Homolog kalıtsal değişkenlik serisi yasası. Biyoloji öğrencileri için devlet sınavlarına ilişkin notlar
Homolog seriler kalıtsal değişkenlik kanun, açık Rusça genetikçi N.I. Vavilov tarafından 1920'de, ilgili organizmalardaki kalıtsal (genotipik) değişkenlikte paralellik (benzerlik) kuran bir model. Vavilov'un formülasyonunda yasa şöyle diyor: “Genetik olarak birbirine yakın türler ve cinsler, bir türün form serisini bilerek, aynı formların varlığını tahmin edebilecek kadar düzenli bir kalıtsal değişkenlik dizisi ile karakterize edilir. diğer türler ve cinsler.” Dahası, türler arasındaki ilişki ne kadar yakınsa, değişkenlik serilerindeki benzerlik (homoloji) o kadar eksiksiz olur. Kanun, bitkilerin (tahıllar ve diğer familyalar) çeşitliliğine ilişkin çok sayıda materyali özetlemektedir, ancak aynı zamanda hayvanların ve mikroorganizmaların çeşitliliği için de geçerli olduğu ortaya çıkmıştır.
Yakın ilişkili cins ve türlerdeki paralel değişkenlik olgusu, ortak kökenleri ve dolayısıyla bunların önemli bir kısmında ortak bir atadan elde edilen ve süreç içinde değişmeyen aynı genlerin varlığı ile açıklanmaktadır. Mutasyona uğradığında bu genler benzer özellikler üretir. İlgili türlerdeki genotipik değişkenlikteki paralellik, fenotipik değişkenlikteki paralellik, yani benzer özellikler (fenotipler) ile kendini gösterir.
Vavilov yasası, ekonomik açıdan değerli özellikleri ve özellikleri elde etmek için yön ve yöntemlerin seçilmesine yönelik teorik bir temeldir. ekili bitkiler ve evcil hayvanlar.
Vücutta çeşitli faktörlerin etkisi olmadan doğal olarak meydana gelen mutasyonlara denir. doğal. Kendiliğinden mutasyonların tezahürünün ana özelliği genetik olarak yakın türlerin ve cinslerin benzer değişkenlik biçimlerinin varlığıyla karakterize edilmesidir. Kalıtsal değişkenlikte homolog serilerin varlığının modeli, seçkin genetikçi ve yetiştirici Akademisyen N.I. Vavilov'un (1920). Homolog serilerin sadece bitkilerde tür ve cins düzeyinde mevcut olmadığını, aynı zamanda memelilerde ve insanlarda da bulunabileceğini ortaya çıkardı.
Kanunun özü şudur genetik olarak yakın cins ve türler, kalıtsal değişkenlikteki homolog (benzer) serilerle karakterize edilir. Benzer genotipik değişkenlik, yakından ilişkili formlardaki benzer bir genotipe (yani bir dizi gen, bunların homolog lokuslardaki konumu) dayanmaktadır. Bu nedenle, değişkenlik biçimlerini bilerek, örneğin bir cins içindeki türlerdeki bir dizi mutasyonu bilerek, aynı mutasyonların belirli bir cins veya familyanın diğer türlerinde de varlığını varsayabiliriz. Genetik olarak ilişkili türlerdeki benzer mutasyonlar N.I. Vavilov kalıtsal değişkenlikteki homolojik serileri çağırdı. Örnekler:
1) tahıl ailesinin temsilcileri benzer bir genotipe sahiptir. Bu familyanın cinslerinde (buğday, çavdar, yulaf vb.) benzer mutasyonlar görülmektedir. Bunlar şunları içerir: çıplak tane, kılçıksız, yatma, farklı kıvam ve tane rengi vb. Buğday, çavdar, yulaf ve pirincin kılçıksız türleri özellikle yaygındır;
2) insanlarda ve memelilerde benzer mutasyonlar meydana gelir: kısa parmaklı (koyun, insan), albinizm (sıçan, köpek, insan), diyabet(fareler, insanlar), katarakt (köpekler, atlar, insanlar), sağırlık (köpekler, kediler, insanlar) vb.
Kalıtsal değişkenliğin homolojik serileri yasası evrenseldir. Tıbbi genetik, hayvanlardaki hastalıkları incelemek ve bunları insanlarla ilişkili olarak tedavi etmek için yöntemler geliştirmek için bu yasayı kullanır. Onkojenik virüslerin germ hücreleri yoluyla bulaşarak genomlarına entegre oldukları tespit edilmiştir. Bu durumda yavrularda ebeveynlere benzer ek hastalıklar gelişir. DNA'daki nükleotid dizilimi, birbiriyle yakından ilişkili birçok türde incelenmiştir ve benzerlik derecesi %90'ın üzerindedir. Bu, ilgili türlerde aynı tip mutasyonların beklenebileceği anlamına gelir.
Kanunun bitki ıslahında geniş bir uygulaması vardır. Bazı çeşitlerdeki kalıtsal değişikliklerin doğası bilindiğinde, mutajenlerle etkilenerek veya gen terapisi kullanılarak ilgili çeşitlerdeki benzer değişiklikleri tahmin etmek mümkündür. Bu şekilde onlarda faydalı değişiklikler meydana getirebilirsiniz.
Modifikasyon değişkenliği(Ch. Darwin'e göre – belirli bir değişkenlik) – bunlar fenotipik değişikliklerdir kalıtsal olmayan çevresel faktörlerin etkisi altında kalır ve genotip değişmeden kalır.
Genetik olarak aynı bireylerde çevresel faktörlerin etkisi altında fenotipte meydana gelen değişikliklere denir. değişiklikler. Değişikliklere bir özelliğin ifade derecesindeki değişiklikler denir. Değişikliklerin ortaya çıkması, çevresel faktörlerin (sıcaklık, ışık, nem vb.) enzimlerin aktivitesini etkilemesi ve belirli sınırlar dahilinde biyokimyasal reaksiyonların seyrini değiştirmesinden kaynaklanmaktadır. Modifikasyon değişkenliği, mutasyonel değişkenliğin aksine, doğası gereği uyarlanabilirdir.
Değişiklik örnekleri:
1) ok ucunun, çevresel faktörün etkisine bağlı olarak şekilleri farklı olan 3 tür yaprağı vardır: ok şeklinde, suyun üstünde bulunur, oval - su yüzeyinde, doğrusal - suya batırılmış;
2) Himalaya tavşanında, yeni koşullara (sıcaklık 2 C) yerleştirildiğinde traş edilmiş beyaz kürk yerine siyah yün büyür;
3) belirli yem türlerini kullanırken ineklerin vücut ağırlığı ve süt verimi önemli ölçüde artar;
4) vadideki zambak yaprakları killi topraklar geniş, koyu yeşil ve zayıf kumlu olanlarda - dar ve soluk renkli;
5) Yüksek dağlara veya soğuk iklime sahip bölgelere taşınan karahindiba bitkileri normal boyutlara ulaşamaz ve cüceleşir.
6) Toprakta fazla miktarda potasyum varsa bitki büyümesi artar, toprakta çok fazla demir varsa beyaz yapraklarda kahverengimsi bir renk tonu belirir.
Değişiklik özellikleri:
1) Değişiklikler bir grup bireyde meydana gelebilir, çünkü bunlar semptomların şiddetindeki grup değişiklikleridir;
2) değişiklikler yeterlidir, yani. belirli bir çevresel faktöre (sıcaklık, ışık, toprak nemi vb.) maruz kalma türüne ve süresine karşılık gelir;
3) modifikasyonlar bir varyasyon serisi oluşturur, bu nedenle özelliklerdeki niceliksel değişiklikler olarak sınıflandırılırlar;
4) değişiklikler bir nesil içinde tersine çevrilebilir, yani bireylerde dış koşullardaki bir değişiklikle, özelliklerin ifade derecesi değişir. Örneğin ineklerde beslenme değişikliği ile süt verimi değişebilir, insanlarda ultraviyole ışınlarının etkisi altında bronzluk, çiller vb.
5) değişiklikler miras alınmaz;
6) modifikasyonlar doğası gereği adaptiftir; yani değişen çevresel koşullara yanıt olarak bireyler, hayatta kalmalarına katkıda bulunan fenotipik değişiklikler sergilerler. Örneğin evcil fareler zehirlere uyum sağlar; Tavşanlar mevsimsel renkleri değiştirir;
7) ortalama değer etrafında gruplandırılmıştır.
Dış ortamın etkisi altında yaprakların uzunluğu ve şekli, boyu, ağırlığı vb. büyük ölçüde değişir.
Ancak çevrenin etkisiyle işaretler belli sınırlar içerisinde değişebilmektedir. Reaksiyon normu– bunlar, özelliğin değişebileceği üst ve alt sınırlardır. Fenotipin değişebileceği bu sınırlar genotip tarafından belirlenir. örnek 1: Bir inekten elde edilen süt verimi 4000–5000 l/yıldır. Bu durum, bu özellikteki değişkenliğin bu sınırlar içerisinde gözlendiğini ve reaksiyon hızının 4000-5000 l/yıl olduğunu göstermektedir. Örnek 2: uzun yulaf çeşidinin sapının yüksekliği 110 ila 130 cm arasında değişiyorsa, bu özellik için reaksiyon normu 110-130 cm'dir.
Farklı işaretlerin farklı reaksiyon normları vardır - geniş ve dar. Geniş reaksiyon hızı– yaprak uzunluğu, vücut ağırlığı, ineklerin süt verimi vb. Dar reaksiyon normu– sütün yağ içeriği, tohumların rengi, çiçekler, meyveler vb. Niceliksel özellikler geniş bir reaksiyon hızına sahipken, niteliksel özellikler dar bir reaksiyon hızına sahiptir.
Bir buğday başakındaki spikelet sayısı örneğini kullanarak modifikasyon değişkenliğinin istatistiksel analizi
Modifikasyon, bir karakteristikteki niceliksel bir değişiklik olduğundan, modifikasyon değişkenliğinin istatistiksel analizini gerçekleştirmek ve modifikasyon değişkenliğinin ortalama değerini veya varyasyon serisini türetmek mümkündür. Varyasyon serisiözelliğin değişkenliği (yani kulaklardaki spikelet sayısı) - artan sayıda spikelette kulakların sıra halinde düzenlenmesi. Varyasyon serisi bireysel seçeneklerden (varyasyonlar) oluşur. Bir varyasyon serisindeki bireysel varyantların sayısını sayarsanız, bunların ortaya çıkma sıklığının aynı olmadığını görebilirsiniz. Seçenekler ( varyasyonlar) buğday başaklarındaki başakçık sayısıdır (özelliğin tek bir ifadesi). Çoğu zaman, varyasyon serisinin ortalama göstergeleri bulunur (spikelet sayısı 14 ila 20 arasında değişir). Örneğin 100 başak mısırda farklı varyantların görülme sıklığını belirlemeniz gerekir. Hesaplama sonuçları, en yaygın kulakların ortalama sayıda spikelet içeren kulaklar olduğunu göstermektedir (16-18):
Üst satırda seçenekler en küçükten en büyüğe doğru gösterilir. Alt satır, her seçeneğin ortaya çıkma sıklığını gösterir.
Bir varyasyon serisindeki varyantların dağılımı, bir grafik kullanılarak görsel olarak gösterilebilir. Bir özelliğin değişkenliğinin grafiksel ifadesine denir. varyasyon eğrisi, bir özelliğin belirli varyasyonlarının varyasyon sınırlarını ve ortaya çıkma sıklığını yansıtır (Şekil 36) .
V
Pirinç. 36 . Bir buğday başakındaki başakçık sayısının değişim eğrisi
Buğday başaklarının modifikasyon değişkenliğinin ortalama değerini belirlemek için aşağıdaki parametrelerin dikkate alınması gerekir:
P – belirli sayıda başakçığa sahip kulak sayısı (özelliğin ortaya çıkma sıklığı);
n – serinin toplam varyant sayısı;
V - bir kulaktaki spikelet sayısı (bir varyasyon serisi oluşturan varyantlar);
M - modifikasyon değişkenliğinin ortalama değeri veya buğday başaklarının varyasyon serisinin aritmetik ortalaması aşağıdaki formülle belirlenir:
M=–––––––––– (modifikasyon değişkenliğinin ortalama değeri)
2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20
M=––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .
Modifikasyon değişkenliğinin ortalama değeri, tarımsal bitki ve hayvanların verimliliğini artırma probleminin çözümünde pratik uygulamaya sahiptir.
Vavilov'un homolojik seriler yasası
N. I. Vavilov'un araştırmasının önemli bir teorik genellemesi, geliştirdiği homolojik seriler doktrinidir. Kendisi tarafından formüle edilen homolojik kalıtsal çeşitlilik dizisi yasasına göre, yalnızca genetik olarak yakın türler değil, aynı zamanda bitki cinsleri de homolojik form dizileri oluşturur, yani türlerin ve cinslerin genetik değişkenliğinde belirli bir paralellik vardır. Yakın türler, genotiplerinin (neredeyse aynı gen grubu) büyük benzerliğinden dolayı benzer kalıtsal değişkenliğe sahiptir. İyi çalışılmış bir türdeki karakterlerin bilinen tüm varyasyonları belirli bir sıraya yerleştirilirse, karakter değişkenliğindeki hemen hemen aynı varyasyonların tamamı diğer ilgili türlerde de bulunabilir. Örneğin kulak omuriliğinin değişkenliği yumuşak, makarnalık buğday ve arpada yaklaşık olarak aynıdır.
N.I. Vavilov'un yorumu. Genetik olarak yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir; öyle bir düzenlilik ki, bir tür içindeki form serileri bilindiğinde, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilir. İlişki ne kadar yakınsa, değişkenlik serisindeki benzerlik de o kadar tam olur.
Kanunun modern yorumu
İlgili türler, cinsler, familyalar homolog genlere ve kromozomlardaki gen sıralarına sahiptir; bunların benzerliği ne kadar tamsa, karşılaştırılan taksonlar ne kadar yakınsa evrimsel olarak da o kadar yakındır. İlgili türlerdeki genlerin homolojisi, kalıtsal değişkenlik serilerinin benzerliğinde ortaya çıkar (1987).
Kanunun anlamı
1. Kalıtsal değişkenliğin homolojik serisi yasası, gerekli özellikleri ve varyantları neredeyse sonsuz çeşitlilikte formlarda bulmayı mümkün kılar çeşitli türler hem kültür bitkileri hem de evcil hayvanlar ve bunların yabani akrabaları.
2. Belirli gerekli özelliklere sahip yeni kültür bitkisi çeşitlerinin ve evcil hayvan türlerinin başarılı bir şekilde aranmasını mümkün kılar. Bu, bitkisel üretim, hayvancılık ve yetiştirme kanununun muazzam pratik önemidir.
3. Kültür bitkilerinin coğrafyasındaki rolü, Periyodik tablo Kimyada D.I. Mendeleev'in unsurları. Homolojik seriler yasasını uygulayarak, muhtemelen aynı coğrafi ve ekolojik ortamda gelişen, benzer özellik ve formlara sahip ilgili türlere göre bitkilerin menşe merkezini oluşturmak mümkündür.
Bilet 4
Cinsiyet kromozomlarının farklılaşması sırasındaki özelliklerin kalıtımı (Drosophila'da X kromozomlarının birincil ve ikincil ayrılmaması)
Daha önce de belirtildiği gibi, beyaz gözlü dişi Drosophila ile kırmızı gözlü erkek Drosophila çaprazlandığında F1 bütün kızların gözleri kırmızıdır ve bütün oğulların tek hakları X- anneden gelen kromozom, gözleri beyaz. Bununla birlikte, bazen bu tür geçişlerde,% 0,1-0,001 sıklığıyla sözde istisnai sinekler olarak adlandırılan tek kırmızı gözlü erkekler ve beyaz gözlü dişiler ortaya çıkar. Bridges, bu tür "istisnai bireylerin" ortaya çıkmasının, mayoz sırasında annelerinde her iki X kromozomunun da tek bir yumurtada bulunmasıyla açıklandığını öne sürdü. uyumsuzluk meydana geldi X-kromozomlar. Bu yumurtaların her biri sperm veya sperm tarafından döllenebilir. X-kromozom veya e-kromozom. Sonuç olarak 4 tip zigot oluşturulabilir: 1) üç tip X-kromozomlar – XXX; 2) iki anneyle X-kromozomlar ve e-kromozom XXY; 3) bir babayla X-kromozom; 4) olmadan X-kromozomlar, ancak e-kromozom.
XXY normal doğurgan dişilerdir. XO- erkek ama kısır. Bu gösteriyor ki Drosophila'da e-kromozom cinsiyeti belirleyen genleri içermez. Karşıdan karşıya geçerken XXY normal kırmızı gözlü erkeklere sahip dişiler ( XY) Yavrularda bulunan köprülerin %4'ü beyaz gözlü dişiler ve %4'ü kırmızı gözlü erkeklerdir. Yavruların geri kalanı kırmızı gözlü dişilerden ve beyaz gözlü erkeklerden oluşuyordu. Yazar, bu tür istisnai bireylerin ortaya çıkışını ikincil ayrışmasızlıkla açıkladı. X- mayozda kromozomlar, çünkü dişiler çaprazlanır ( XXY), birincil kromozom ayrılmamasının bir sonucu olarak ortaya çıktı. Mayozdaki bu tür dişilerde sekonder kromozom ayrışmaması, primerden 100 kat daha sık gözlenir.
İnsanlar da dahil olmak üzere diğer birçok organizmada cinsiyet kromozomlarının ayrılmadığı da bilinmektedir. Iraksamama sonucu ortaya çıkan 4 tür yavrudan X-Kadınlarda kromozom bulunmayan bireylerde X-Embriyonik gelişim sırasında kromozomlar ölür. Zigotlar XXX zihinsel kusurlara ve kısırlığa sahip olma olasılığı normalden daha yüksek olan kadınlarda gelişir. Zigotlardan XXY kusurlu erkekler gelişir - Klinefelter sendromu - kısırlık, zihinsel gerilik, hadım vücut yapısı. Birinin torunları X-kromozomlar sıklıkla embriyonik gelişim sırasında ölür; hayatta kalanlar ise nadir olarak Shereshevsky-Turner sendromlu kadınlardır. Kısa, çocuksu ve kısırdırlar. İnsanlarda e-kromozomlar erkek organizmasının gelişimini belirleyen genleri içerir. Yoklukla e-Kromozomlar dişi tipine göre gelişir. Cinsiyet kromozomlarındaki ayrılmama insanlarda Drosophila'ya göre daha sık görülür; Ortalama olarak doğan her 600 erkek çocuğa karşılık bir tanesi Klinefelter sendromludur.
N.I. Yetiştirilen bitkilerde ve onların atalarındaki kalıtsal değişkenliği inceleyen Vavilov, homolojik kalıtsal değişkenlik serileri yasasını formüle etmeyi mümkün kılan bir dizi model keşfetti: “Genetik olarak yakın türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir. Bir türün içindeki çok sayıda formu bilerek, diğer türlerde ve cinslerde paralel formların bulunacağının öngörülmesinin doğruluğu. Genetik olarak ne kadar yakın konumlanırlarsa ortak sistem cins ve türler, değişkenlik sıralarındaki benzerlik ne kadar tam olursa. Bütün bitki aileleri genellikle aileyi oluşturan tüm cins ve türlerden geçen belirli bir varyasyon döngüsüyle karakterize edilir30."
Bu yasa, buğday, çavdar, arpa, yulaf, darı vb. içeren Poa ailesi örneğiyle açıklanabilir. Böylece, karyopsisin siyah rengi çavdar, buğday, arpa, mısır ve diğer bitkilerde bulunurken, karyopsisin uzun şekli ailenin incelenen tüm türlerinde bulunmuştur. Kalıtsal değişkenlikteki homolojik seriler yasası, N.I. Vavilov'un, buğdaydaki bu özelliklerin varlığına dayanarak, daha önce bilinmeyen bir dizi çavdar türü bulmasına izin verdi. Bunlar şunları içerir: kılçıklı ve kılçıksız kulaklar, kırmızı, beyaz, siyah ve mor renkli taneler, unlu ve camsı taneler vb.
N.I. Vavilov'un keşfettiği yasa sadece bitkiler için değil hayvanlar için de geçerlidir. Dolayısıyla albinizm yalnızca farklı memeli gruplarında değil aynı zamanda kuşlarda ve diğer hayvanlarda da ortaya çıkıyor. İnsanlarda, sığırlarda, koyunlarda, köpeklerde, kuşlarda kısa parmak, kuşlarda tüy eksikliği, balıklarda pul, memelilerde yün vb. görülür.
Homolog kalıtsal değişkenlik serileri kanunu yetiştirme uygulamaları için büyük önem taşımaktadır. Belirli bir türde bulunmayan ancak yakın akraba türlerin özelliği olan formların varlığını tahmin etmemizi sağlar, yani yasa aramaların yönünü belirtir. Ayrıca istenilen form doğada bulunabileceği gibi yapay mutajenez yoluyla da elde edilebilir. Örneğin, 1927'de Alman genetikçi E. Baur, homolojik seriler yasasına dayanarak, hayvan yemi olarak kullanılabilecek, alkaloit içermeyen bir acı bakla formunun olası varlığını öne sürdü. Ancak bu tür formlar bilinmiyordu. Alkaloit içermeyen mutantların zararlılara karşı acı acı bakla bitkilerine göre daha az dirençli olduğu ve çoğunun çiçeklenmeden önce öldüğü öne sürüldü.
Bu varsayımlara dayanarak R. Zengbusch, alkaloit içermeyen mutantlar aramaya başladı. 2,5 milyon acı bakla bitkisini inceledi ve bunların arasında yemlik acı baklanın ataları olan alkaloit içeriği düşük 5 bitki tespit etti.
Daha sonraki çalışmalar, homolojik seriler yasasının, bakterilerden insanlara kadar çok çeşitli organizmaların morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerinin değişkenlik düzeyindeki etkisini gösterdi.
Yapay mutasyonlar
Kendiliğinden mutajenez doğada sürekli olarak meydana gelir. Ancak spontan mutasyonlar nadirdir. Örneğin Drosophila'da beyaz göz mutasyonu 1:100.000 gamet sıklığında oluşurken, insanlarda birçok gen 1:200.000 gamet sıklığında mutasyona uğrar.1925 yılında G.A. Nadson ve G.S. Filippov, radyum ışınlarının maya hücrelerindeki kalıtsal değişkenlik üzerindeki mutajenik etkisini keşfettiler. Yapay mutajenezin gelişimi için özellikle önemli olan, yalnızca Drosophila üzerindeki deneylerde radyum ışınlarının mutajenik etkisini doğrulamakla kalmayıp, aynı zamanda ışınlamanın mutasyon sıklığını yüzlerce kez artırdığını da gösteren G. Meller'in (1927) çalışmalarıydı. 1928'de L. Stadler mutasyonları elde etmek için X ışınlarını kullandı. Daha sonra kimyasalların mutajenik etkisi de kanıtlandı. Bunlar ve diğer deneyler, çok sayıda faktörün varlığını gösterdi. mutajenikçeşitli organizmalarda mutasyonlara neden olma yeteneğine sahiptir.
Mutasyon üretmek için kullanılan tüm mutajenler iki gruba ayrılır:
fiziksel - radyasyon, yüksek ve düşük sıcaklık, mekanik etki, ultrason;
kimyasal- çeşitli organik ve inorganik bileşikler: kafein, hardal gazı, ağır metal tuzları, nitröz asit vb.
Uyarılmış mutajenez büyük önem. Yetiştirme için değerli kaynak materyal, yüzlerce yüksek verimli bitki ve hayvan türü oluşturmayı mümkün kılar, birçok biyolojik olarak aktif madde üreticisinin verimliliğini 10-20 kat artırmayı mümkün kılar ve ayrıca koruma araçları yaratmanın yollarını ortaya çıkarır. insanları mutajenik faktörlerin etkisinden korur.
MUTASYONEL DEĞİŞKENLİK
Plan
Mutasyonlar ve modifikasyonlar arasındaki fark.
Mutasyonların sınıflandırılması.
N.I.Vavilov Yasası
Mutasyonlar. Mutasyon kavramı. Mutajenik faktörler.
Mutasyonlar – genetik materyalde meydana gelen ani, kalıcı, doğal veya yapay değişikliklerdir. mutajenik faktörler .
Mutajenik faktörlerin türleri:
A) fiziksel– radyasyon, sıcaklık, elektromanyetik radyasyon.
B) kimyasal faktörler – vücudun zehirlenmesine neden olan maddeler: alkol, nikotin, formaldehit.
İÇİNDE) biyolojik- virüsler, bakteriler.
Mutasyonlar ve modifikasyonlar arasındaki fark
Mutasyonların sınıflandırılması
Mutasyonların çeşitli sınıflandırmaları vardır.
I Mutasyonların anlamlarına göre sınıflandırılması: faydalı, zararlı, nötr.
Kullanışlı Mutasyonlar organizmanın direncinin artmasına neden olur ve doğal ve yapay seçilim için materyal oluşturur.
Zararlı mutasyonlar canlılığı azaltır ve kalıtsal hastalıkların gelişmesine yol açar: hemofili, orak hücreli anemi.
II Mutasyonların lokalizasyona veya meydana gelme yerine göre sınıflandırılması: somatik ve üretken.
Somatik vücut hücrelerinde ortaya çıkar ve vücudun sadece bir kısmını etkiler, mozaik bireyler gelişir: farklı gözler, saç rengi. Bu mutasyonlar yalnızca vejetatif üreme sırasında (kuş üzümünde) kalıtsaldır.
üretken – germ hücrelerinde veya gametlerin oluştuğu hücrelerde meydana gelir. Nükleer ve nükleer olmayan (mitokondriyal, plastid) olarak ayrılırlar.
III Genotip değişikliğinin doğası gereği mutasyonlar: kromozomal, genomik, gen.
Genetik (veya nokta) Mikroskop altında görülemeyen gen yapısındaki değişikliklerle ilişkilidir. Bu mutasyonlar, nükleotid kaybı, eklenmesi veya bir nükleotidin diğeriyle değiştirilmesi sonucu meydana gelir. Bu mutasyonlar gen hastalıklarına yol açar: renk körlüğü, fenilketonüri.
kromozomal (perestroyka) Kromozom yapısındaki değişikliklerle ilişkilidir. Ne olabilir:
Silme: - bir kromozomun bir bölümünün kaybı;
Çoğaltma – bir kromozom segmentinin ikiye katlanması;
İnversiyon – kromozomun bir kısmının 180 0 dönmesi;
Translokasyon – Homolog olmayan kromozomların bölümlerinin değişimi ve birleşme iki homolog olmayan kromozomun bire dönüşmesi.
Kromozomal mutasyonların nedenleri: İki veya daha fazla kromozom kırılmasının ardından bunların yanlış sırada birleşmesi.
genomik mutasyonlar Kromozom sayısında değişikliğe yol açar. Ayırt etmek heteroploidi Ve poliploidi.
Heteroploidi birden fazla kromozomdaki kromozom sayısındaki değişiklikle ilişkili – 1.2.3. Nedenler: mayoz bölünmede kromozomların ayrılmaması:
- Monozomi – Kromozom sayısının 1 kromozom azalması. Kromozom setinin genel formülü 2n-1'dir.
- Trisonomi – Kromozom sayısında 1 artış. Genel formül 2n+1 (47 kromozom Clanfeather sendromu; 21 çift kromozomun trisonomisi - Down sendromu (çoklu belirtiler) doğum kusurları, vücudun canlılığının azalması ve zihinsel gelişimin bozulması).
Poliploidi – Kromozom sayısında çoklu değişiklik. Poliploid organizmalarda, hücrelerdeki haploid (n) kromozom seti, diploid olanlarda olduğu gibi 2 kez değil, 4-6 kez, bazen çok daha fazla - 10-12 kata kadar tekrarlanır.
Poliploidlerin oluşumu mitoz veya mayoz bölünmenin ihlali ile ilişkilidir. Özellikle mayoz bölünmede homolog kromozomların birbirinden ayrılmaması, kromozom sayısı artan gametlerin oluşmasına yol açar. Diploid organizmalarda bu süreç diploid (2n) gamet üretebilir.
Ekili bitkilerde yaygın olarak bulunur: karabuğday, ayçiçeği vb. ve yabani bitkilerde.
N.I. Vavilov yasası (homolog kalıtsal değişkenlik serisi yasası).
/Antik çağlardan beri araştırmacılar benzer özelliklerin varlığını gözlemlemişlerdir. farklı şekiller ve salatalığa benzeyen kavunlar veya kavuna benzeyen karpuzlar gibi aynı ailenin cinsleri. Bu gerçekler kalıtsal değişkenlikteki homolojik seriler yasasının temelini oluşturdu./
Çoklu alelizm. Paralel değişkenlik. Bir gen ikiden fazla durumda bulunabilir. Bir genin alel çeşitliliğine denir çoklu alelizm. Farklı aleller aynı özelliğin farklı derecelerini belirler. Bir popülasyondaki bireyler ne kadar çok allel taşıyorsa, tür o kadar plastik oluyor ve değişen çevre koşullarına o kadar iyi uyum sağlıyor.
Çoklu alelizm temeldir paralel değişkenlik - Aynı ailenin farklı türlerinde ve cinslerinde benzer karakterlerin ortaya çıktığı bir olgu. Paralel değişkenliğin gerçeklerini sistematize etti N.I. Vavilov./
N.I. Vavilov, Tahıl ailesinin türlerini karşılaştırdı. Yumuşak buğdayın kışlık ve baharlık, kılçıklı ve kılçıksız formları varsa, makarnalık buğdayda da aynı formların bulunması gerektiğini buldu. Üstelik özelliklerin bileşimi. Bir tür ve cins içindeki formlar farklılık gösterirken, çoğu zaman diğer cinslerde de aynı olduğu ortaya çıkar. Örneğin çavdar ve arpanın formları, farklı buğday türlerinin formlarını tekrarlayarak aynı paralel veya homolog kalıtsal değişkenlik serisini oluşturur.
Gerçeklerin sistemleştirilmesi N.I. Vavilov'un formüle etmesine izin verdi kalıtsal değişkenlikte homolog seriler yasası (1920): Genetik olarak birbirine yakın olan türler ve cinsler, böyle bir düzenliliğe sahip benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir. Bir tür içindeki çok sayıda formu bilerek, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığını tahmin edebiliriz.
Yakın akraba türlerin ve cinslerin kalıtsal karakterlerinin homolojisi, aynı ata türden köken aldıkları için genlerinin homolojisi ile açıklanmaktadır. Ayrıca genetik olarak birbirine yakın türlerde mutasyon süreci de benzer şekilde ilerlemektedir. Bu nedenle benzer resesif alel serileri ve bunun sonucunda da paralel özellikler geliştirirler.
Vavilov yasasının sonucu: Her türün mutasyonel değişkenliğin belirli sınırları vardır. Hiçbir mutasyon süreci, türün kalıtsal değişkenlik spektrumunun ötesine geçen değişikliklere yol açamaz. Böylece memelilerde mutasyonlar kürkün rengini siyahtan kahverengiye, kırmızıya, beyaza, şeritlere dönüştürebilir ve lekelenmeler meydana gelebilir, ancak yeşil rengin görünümü hariç tutulur.