, t.i., līdzīgi raksturi (fenotipi).
Vavilova likums ir teorētiskais pamatojums virzienu un metožu izvēlei ekonomiski vērtīgu īpašību un īpašību iegūšanai. kultivētie augi un mājdzīvnieki.
Tiek sauktas mutācijas, kas rodas dabiski, neietekmējot dažādu faktoru ķermeni spontāni. Spontānu mutāciju izpausmes galvenā iezīme ir tas, ka ģenētiski tuvām sugām un ģintīm ir raksturīgas līdzīgas mainīguma formas. Homologu sēriju klātbūtnes modeli iedzimtajā mainīgumā noteica izcilais ģenētiķis un selekcionārs akadēmiķis N.I. Vavilovs (1920). Viņš atklāja, ka homologās sērijas pastāv ne tikai augu sugu un ģints līmenī, bet tās var atrast arī zīdītājiem un cilvēkiem.
Likuma būtība ir tāda ģenētiski tuvām ģintīm un sugām raksturīgas homologas (līdzīgas) sērijas iedzimtības mainīgumā. Līdzīga genotipa mainība ir balstīta uz līdzīgu genotipu cieši saistītās formās (t.i., gēnu kopums, to novietojums homologos lokusos). Tāpēc, zinot mainīguma formas, piemēram, vairākas mutācijas vienas ģints sugās, var pieņemt, ka tādas pašas mutācijas ir citās noteiktas ģints vai dzimtas sugās. Līdzīgas mutācijas ģenētiski radniecīgās sugās N.I. Vavilovs sauca par homologām sērijām iedzimtajā mainīgumā. Piemēri:
1) graudaugu dzimtas pārstāvjiem ir līdzīgs genotips. Līdzīgas mutācijas ir novērojamas arī šīs dzimtas ģintīs (kviešos, rudzos, auzās utt.). Tie ietver: kaili graudaini, bez nojumes, izmitināšanas, graudu dažāda konsistence un krāsa utt. Īpaši izplatītas ir kviešu, rudzu, auzu un rīsu formas bez tentiem;
2) līdzīgas mutācijas rodas cilvēkiem un zīdītājiem: īspirkstiņiem (aitām, cilvēkiem), albīnismam (žurkām, suņiem, cilvēkiem), cukura diabēts(žurkas, cilvēki), katarakta (suņi, zirgi, cilvēki), kurlums (suņi, kaķi, cilvēki) utt.
Iedzimtas mainības homoloģisko sēriju likums ir universāls. Medicīniskā ģenētika izmanto šo likumu, lai pētītu dzīvnieku slimības un izstrādātu to ārstēšanu cilvēkiem. Ir noskaidrots, ka onkogēnie vīrusi tiek pārnesti caur dzimumšūnām, integrējoties to genomā. Tajā pašā laikā pēcnācējiem attīstās blakusslimības, kas līdzīgas vecākiem. DNS nukleotīdu secība ir pētīta daudzās cieši saistītās sugās, un līdzības pakāpe ir vairāk nekā 90%. Tas nozīmē, ka radniecīgās sugās var sagaidīt tāda paša veida mutācijas.
Likumam ir plašs pielietojums augu selekcijā. Zinot dažu šķirņu iedzimto izmaiņu raksturu, līdzīgas izmaiņas radniecīgās šķirnēs var prognozēt, iedarbojoties uz tām ar mutagēniem vai izmantojot gēnu terapiju. Tādā veidā tajos var panākt labvēlīgas pārmaiņas.
Modifikācijas mainīgums(pēc Č. Darvina domām - zināma mainība) - ir fenotipa izmaiņas vides faktoru ietekmē, kas nav iedzimti, un genotips paliek nemainīgs.
Fenotipa izmaiņas vides faktoru ietekmē ģenētiski identiskiem indivīdiem sauc modifikācijas. Modifikācijas citādi sauc par izmaiņām pazīmes izpausmes pakāpē. Modifikāciju parādīšanās ir saistīta ar to, ka vides faktori (temperatūra, gaisma, mitrums utt.) ietekmē fermentu aktivitāti un noteiktās robežās maina bioķīmisko reakciju gaitu. Modifikācijas mainīgumam ir adaptīvs raksturs, atšķirībā no mutācijas mainīguma.
Modifikāciju piemēri:
1) bultas uzgalim ir 3 veidu lapas, kas atšķiras pēc formas, atkarībā no vides faktora iedarbības: bultveida, kas atrodas virs ūdens, ovālas - uz ūdens virsmas, lineāras - iegremdētas ūdenī;
2) Himalaju trusiam noskūtās baltās vilnas vietā, to ievietojot jaunos apstākļos (temperatūra 2 C), aug melni mati;
3) lietojot noteiktus barības veidus, būtiski palielinās govju ķermeņa masa un izslaukums;
4) maijpuķītes lapas uz māla augsnes plati, tumši zaļi un uz nabadzīgiem smilšainiem - šauri un gaiši;
5) Pieneņu augi, kas pārvietoti augstu kalnos vai apgabalos ar aukstu klimatu, nesasniedz normālu izmēru un aug punduri.
6) ar pārmērīgu kālija saturu augsnē augu augšana palielinās, un, ja augsnē ir daudz dzelzs, tad uz baltajām ziedlapiņām parādās brūngana nokrāsa.
Mod īpašības:
1) modifikācijas var rasties veselā indivīdu grupā, jo tās ir grupu izmaiņas pazīmju nopietnībā;
2) izmaiņas ir adekvātas, t.i. atbilst noteikta vides faktora iedarbības veidam un ilgumam (temperatūra, gaisma, augsnes mitrums utt.);
3) modifikācijas veido variāciju sēriju, tāpēc tās dēvē par pazīmju kvantitatīvajām izmaiņām;
4) modifikācijas ir atgriezeniskas vienas paaudzes ietvaros, t.i., mainoties ārējiem apstākļiem indivīdos, mainās zīmju izpausmes pakāpe. Piemēram, govīm, mainoties barošanai, var mainīties izslaukums, cilvēkam ultravioleto staru ietekmē parādās iedegums, vasaras raibumi u.c.;
5) modifikācijas netiek mantotas;
6) modifikācijām ir adaptīvs (adaptīvs) raksturs, t.i., reaģējot uz vides apstākļu izmaiņām, indivīdiem ir fenotipiskas izmaiņas, kas veicina to izdzīvošanu. Piemēram, mājas žurkas pielāgojas indēm; zaķi maina sezonas krāsu;
7) ir sagrupēti ap vidējo vērtību.
Ārējās vides ietekmē lielākā mērā lapu garums un forma, augstums, svars utt.
Tomēr vides ietekmē zīmes var mainīties noteiktās robežās. reakcijas ātrums ir augšējās un apakšējās robežas, kurās atribūts var mainīties. Šīs robežas, kurās var mainīties fenotips, nosaka genotips. 1. piemērs: izslaukums no vienas govs ir 4000–5000 l/gadā. Tas norāda, ka šajās robežās tiek novērota šīs pazīmes mainīgums un reakcijas ātrums ir 4000–5000 l/gadā. 2. piemērs: ja garo auzu šķirnes stublāja augstums svārstās no 110 līdz 130 cm, tad šīs pazīmes reakcijas ātrums ir 110–130 cm.
Dažādām zīmēm ir dažādas reakcijas normas – platas un šauras. Plašs reakcijas ātrums- lapu garums, ķermeņa masa, govju izslaukums u.c. Šaurs reakcijas ātrums- piena tauku saturs, sēklu, ziedu, augļu uc krāsa. Kvantitatīvām pazīmēm ir plašs reakcijas ātrums, bet kvalitatīvajām - šaurs.
Modifikācijas mainīguma statistiskā analīze, izmantojot kviešu vārpā esošo vārpu skaita piemēru
Tā kā modifikācija ir pazīmes kvantitatīvas izmaiņas, ir iespējams veikt modifikācijas mainīguma statistisko analīzi un iegūt modifikācijas mainīguma vidējo vērtību jeb variāciju sēriju. Variāciju sērija pazīmes mainīgums (t.i., vārpiņu skaits ausīs) - izkārtojums vārpiņu rindā atbilstoši vārpiņu skaita pieaugumam. Variāciju sērija sastāv no atsevišķiem variantiem (variācijām). Ja saskaitām atsevišķu variantu skaitu variāciju sērijās, redzam, ka to sastopamības biežums nav vienāds. Opcijas ( variācijas) ir vārpiņu skaits kviešu vārpās (viena pazīmes izpausme). Visbiežāk tiek konstatēti variāciju sērijas vidējie rādītāji (vārpu skaits svārstās no 14 līdz 20). Piemēram, 100 ausīs ir jānosaka dažādu iespēju rašanās biežums. Pēc aprēķinu rezultātiem redzams, ka visbiežāk ir tapas ar vidējo vārpu skaitu (16–18):
Augšējā rindā ir redzamas opcijas no mazākās līdz lielākajai. Apakšējā rinda ir katras opcijas rašanās biežums.
Varianta sadalījumu variāciju sērijā var vizuāli parādīt, izmantojot grafiku. Pazīmes mainīguma grafisko izteiksmi sauc variācijas līkne, kas atspoguļo variācijas robežas un specifisko pazīmes variāciju rašanās biežumu (36. att.) .
V
Rīsi. 36 . Vārpiņu skaita variācijas līkne kviešu vārpā
Lai noteiktu kviešu vārpu modifikācijas mainīguma vidējo vērtību, jāņem vērā šādi parametri:
P ir vārpiņu skaits ar noteiktu vārpiņu skaitu (pazīmes sastopamības biežums);
n ir sērijas opciju kopējais skaits;
V ir vārpiņu skaits ausī (opcijas, kas veido variāciju sēriju);
M - modifikācijas mainīguma vidējo vērtību vai kviešu vārpu variāciju sērijas vidējo aritmētisko nosaka pēc formulas:
M=–––––––––– (modifikācijas mainīguma vidējā vērtība)
2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20
M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .
Modifikācijas mainīguma vidējai vērtībai ir praktisks pielietojums lauksaimniecības augu un dzīvnieku produktivitātes paaugstināšanas problēmas risināšanā.
Vavilova homoloģisko sēriju likums
Svarīgs N. I. Vavilova pētījumu teorētiskais vispārinājums ir viņa homoloģisko sēriju teorija. Atbilstoši viņa formulētajam iedzimtības mainīguma homoloģisko sēriju likumam ne tikai ģenētiski tuvas sugas, bet arī augu ģintis veido homoloģiskas formu virknes, t.i., sugu un ģinšu ģenētiskajā mainībā ir zināma paralēlisms. Tuvām sugām to genotipu lielās līdzības dēļ (gandrīz vienāds gēnu kopums) ir līdzīga iedzimta mainība. Ja labi izpētītā sugā visas zināmās rakstzīmju variācijas ir sakārtotas noteiktā secībā, tad citās radniecīgās sugās var atrast gandrīz visas tās pašas rakstzīmju variabilitātes variācijas. Piemēram, mīksto cieto kviešu un miežu vārpu mainīgums ir aptuveni vienāds.
N.I. Vavilova interpretācija. Ģenētiski tuvām sugām un ģintīm ir raksturīgas līdzīgas iedzimtības mainīguma sērijas ar tādu regularitāti, ka, zinot formu skaitu vienas sugas ietvaros, var paredzēt paralēlu formu atrašanu citās sugās un ģintīs. Jo ciešākas attiecības, jo pilnīgāka līdzība mainīguma virknē.
Mūsdienu tiesību interpretācija
Radniecīgām sugām, ģintīm, ģimenēm hromosomās ir homologi gēni un gēnu kārtas, kuru līdzība ir pilnīgāka, jo evolucionāli tuvāki salīdzināmie taksoni. Gēnu homoloģija radniecīgās sugās izpaužas to iedzimtās mainības sērijas līdzībā (1987).
Likuma nozīme
1. Iedzimtas mainības homoloģisko sēriju likums ļauj atrast nepieciešamās pazīmes un variantus gandrīz bezgalīgā formu daudzveidībā. dažāda veida gan kultivētie augi, gan mājdzīvnieki, gan to savvaļas radinieki.
2. Tas ļauj veiksmīgi meklēt jaunas kultivēto augu un mājdzīvnieku šķirnes ar noteiktām nepieciešamajām īpašībām. Tā ir likuma milzīgā praktiskā nozīme augkopībā, lopkopībā un selekcijā.
3. Tās loma kultivēto augu ģeogrāfijā ir salīdzināma ar Periodiskā sistēma D. I. Mendeļejeva elementi ķīmijā. Piemērojot homologo sēriju likumu, ir iespējams noteikt augu izcelsmes centru pēc radniecīgām sugām ar līdzīgiem raksturiem un formām, kas, iespējams, attīstās vienā ģeogrāfiskā un ekoloģiskā vidē.
4. biļete
Iezīmju pārmantošana dzimuma hromosomu diverģences laikā (X hromosomu primārā un sekundārā nesadalīšana Drosophilā)
Kā minēts iepriekš, kad Drosophila mātīte ar baltām acīm tiek krustota ar sarkano acu tēviņu. F1 visām meitām ir sarkanas acis, un visiem dēliem, kuri saņem savu vienīgo X- hromosoma no mātes, acis ir baltas. Tomēr dažreiz šādā krustojumā parādās atsevišķi sarkano acu tēviņi un balto acu mātītes, tā sauktās izņēmuma mušas ar biežumu 0,1-0,001%. Bridges ierosināja, ka šādu "izņēmuma indivīdu" parādīšanās ir saistīta ar to, ka mejozes laikā abas X hromosomas viņu mātē iekrita vienā olā, t.i. bija nesavienošanās X- hromosoma. Katru no šīm olām var apaugļot vai nu ar spermu X- hromosoma vai Y- hromosoma. Rezultātā var veidoties 4 veidu zigoti: 1) ar trim X- hromosomas - XXX; 2) ar divām mātēm X- hromosomas un Y- hromosoma XXI; 3) no viena tēva X-hromosoma; 4) bez X- hromosomas, bet Y- hromosoma.
XXI ir normālas auglīgas mātītes. XO- vīrietis, bet sterils. Tas liecina, ka Drosophila Y Hromosoma nesatur dzimumu noteicošos gēnus. Šķērsojot XXI mātītes ar normāliem tēviņiem ar sarkanām acīm ( XY) Tilti pēcnācējiem konstatēti 4% balto acu sieviešu un 4% sarkano acu vīriešu. Pārējos pēcnācējus veidoja sarkano acu mātītes un balto acu tēviņi. Autors skaidroja šādu ārkārtēju indivīdu parādīšanos ar sekundāro nesavienību X-hromosomas mejozē, jo mātītes, kas ņemtas krustošanās laikā ( XXY), radās hromosomu primārās nesadalīšanas dēļ. Sekundārā hromosomu nesadalīšanās šādām mātītēm meiozes laikā tiek novērota 100 reizes biežāk nekā primārā.
Vairākos citos organismos, tostarp cilvēkos, ir zināma arī dzimuma hromosomu nesadalīšana. No 4 pēcnācēju veidiem, kas izriet no neatšķirības X- hromosomas sievietēm, indivīdiem, kuriem tādu nav X hromosomas tiek zaudētas embrionālās attīstības laikā. Zigotas XXX attīstīties sievietēm, kurām, visticamāk, ir garīgi defekti un neauglība. No zigotām XXI attīstās nepilnvērtīgi vīrieši - Klinefeltera sindroms - neauglība, garīga atpalicība, einuhīda ķermeņa uzbūve. Pēcnācēji no viena X-hromosoma bieži mirst embrionālajā attīstībā, reti izdzīvo sievietes ar Šereševska-Tērnera sindromu. Tie ir īsi, infantili, neauglīgi. Cilvēkā Y-hromosomas satur gēnus, kas nosaka vīrieša organisma attīstību. Ar prombūtni Y-Hromosomu attīstība notiek atbilstoši sievietes tipam. Dzimuma hromosomu nesadalīšana cilvēkiem notiek biežāk nekā Drosophila; vidēji uz katriem 600 dzimušajiem zēniem ir viens ar Klīnfeltera sindromu.
N.I. Vavilovs, pētot iedzimto mainību kultivētajos augos un to senčos, atklāja vairākus modeļus, kas ļāva formulēt homologu iedzimtības mainīguma sēriju likumu: “Ģenētiski tuvas sugām un ģintīm ir raksturīgas līdzīgas iedzimtas variabilitātes sērijas ar tādiem. likumsakarība, ka, zinot vairākas formas vienas sugas ietvaros, ir iespējams paredzēt paralēlo formu atrašanu citās sugās un ģintīs. Jo tuvāk ģintis un sugas ģenētiski atrodas vispārējā sistēmā, jo pilnīgāka ir līdzība to mainīguma virknē. Visām augu ģimenēm parasti ir raksturīgs zināms mainīguma cikls, kas iet cauri visām ģintīm un sugām, kas veido 30 saimi.
Šo likumu var ilustrēt ar Bluegrass dzimtas piemēru, kurā ietilpst kvieši, rudzi, mieži, auzas, prosa u.c. Līdz ar to kariopses melnā krāsa konstatēta rudziem, kviešiem, miežiem, kukurūzai un citiem augiem, kariopses iegarenā forma konstatēta visās pētītajās dzimtas sugās. Homoloģisko sēriju likums iedzimtajā mainīgumā ļāva pašam N. I. Vavilovam atrast vairākas iepriekš nezināmas rudzu formas, pamatojoties uz šo rakstzīmju klātbūtni kviešos. Tajos ietilpst: ausis un bezsargi, sarkani, balti, melni un purpursarkani graudi, miltaini un stiklveida graudi utt.
N.I.Vavilova atklātais likums ir spēkā ne tikai augiem, bet arī dzīvniekiem. Tātad albīnisms ir sastopams ne tikai dažādās zīdītāju grupās, bet arī putniem un citiem dzīvniekiem. Īspirksts tiek novērots cilvēkiem, liellopiem, aitām, suņiem, putniem, putniem spalvu trūkums, zivīm zvīņas, zīdītājiem vilna u.c.
Iedzimtas mainības homoloģisko sēriju likumam ir liela nozīme selekcijas praksē. Tas ļauj prognozēt formu klātbūtni, kas nav sastopamas konkrētajā sugā, bet raksturīgas cieši radniecīgām sugām, tas ir, likums norāda meklēšanas virzienu. Turklāt vēlamo formu var atrast savvaļā vai iegūt ar mākslīgo mutaģenēzi. Piemēram, 1927. gadā vācu ģenētiķis E. Baurs, pamatojoties uz homologo sēriju likumu, ierosināja iespējamu lupīnas formas, kas nesatur alkaloīdus, pastāvēšanu, ko varētu izmantot dzīvnieku barībā. Tomēr šādas formas nebija zināmas. Ir ierosināts, ka mutanti, kas nav alkaloīdi, ir mazāk izturīgi pret kaitēkļiem nekā rūgtās lupīnas augi, un lielākā daļa no tiem mirst pirms ziedēšanas.
Balstoties uz šiem pieņēmumiem, R. Zengbušs uzsāka alkaloīdus nesaturošu mutantu meklējumus. Viņš pārbaudīja 2,5 miljonus lupīnas augu un starp tiem identificēja 5 augus ar zemu alkaloīdu saturu, kas bija lopbarības lupīnas priekšteči.
Vēlāki pētījumi parādīja homoloģisko sēriju likuma ietekmi uz dažādu organismu morfoloģisko, fizioloģisko un bioķīmisko īpašību mainīguma līmeni - no baktērijām līdz cilvēkiem.
Mākslīga mutāciju iegūšana
Dabā nepārtraukti notiek spontāna mutaģenēze. Tomēr spontānas mutācijas ir reti sastopamas. Piemēram, Drosofilā baltās acs mutācija notiek ar ātrumu 1:100 000 gametu; cilvēkiem daudzi gēni mutē ar ātrumu 1:200 000 gametu.1925. gadā G. A. Nadsons un G. S. Filippovs atklāja rādija staru mutagēno ietekmi uz rauga šūnu iedzimto mainīgumu. Īpaša nozīme mākslīgās mutaģenēzes attīstībā bija G. Mellera (1927) darbiem, kas eksperimentos ar Drosophilu ne tikai apstiprināja rādija staru mutagēno iedarbību, bet arī parādīja, ka apstarošana simtiem reižu palielina mutāciju biežumu. 1928. gadā L. Stadlers izmantoja rentgena starus, lai iegūtu mutācijas. Vēlāk tika pierādīta arī ķīmisko vielu mutagēnā iedarbība. Šie un citi eksperimenti ir parādījuši, ka pastāv liels skaits faktoru, ko sauc mutagēns spēj izraisīt mutācijas dažādos organismos.
Visi mutagēni, ko izmanto mutāciju iegūšanai, ir sadalīti divās grupās:
fiziskais - starojums, augsta un zema temperatūra, mehāniskā ietekme, ultraskaņa;
ķīmiska- dažādi organiskie un neorganiskie savienojumi: kofeīns, sinepju gāze, smago metālu sāļi, slāpekļskābe u.c.
ir izraisīta mutaģenēze liela nozīme. Tas ļauj izveidot vērtīgu izejmateriālu audzēšanai, simtiem augsti produktīvu augu un dzīvnieku šķirņu šķirņu, palielināt vairāku bioloģiski aktīvo vielu ražotāju produktivitāti 10-20 reizes, kā arī atklāj veidus, kā radīt līdzekļus aizsargā cilvēkus no mutagēno faktoru iedarbības.
MUTACIONĀLĀ MAINĪBA
Plāns
Atšķirība starp mutācijām un modifikācijām.
Mutāciju klasifikācija.
Ņ.I. Vavilova likums
Mutācijas. Mutācijas jēdziens. mutagēnie faktori.
Mutācijas - Tās ir pēkšņas, pastāvīgas, dabiskas vai mākslīgas izmaiņas ģenētiskajā materiālā, kas rodas ģenētiskā materiāla ietekmē mutagēnie faktori .
Mutagēnu faktoru veidi:
A) fiziskais– starojums, temperatūra, elektromagnētiskais starojums.
B) ķīmiskie faktori - vielas, kas izraisa organisma saindēšanos: alkohols, nikotīns, formalīns.
IN) bioloģiskā- vīrusi, baktērijas.
Atšķirība starp mutācijām un modifikācijām
Mutāciju klasifikācija
Ir vairākas mutāciju klasifikācijas.
I Mutāciju klasifikācija pēc vērtības: labvēlīga, kaitīga, neitrāla.
Noderīga mutācijas izraisa paaugstinātu organisma rezistenci un ir materiāls dabiskai un mākslīgai atlasei.
Kaitīgas mutācijas samazināt dzīvotspēju un izraisīt iedzimtu slimību attīstību: hemofiliju, sirpjveida šūnu anēmiju.
II Mutāciju klasifikācija pēc lokalizācijas vai rašanās vietas: somatiskā un ģeneratīvā.
Somatisks rodas ķermeņa šūnās un ietekmē tikai ķermeņa daļu, savukārt veidojas mozaīkas indivīdi: dažādas acis, matu krāsa. Šīs mutācijas tiek mantotas tikai veģetatīvās pavairošanas laikā (jāņogās).
Ģeneratīvs – rodas dzimumšūnās vai šūnās, no kurām veidojas gametas. Tie ir sadalīti kodolā un ārpus kodola (mitohondriju, plastid).
III Mutācijas pēc genotipa izmaiņu rakstura: hromosomu, genoma, gēna.
Ģenētiskā (vai punkts) nav redzami mikroskopā, ir saistīti ar izmaiņām gēna struktūrā. Šīs mutācijas rodas no nukleotīda zaudēšanas, viena nukleotīda ievietošanas vai aizstāšanas ar citu. Šīs mutācijas izraisa gēnu slimības: krāsu aklumu, fenilketonūriju.
Hromosomu (perestroika) kas saistīti ar izmaiņām hromosomu struktūrā. Var notikt:
Dzēšana: - hromosomu segmenta zudums;
Dublēšana - hromosomas segmenta dublēšanās;
Inversija - hromosomas daļas rotācija par 180 0 ;
Translokācija - nehomoloģisko hromosomu segmentu apmaiņa un apvienošanās divas nehomoloģiskās hromosomas vienā.
Hromosomu mutāciju cēloņi: divu vai vairāku hromosomu pārtraukumu rašanās un to turpmākā savienošana, bet nepareizā secībā.
Genomisks mutācijas izraisīt hromosomu skaita izmaiņas. Atšķirt heteroploīdija Un poliploīdija.
heteroploīdija saistīta ar hromosomu skaita izmaiņām, uz vairākām hromosomām - 1.2.3. Cēloņi: nav hromosomu segregācijas meiozes gadījumā:
- Monosomija - hromosomu skaita samazināšanās par 1 hromosomu. Hromosomu komplekta vispārējā formula ir 2n-1.
- Trisonomija - hromosomu skaita palielināšanās par 1. Vispārējā formula ir 2n + 1 (47 hromosomas Klanfaitera sindroms; trisonomija uz 21 hromosomu pāri - Dauna sindroms (vairākas pazīmes). dzimšanas defekti kas samazina ķermeņa dzīvotspēju un traucē garīgo attīstību).
poliploīdija - daudzkārtējas hromosomu skaita izmaiņas. Poliploīdos organismos haploīdais (n) hromosomu komplekts šūnās atkārtojas nevis 2 reizes, kā diploīdās, bet 4-6 reizes, dažreiz daudz vairāk - līdz 10-12 reizēm.
Poliploīdu rašanās ir saistīta ar mitozes vai meiozes pārkāpumu. Jo īpaši homologu hromosomu neatdalīšana mejozes laikā izraisa gametu veidošanos ar palielinātu hromosomu skaitu. Diploīdos organismos šis process var radīt diploīdas (2n) gametas.
Plaši sastopams kultivētajos augos: griķos, saulespuķēs u.c., kā arī savvaļas augos.
N. I. Vavilova likums (iedzimtās mainīguma homologās sērijas likums).
/Kopš seniem laikiem pētnieki ir novērojuši līdzīgu pazīmju esamību dažādi veidi un vienas ģimenes ģintis, piemēram, melones, kas izskatās pēc gurķiem, vai arbūzi, kas izskatās pēc melonēm. Šie fakti veidoja homologu sēriju likuma pamatu iedzimtības mainīgumā.
Daudzkārtējs alēlisms. Paralēlā mainīgums. Gēns var būt vairāk nekā divos stāvokļos. Tiek saukta viena gēna alēļu dažādība daudzkārtējs alēlisms. Dažādas alēles nosaka vienas un tās pašas pazīmes dažādas pakāpes. Jo vairāk alēļu pārnēsā populāciju indivīdi, jo plastiskāka ir suga, jo labāk tā ir pielāgota mainīgajiem vides apstākļiem.
Pamatā ir daudzkārtējs alēlisms paralēla mainīgums - parādība, kurā līdzīgas rakstzīmes parādās dažādās vienas dzimtas sugās un ģintīs. N.I. Vavilovs sistematizēja paralēlās mainīguma faktus./
N.I. Vavilovs salīdzināja Zlaku dzimtas sugas. Viņš noskaidroja, ka, ja mīkstajiem kviešiem ir ziemas un pavasara formas, nojumes un beznozāles, tad tādas pašas formas noteikti ir arī cietajos kviešos. Turklāt pazīmju sastāvs. Ar to, ka formas atšķiras sugās un ģintīs, tas bieži vien izrādās vienāds arī citās ģintīs. Piemēram, rudzu un miežu formas atkārto dažāda veida kviešu formas, veidojot vienādas paralēlas vai homologas iedzimtas mainības sērijas.
Faktu sistematizācija ļāva N.I.Vavilovam formulēt Iedzimtas mainīguma homologu sēriju likums (1920): sugām un ģintīm, kas ir ģenētiski tuvas, raksturīgas līdzīgas iedzimtas mainīguma sērijas ar šādu regularitāti. Ka, zinot vairākas formas vienas sugas ietvaros, var paredzēt paralēlu formu atrašanu citās sugās un dzimtās.
Cieši radniecīgu sugu un ģinšu iedzimto īpašību homoloģija ir izskaidrojama ar to gēnu homoloģiju, jo tie cēlušies no vienas un tās pašas vecāku sugas. Turklāt mutācijas process ģenētiski tuvās sugās norit līdzīgi. Tāpēc tiem ir līdzīgas recesīvo alēļu sērijas un līdz ar to paralēlas pazīmes.
Atvasinājums no Vavilova likuma: katrai sugai ir noteiktas mutācijas mainīguma robežas. Neviens mutācijas process nevar izraisīt izmaiņas, kas pārsniedz sugas iedzimtās mainības spektru. Tātad zīdītājiem mutācijas var mainīt apmatojuma krāsu no melnas uz brūnu, var rasties sarkana, balta, svītrainība, plankumainība, bet zaļas krāsas izskats ir izslēgts.