Irsiy o'zgaruvchanlikning gomologik qatorlari qonuni. Biologiya talabalari uchun davlat imtihonlari uchun referatlar
Gomologik seriyalar irsiy o'zgaruvchanlik qonun, rus tilini oching genetik N.I. Vavilov 1920 yilda qarindosh organizmlarda irsiy (genotipik) o'zgaruvchanlikda parallellik (o'xshashlik) ni o'rnatadigan namunani yaratdi. Vavilovning formulasida qonunda shunday deyilgan: "Genetik jihatdan bir-biriga yaqin turlar va avlodlar irsiy o'zgaruvchanlikning bir xil qatori bilan shunday muntazamlik bilan tavsiflanadiki, bir tur uchun shakllar qatorini bilib, bir xil shakllarning topilishini oldindan ko'rish mumkin. boshqa turlar va avlodlar." Shu bilan birga, turlar orasidagi munosabatlar qanchalik yaqin bo'lsa, ularning o'zgaruvchanlik qatoridagi o'xshashlik (homologiya) shunchalik to'liq bo'ladi. Qonun o'simliklarning (donlar va boshqa oilalarning) o'zgaruvchanligi to'g'risida juda ko'p materiallarni jamlaydi, ammo bu hayvonlar va mikroorganizmlarning o'zgaruvchanligi uchun haqiqiy bo'lib chiqdi.
Bir-biriga yaqin turdosh avlod va turlarda parallel oʻzgaruvchanlik hodisasi ularning umumiy kelib chiqishi va demak, ularda umumiy ajdoddan olingan va jarayonda oʻzgarmagan bir xil genlarning katta qismi mavjudligi bilan izohlanadi. Mutatsiyaga uchraganida, bu genlar o'xshash xususiyatlarni beradi. Qarindosh turlardagi genotipik o'zgaruvchanlikda parallellik fenotipik o'zgaruvchanlikda, ya'ni o'xshash belgilarda (fenotiplarda) parallellik bilan namoyon bo'ladi.
Vavilov qonuni iqtisodiy jihatdan qimmatli xususiyatlar va xususiyatlarni olish yo'nalishlari va usullarini tanlashning nazariy asosidir. madaniy o'simliklar va uy hayvonlari.
Turli omillar organizmga ta'sir qilmasdan tabiiy ravishda yuzaga keladigan mutatsiyalar deyiladi o'z-o'zidan. Spontan mutatsiyalar namoyon bo'lishining asosiy xususiyati genetik jihatdan yaqin turlar va avlodlar o'zgaruvchanlikning o'xshash shakllari mavjudligi bilan tavsiflanadi. Irsiy o'zgaruvchanlikda gomologik qatorlar mavjudligining namunasi taniqli genetik va selektsioner, akademik N.I. Vavilov (1920). U gomologik qatorlar nafaqat o'simliklardagi tur va jins darajasida, balki sutemizuvchilar va odamlarda ham bo'lishi mumkinligini aniqladi.
Qonunning mohiyati shundan iborat genetik jihatdan yaqin avlod va turlar irsiy oʻzgaruvchanlikda gomologik (oʻxshash) qatorlar bilan tavsiflanadi.. Shunga o'xshash genotipik o'zgaruvchanlik bir-biriga yaqin bo'lgan shakllardagi o'xshash genotipga asoslanadi (ya'ni, genlar to'plami, ularning gomologik lokuslarda joylashishi). Shuning uchun, o'zgaruvchanlik shakllarini, masalan, bir turdagi turlardagi bir qator mutatsiyalarni bilib, ma'lum bir jins yoki oilaning boshqa turlarida bir xil mutatsiyalar mavjudligini taxmin qilish mumkin. Genetik jihatdan bog'liq bo'lgan turlardagi o'xshash mutatsiyalar N.I. Vavilov irsiy o'zgaruvchanlikda gomologik qatorlarni chaqirdi. Misollar:
1) don oilasi vakillari o'xshash genotipga ega. Shunga o'xshash mutatsiyalar bu oilaning avlodlarida (bug'doy, javdar, jo'xori va boshqalar) kuzatiladi. Bularga quyidagilar kiradi: yalang'och donador, soyasiz, turar joy, donning turli xil konsistensiyasi va rangi va boshqalar. Bug'doy, javdar, jo'xori va guruchning awnsiz shakllari ayniqsa keng tarqalgan;
2) shunga o'xshash mutatsiyalar odamlarda va sutemizuvchilarda uchraydi: kalta oyoqli (qo'ylar, odamlar), albinizm (kalamushlar, itlar, odamlar), qandli diabet(kalamushlar, odamlar), kataraktalar (itlar, otlar, odamlar), karlik (itlar, mushuklar, odamlar) va boshqalar.
Irsiy o'zgaruvchanlikning homologik qator qonuni universaldir. Tibbiy genetika hayvonlardagi kasalliklarni o'rganish va odamlarda ularni davolash usullarini ishlab chiqish uchun ushbu qonundan foydalanadi. Aniqlanishicha, onkogen viruslar jinsiy hujayralar orqali ularning genomiga integratsiyalashgan holda uzatiladi. Shu bilan birga, nasl ota-onalarga o'xshash kasalliklarni rivojlantiradi. DNK nukleotidlari ketma-ketligi ko'plab yaqin turlarda o'rganilgan va o'xshashlik darajasi 90% dan ortiq. Bu shuni anglatadiki, bir xil turdagi mutatsiyalar qarindosh turlarda kutilishi mumkin.
Qonun o'simlikchilikda keng qo'llaniladi. Ayrim navlardagi irsiy o’zgarishlarning xarakterini bilib, mutagenlar bilan ta’sir qilish yoki gen terapiyasini qo’llash orqali turdosh navlardagi o’xshash o’zgarishlarni oldindan aytish mumkin. Shunday qilib, ularda foydali o'zgarishlar bo'lishi mumkin.
Modifikatsiyaning o'zgaruvchanligi(Ch.Darvin bo'yicha - ma'lum bir o'zgaruvchanlik) - fenotipning o'zgarishi irsiy bo'lmagan ekologik omillar ta'siri ostida va genotip o'zgarishsiz qoladi.
Genetik jihatdan bir xil shaxslarda atrof-muhit omillari ta'sirida fenotipning o'zgarishi deyiladi. modifikatsiyalari. O'zgartirishlar, boshqacha qilib aytganda, belgining namoyon bo'lish darajasining o'zgarishi deb ataladi. Modifikatsiyalarning paydo bo'lishi atrof-muhit omillarining (harorat, yorug'lik, namlik va boshqalar) fermentlarning faolligiga ta'sir qilishi va ma'lum chegaralarda biokimyoviy reaktsiyalarning borishini o'zgartirishi bilan bog'liq. Modifikatsion oʻzgaruvchanlik mutatsion oʻzgaruvchanlikdan farqli ravishda adaptiv xarakterga ega.
O'zgartirishga misollar:
1) strelka uchi 3 xil bargga ega bo`lib, ular tashqi muhit omilining ta'siriga qarab shakli jihatidan farqlanadi: o`qsimon, suv ustida joylashgan, ovalsimon - suv yuzasida, chiziqli - suvga botirilgan;
2) Himoloy quyonida, qirqilgan oq jun o'rniga, yangi sharoitga (harorat 2 C) qo'yilganda, qora tuklar o'sadi;
3) ozuqaning ayrim turlaridan foydalanganda sigirlarning tana vazni va sut mahsuldorligi sezilarli darajada oshadi;
4) nilufar barglari ustida gil tuproqlar keng, quyuq yashil va kambag'al qumlilarda - tor va och rangda;
5) Tog'larda yoki sovuq iqlimi bo'lgan joylarda ko'chirilgan karahindiba o'simliklari normal o'lchamlarga etib bormaydi va mitti bo'lib o'sadi.
6) tuproqda kaliyning ortiqcha miqdori bilan o'simlik o'sishi kuchayadi va agar tuproqda temir ko'p bo'lsa, oq gulbarglarda jigarrang rang paydo bo'ladi.
Mod xususiyatlari:
1) modifikatsiyalar butun bir shaxslar guruhida sodir bo'lishi mumkin, chunki bu belgilarning zo'ravonligidagi guruh o'zgarishlari;
2) o'zgarishlar adekvat, ya'ni. ma'lum bir ekologik omil (harorat, yorug'lik, tuproq namligi va boshqalar) ta'sirining turi va davomiyligiga mos keladi;
3) modifikatsiyalar variatsion qatorni tashkil qiladi, shuning uchun ular xususiyatlarning miqdoriy o'zgarishlari deb ataladi;
4) modifikatsiyalar bir avlod ichida qaytarilishi mumkin, ya'ni shaxslarda tashqi sharoitlarning o'zgarishi bilan belgilarning ifodalanish darajasi o'zgaradi. Masalan, sigirlarda oziqlantirish o'zgarganda sut mahsuldorligi o'zgarishi mumkin, odamlarda ultrabinafsha nurlar ta'sirida qorayish, sepkil va boshqalar paydo bo'ladi;
5) o'zgartirishlar meros qilib olinmaydi;
6) modifikatsiyalar adaptiv (moslashuvchan) xarakterga ega, ya'ni atrof-muhit sharoitlarining o'zgarishiga javoban, shaxslar o'zlarining yashashiga hissa qo'shadigan fenotipik o'zgarishlarni ko'rsatadilar. Masalan, uy kalamushlari zaharlarga moslashadi; quyonlar mavsumiy rangini o'zgartiradi;
7) o'rtacha qiymat atrofida guruhlangan.
Tashqi muhit ta'sirida, ko'proq darajada, barglarning uzunligi va shakli, balandligi, vazni va boshqalar.
Biroq, atrof-muhit ta'sirida belgilar ma'lum chegaralarda o'zgarishi mumkin. reaktsiya tezligi atribut o'zgarishi mumkin bo'lgan yuqori va pastki chegaralardir. Fenotip o'zgarishi mumkin bo'lgan bu chegaralar genotip bilan belgilanadi. 1-misol: bir sigirdan sut mahsuldorligi yiliga 4000–5000 l. Bu shuni ko'rsatadiki, bu belgining o'zgaruvchanligi shunday chegaralar ichida kuzatiladi va reaktsiya tezligi 4000-5000 L / yil. 2-misol: agar baland bo'yli jo'xori navining poyasining balandligi 110 dan 130 sm gacha o'zgarsa, bu belgining reaktsiya tezligi 110-130 sm.
Turli belgilar turli xil reaktsiya normalariga ega - keng va tor. Keng reaktsiya tezligi- barg uzunligi, tana vazni, sigirlarning sut mahsuldorligi va boshqalar. Tor reaktsiya tezligi- sut tarkibidagi yog'lilik, urug'lar, gullar, mevalar va boshqalarning rangi, miqdoriy belgilari keng reaktsiya tezligiga ega, sifat belgilari esa tor reaktsiya tezligiga ega.
Bug'doy boshoqidagi boshoqlar soni misolida modifikatsiya o'zgaruvchanligini statistik tahlil qilish
Modifikatsiya belgining miqdoriy o'zgarishi bo'lganligi sababli, modifikatsiya o'zgaruvchanligini statistik tahlil qilish va modifikatsiya o'zgaruvchanligining o'rtacha qiymatini yoki variatsiya qatorini olish mumkin. Variatsiya seriyasi belgining o'zgaruvchanligi (ya'ni, quloqlardagi boshoqlar soni) - boshoqlar sonining ko'payishiga qarab bir qator quloqlarda joylashish. Variatsion qator alohida variantlardan (variatsiyalardan) iborat. Agar variatsion qatordagi individual variantlar sonini hisoblasak, ularning paydo bo’lish chastotasi bir xil emasligini ko’ramiz. Variantlar ( o'zgarishlar) bug'doy boshoqlaridagi boshoqlar soni (belgining yagona ifodasi). Ko'pincha o'zgaruvchanlik seriyasining o'rtacha ko'rsatkichlari topiladi (spikelets soni 14 dan 20 gacha o'zgarib turadi). Misol uchun, 100 ta quloqda siz turli xil variantlarning paydo bo'lish chastotasini aniqlashingiz kerak. Hisob-kitoblar natijalariga ko'ra, ko'pincha o'rtacha sonli boshoqlar (16-18) bo'lgan tikanlar mavjudligini ko'rish mumkin:
Yuqori qatorda eng kichikdan kattagacha variantlar ko'rsatilgan. Pastki qator - har bir variantning paydo bo'lish chastotasi.
Variantning variatsion qatordagi taqsimotini grafik yordamida vizual ko'rsatish mumkin. Belgining o'zgaruvchanligining grafik ifodasi deyiladi o'zgaruvchanlik egri chizig'i, bu o'zgaruvchanlik chegaralarini va belgining o'ziga xos o'zgarishlarining paydo bo'lish chastotasini aks ettiradi (36-rasm). .
V
Guruch. 36 . Bir boshoqdagi boshoqlar sonining o'zgaruvchanlik egri chizig'i
Bug'doy boshoqlarining modifikatsiya o'zgaruvchanligining o'rtacha qiymatini aniqlash uchun quyidagi parametrlarni hisobga olish kerak:
P - ma'lum miqdordagi spikeletlarga ega bo'lgan boshoqlar soni (belgining paydo bo'lish chastotasi);
n - ketma-ket variantlarning umumiy soni;
V - quloqdagi spikeletlar soni (variatsion seriyani tashkil etuvchi variantlar);
M - modifikatsiya o'zgaruvchanligining o'rtacha qiymati yoki bug'doy boshoqlarining variatsiya qatorining o'rtacha arifmetik qiymati quyidagi formula bilan aniqlanadi:
M=–––––––––– (modifikatsiya oʻzgaruvchanligining oʻrtacha qiymati)
2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20
M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .
Modifikatsiya o'zgaruvchanligining o'rtacha qiymati qishloq xo'jaligi o'simliklari va hayvonlarining mahsuldorligini oshirish muammosini hal qilishda amaliy ahamiyatga ega.
Vavilovning homologik qatorlar qonuni
N. I. Vavilov tadqiqotlarining muhim nazariy umumlashtirishi uning gomologik qatorlar nazariyasidir. U tomonidan shakllantirilgan irsiy oʻzgaruvchanlikning homologik qator qonuniga koʻra, nafaqat genetik jihatdan yaqin turlar, balki oʻsimliklarning avlodlari ham shakllarning gomologik qatorini tashkil qiladi, yaʼni tur va avlodning irsiy oʻzgaruvchanligida maʼlum parallellik mavjud. Genotiplarining katta o'xshashligi (deyarli bir xil genlar to'plami) tufayli yaqin turlar o'xshash irsiy o'zgaruvchanlikka ega. Agar yaxshi o'rganilgan turdagi belgilarning barcha ma'lum o'zgarishlari ma'lum bir tartibda joylashtirilgan bo'lsa, boshqa turlarda belgilarning o'zgaruvchanligida deyarli barcha bir xil o'zgarishlarni topish mumkin. Masalan, boshoqning o'zgaruvchanligi yumshoq, qattiq bug'doy va arpada taxminan bir xil.
N.I.Vavilovning talqini. Genetik jihatdan yaqin turlar va avlodlar irsiy o'zgaruvchanlikning o'xshash qatorlari bilan tavsiflanadi, shuning uchun bir tur ichidagi shakllar sonini bilgan holda, boshqa tur va avlodlarda parallel shakllarning topilishini oldindan bilish mumkin. O'zaro bog'liqlik qanchalik yaqin bo'lsa, o'zgaruvchanlik qatoridagi o'xshashlik shunchalik to'liq bo'ladi.
Qonunning zamonaviy talqini
O'zaro bog'liq turlar, avlodlar, oilalar xromosomalarda homolog genlar va genlar tartibiga ega bo'lib, ularning o'xshashligi qanchalik to'liq bo'lsa, evolyutsion jihatdan taqqoslangan taksonlar shunchalik yaqinroq bo'ladi. Turdosh turlardagi genlarning homologiyasi ularning irsiy o'zgaruvchanligi qatorining o'xshashligida namoyon bo'ladi (1987).
Qonunning ahamiyati
1. Irsiy o'zgaruvchanlikning homologik qator qonuni deyarli cheksiz xilma-xil shakllarda kerakli xususiyat va variantlarni topish imkonini beradi. har xil turlari madaniy oʻsimliklar ham, uy hayvonlari ham, ularning yovvoyi qarindoshlari ham.
2. Bu madaniy o'simliklarning yangi navlarini va ma'lum belgilarga ega bo'lgan uy hayvonlari zotlarini muvaffaqiyatli izlash imkonini beradi. Bu qonunning o‘simlikchilik, chorvachilik va seleksiya uchun juda katta amaliy ahamiyati bor.
3. Madaniy o'simliklar geografiyasidagi roli bilan solishtirish mumkin Davriy tizim D. I. Mendeleyevning kimyodagi elementlari. Gomologik qatorlar qonunini qo'llash orqali o'simliklarning kelib chiqish markazini o'xshash belgilar va shakllarga ega bo'lgan turlar bo'yicha aniqlash mumkin, ehtimol ular bir xil geografik va ekologik sharoitda rivojlanadi.
Bilet 4
Jinsiy xromosomalarning divergentsiyasi davridagi belgilarning irsiylanishi (drozofilada X xromosomalarining birlamchi va ikkilamchi ajratilmasligi)
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, oq ko'zli urg'ochi drozofilani qizil ko'zli erkak bilan kesishganda. F1 barcha qizlarning ko'zlari qizil, barcha o'g'illari esa yagona X- onadan olingan xromosoma, ko'zlari oq. Biroq, ba'zida bunday o'tish joyida bitta qizil ko'zli erkaklar va oq ko'zli urg'ochilar paydo bo'ladi, ular 0,1-0,001% chastotali istisno chivinlar deb ataladi. Ko'priklar, bunday "alohida shaxslar" ning paydo bo'lishi, meioz davrida onadagi ikkala X xromosomaning bitta tuxumga tushishi, ya'ni. ajralish bor edi X-xromosoma. Ushbu tuxumlarning har biri sperma bilan urug'lantirilishi mumkin X- xromosoma yoki Y-xromosoma. Natijada 4 xil zigota hosil bo'lishi mumkin: 1) uchtasi bilan X- xromosomalar - XXX; 2) ikki onasi bilan X- xromosomalar va Y-xromosoma XXI; 3) bir otadan X-xromosoma; 4) holda X- xromosomalar, lekin Y-xromosoma.
XXI normal fertil urg'ochilardir. XO- erkak, lekin steril. Bu Drosophila ekanligini ko'rsatadi Y Xromosomada jinsni aniqlovchi genlar mavjud emas. Ketish paytida XXI Oddiy qizil ko'zli erkaklar ( XY) Oq ko'zli ayollarning 4% va qizil ko'zli erkaklarning 4% nasllari orasida topilgan ko'priklar. Qolgan avlodlar qizil ko'zli urg'ochi va oq ko'zli erkaklardan iborat edi. Muallif bunday istisno shaxslarning paydo bo'lishini ikkilamchi bo'linmaslik bilan izohlagan X-meyozdagi xromosomalar, chunki urg'ochilar kesishishda olinadi ( XXY), xromosomalarning birlamchi bo'linmasligi tufayli paydo bo'lgan. Bunday ayollarda meyoz davrida xromosomalarning ikkilamchi bo'linmasligi birlamchiga qaraganda 100 marta tez-tez kuzatiladi.
Bir qator boshqa organizmlarda, shu jumladan odamlarda ham jinsiy xromosomalarning ajralmasligi ma'lum. Ajramaslik natijasida hosil bo'lgan 4 turdagi avlodlardan X-ayollarda xromosomalar, ularda bo'lmagan shaxslar X embrion rivojlanish jarayonida xromosomalar yo'qoladi. Zigotlar XXX ruhiy nuqsonlar va bepushtlik ehtimoli ko'proq bo'lgan ayollarda rivojlanadi. Zigotalardan XXI past erkaklar rivojlanadi - Klaynfelter sindromi - bepushtlik, aqliy zaiflik, eunukoid fizika. Birining avlodlari X-xromosoma ko'pincha embrion rivojlanishida nobud bo'ladi, kamdan-kam omon qolganlar Shereshevskiy-Tyorner sindromi bo'lgan ayollardir. Ular past, go'dak, bepusht. Insonda Y-xromosomalarda erkak organizmining rivojlanishini belgilovchi genlar mavjud. Yo'qligi bilan Y-Xromosoma rivojlanishi ayol turiga qarab davom etadi. Jinsiy xromosomalarning ajralmasligi drozofilaga qaraganda odamlarda tez-tez uchraydi; O'rtacha har 600 o'g'il bolaga Klaynfelter sindromi bilan bir kishi to'g'ri keladi.
N.I. Vavilov madaniy o'simliklar va ularning ajdodlarida irsiy o'zgaruvchanlikni o'rganar ekan, irsiy o'zgaruvchanlikning gomologik qator qonunini shakllantirishga imkon beradigan bir qator qonuniyatlarni topdi: "Genetik jihatdan yaqin turlar va avlodlar irsiy o'zgaruvchanlikning o'xshash qatorlari bilan tavsiflanadi. bir tur ichida bir qancha shakllarni bilgan holda boshqa tur va avlodlarda parallel shakllar topilishini oldindan ko'rish mumkin bo'lgan muntazamlik. Genetik jihatdan umumiy tizimda qanchalik yaqinroq nasl va turlar joylashgan bo'lsa, ularning o'zgaruvchanligi qatoridagi o'xshashlik shunchalik to'liq bo'ladi. O'simliklarning butun oilalari, odatda, 30 oilani tashkil etuvchi barcha avlod va turlar orqali o'tadigan ma'lum bir o'zgaruvchanlik tsikli bilan tavsiflanadi.
Bu qonunni bug'doy, javdar, arpa, jo'xori, tariq va boshqalarni o'z ichiga olgan Bluegrass oilasi misolida ko'rsatish mumkin. Shunday qilib, kariopsisning qora rangi javdar, bug'doy, arpa, makkajo'xori va boshqa o'simliklarda, kariopsisning cho'zilgan shakli oilaning barcha o'rganilgan turlarida topilgan. Irsiy oʻzgaruvchanlikdagi homologik qatorlar qonuni N.I.Vavilovning oʻziga bugʻdoyda shu belgilarning mavjudligidan kelib chiqib, javdarning avval nomaʼlum boʻlgan bir qancha shakllarini topishga imkon berdi. Bularga quyidagilar kiradi: ayvonli va tovonsiz boshoqlar, qizil, oq, qora va binafsha rangli donalar, unli va shishasimon donalar va boshqalar.
N.I.Vavilov tomonidan kashf etilgan qonun nafaqat o'simliklar, balki hayvonlar uchun ham amal qiladi. Demak, albinizm nafaqat sut emizuvchilarning turli guruhlarida, balki qushlar va boshqa hayvonlarda ham uchraydi. Qisqa barmoqlilik odamda, qoramolda, qo'yda, itda, qushda, qushlarda pat, baliqda tarozi, sutemizuvchilarda jun va boshqalarda kuzatiladi.
Naslchilik amaliyoti uchun irsiy o'zgaruvchanlikning homologik qator qonuni katta ahamiyatga ega. Bu ma'lum bir turda topilmagan, ammo yaqin turlarga xos bo'lgan shakllarning mavjudligini taxmin qilish imkonini beradi, ya'ni qonun qidiruv yo'nalishini ko'rsatadi. Bundan tashqari, kerakli shaklni yovvoyi tabiatda topish yoki sun'iy mutagenez orqali olish mumkin. Misol uchun, 1927 yilda nemis genetiki E. Baur gomologik qatorlar qonuniga asoslanib, hayvonlarning ozuqasi uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan lyupinning alkaloidsiz shakli mavjudligini taklif qildi. Biroq, bunday shakllar ma'lum emas edi. Alkaloid bo'lmagan mutantlar achchiq lyupin o'simliklariga qaraganda zararkunandalarga nisbatan kamroq chidamli bo'lib, ularning ko'pchiligi gullashdan oldin nobud bo'ladi, degan fikr bor.
Ushbu taxminlarga asoslanib, R. Zengbush alkaloidsiz mutantlarni qidirishni boshladi. U 2,5 million lyupin o'simliklarini tekshirdi va ular orasida alkaloidlari kam bo'lgan 5 ta o'simlikni aniqladi, ular ozuqa lupinining ajdodlari hisoblanadi.
Keyinchalik olib borilgan tadqiqotlar homologik qatorlar qonunining turli xil organizmlarning morfologik, fiziologik va biokimyoviy xususiyatlarining o'zgaruvchanlik darajasiga ta'sirini ko'rsatdi - bakteriyalardan odamlargacha.
Mutatsiyalarni sun'iy ravishda olish
Tabiatda o'z-o'zidan mutagenez doimiy ravishda davom etadi. Biroq, spontan mutatsiyalar kam uchraydi. Masalan, Drosophilada oq ko'z mutatsiyasi 1:100 000 gameta tezligida sodir bo'ladi, odamlarda ko'p genlar 1:200 000 gametalar tezligida mutatsiyaga uchraydi.1925 yilda G.A.Nadson va G.S.Filippovlar xamirturush hujayralarida irsiy oʻzgaruvchanlikka radiy nurlarining mutagen taʼsirini aniqladilar. Sun'iy mutagenezni rivojlantirish uchun G. Mellerning (1927) ishlari alohida ahamiyatga ega bo'lib, u drozofilaga o'tkazilgan tajribalarda radiy nurlarining mutagen ta'sirini tasdiqlabgina qolmay, nurlanish mutatsiyalar chastotasini yuzlab marta oshirishini ham ko'rsatdi. 1928 yilda L. Stadler mutatsiyalarni olish uchun rentgen nurlaridan foydalangan. Keyinchalik kimyoviy moddalarning mutagen ta'siri ham isbotlangan. Bu va boshqa tajribalar deb ataladigan ko'p sonli omillar mavjudligini ko'rsatdi mutagen turli organizmlarda mutatsiyalarni keltirib chiqarishga qodir.
Mutatsiyalarni olish uchun ishlatiladigan barcha mutagenlar ikki guruhga bo'linadi:
jismoniy - radiatsiya, yuqori va past harorat, mexanik ta'sir, ultratovush;
kimyoviy- turli xil organik va noorganik birikmalar: kofein, xantal gazi, og'ir metallar tuzlari, azot kislotasi va boshqalar.
qo'zg'atilgan mutagenez mavjud katta ahamiyatga ega. Bu naslchilik uchun qimmatli manba materialini, o'simlik va hayvon zotlarining yuzlab yuqori mahsuldor navlarini yaratishga, bir qator biologik faol moddalar ishlab chiqaruvchilarning mahsuldorligini 10-20 barobarga oshirishga imkon beradi, shuningdek, oziq-ovqat mahsulotlarini yaratish usullarini ochib beradi. odamni mutagen omillar ta'siridan himoya qilish.
MUTATIONAL O'ZGARCHILIK
Reja
Mutatsiyalar va modifikatsiyalar o'rtasidagi farq.
Mutatsiyalarning tasnifi.
N.I.Vavilov qonuni
Mutatsiyalar. Mutatsiya tushunchasi. mutagen omillar.
Mutatsiyalar - Bular genetik materialning ta'siri ostida yuzaga keladigan to'satdan, doimiy, tabiiy yoki sun'iy o'zgarishlardir. mutagen omillar .
Mutagen omillarning turlari:
A) jismoniy– nurlanish, harorat, elektromagnit nurlanish.
B) kimyoviy omillar - tananing zaharlanishiga olib keladigan moddalar: spirtli ichimliklar, nikotin, formalin.
IN) biologik- viruslar, bakteriyalar.
Mutatsiyalar va modifikatsiyalar o'rtasidagi farq
Mutatsiyalarning tasnifi
Mutatsiyalarning bir nechta tasnifi mavjud.
I Mutatsiyalarning qiymatlari bo'yicha tasnifi: foydali, zararli, neytral.
Foydali mutatsiyalar organizmning qarshilik kuchayishiga olib keladi va tabiiy va sun'iy tanlash uchun materialdir.
Zararli mutatsiyalar hayotiylikni pasaytiradi va irsiy kasalliklarning rivojlanishiga olib keladi: gemofiliya, o'roqsimon hujayrali anemiya.
II Mutatsiyalarning lokalizatsiyasi yoki paydo bo'lish joyi bo'yicha tasnifi: somatik va generativ.
Somatik tananing hujayralarida paydo bo'ladi va tananing faqat bir qismiga ta'sir qiladi, mozaikaning shaxslari esa rivojlanadi: turli ko'zlar, soch rangi. Ushbu mutatsiyalar faqat vegetativ ko'payish paytida (smorodinada) meros bo'lib o'tadi.
Generativ – jinsiy hujayralarda yoki gametalar hosil bo'lgan hujayralarda paydo bo'ladi. Ular yadroviy va yadrodan tashqari (mitoxondrial, plastid) bo'linadi.
III Genotipning o'zgarishi tabiatiga ko'ra mutatsiyalar: xromosoma, genomik, gen.
Genetika (yoki nuqta) mikroskop ostida ko'rinmaydigan, gen tuzilishining o'zgarishi bilan bog'liq. Ushbu mutatsiyalar nukleotidning yo'qolishi, bir nukleotidni boshqasiga kiritish yoki almashtirish natijasida yuzaga keladi. Ushbu mutatsiyalar gen kasalliklariga olib keladi: rang ko'rligi, fenilketonuriya.
Xromosoma (qayta qurish) xromosomalar tuzilishidagi o'zgarishlar bilan bog'liq. Bo'lishi mumkin:
O'chirish: - xromosoma segmentini yo'qotish;
Takrorlash - xromosoma segmentining duplikatsiyasi;
Inversiya - xromosomaning bir qismini 180 0 ga aylantirish;
Translokatsiya - gomologik bo'lmagan xromosomalar segmentlarining almashinuvi va birlashish ikkita homolog bo'lmagan xromosomalar bittaga aylanadi.
Xromosoma mutatsiyalarining sabablari: ikki yoki undan ortiq xromosoma uzilishlarining paydo bo'lishi va ularning keyingi ulanishi, lekin noto'g'ri tartibda.
Genomik mutatsiyalar xromosomalar sonining o'zgarishiga olib keladi. Farqlash geteroploidiya Va poliploidiya.
geteroploidiya xromosomalar sonining o'zgarishi bilan bog'liq, bir nechta xromosomalarda - 1.2.3. Sabablari: meiozda xromosomalar ajratilmaydi:
- Monosomiya - xromosomalar sonining 1 xromosomaga kamayishi. Xromosomalar to'plamining umumiy formulasi 2n-1.
- Trisonomiya - xromosomalar sonining 1 ga ko'payishi. Umumiy formula 2n + 1 (47 xromosoma Klanfayter sindromi; 21 juft xromosomada trisonomiya - Daun sindromi (ko'p belgilar) tug'ma nuqsonlar tananing hayotiyligini kamaytiradigan va aqliy rivojlanishning buzilishi).
Poliploidiya - xromosomalar sonining ko'p o'zgarishi. Poliploid organizmlarda hujayralardagi gaploid (n) xromosomalar to'plami diploidlardagi kabi 2 marta emas, balki 4-6 marta, ba'zan undan ham ko'proq - 10-12 martagacha takrorlanadi.
Poliploidlarning paydo bo'lishi mitoz yoki meiozning buzilishi bilan bog'liq. Xususan, meyoz jarayonida gomologik xromosomalarning ajralmasligi xromosomalar soni ko'paygan gametalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Diploid organizmlarda bu jarayon diploid (2n) gametalarni hosil qilishi mumkin.
U madaniy o'simliklarda: grechka, kungaboqar va boshqalarda, shuningdek, yovvoyi o'simliklarda keng tarqalgan.
N.I.Vavilov qonuni (irsiy oʻzgaruvchanlikning gomologik qatori qonuni).
/Qadim zamonlardan beri tadqiqotchilar shu kabi xususiyatlarning mavjudligini kuzatishgan turli xil turlari va bir oilaga mansub bodringga oʻxshash qovun yoki qovunga oʻxshash tarvuz kabilar. Bu faktlar irsiy o'zgaruvchanlikda gomologik qatorlar qonunining asosini tashkil etdi.
Ko'p allelizm. Parallel o'zgaruvchanlik. Gen ikkitadan ortiq holatda bo'lishi mumkin. Bitta gen uchun allellarning xilma-xilligi deyiladi ko'p allelizm. Turli xil allellar bir xil xususiyatning turli darajalarini aniqlaydi. Populyatsiyalarning individlari qancha ko'p allellarni olib yursa, tur qanchalik plastik bo'lsa, u o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitlariga shunchalik yaxshi moslashadi.
Ko'p allelizm asosida parallel o'zgaruvchanlik - bir oilaning turli xil turlari va avlodlarida o'xshash belgilar paydo bo'ladigan hodisa. N.I.Vavilov parallel o'zgaruvchanlik faktlarini tizimlashtirgan./
N.I.Vavilov Zlaki oilasining turlarini solishtirdi. U shuni aniqladiki, agar yumshoq bug'doy kuzgi va bahorgi, ayvonli va ayvonsiz shakllarga ega bo'lsa, qattiq bug'doyda ham xuddi shunday shakllar mavjud. Bundan tashqari, xususiyatlar tarkibi. Turlar va jinslar ichida qanday shakllar farq qilsa, u ko'pincha boshqa avlodlarda bir xil bo'lib chiqadi. Misol uchun, javdar va arpa shakllari turli xil bug'doy shakllarini takrorlaydi, shu bilan birga irsiy o'zgaruvchanlikning bir xil parallel yoki gomologik qatorini hosil qiladi.
Faktlarni tizimlashtirish N.I.Vavilovga shakllantirish imkonini berdi Irsiy o'zgaruvchanlikda gomologik qatorlar qonuni (1920): genetik jihatdan yaqin turlar va avlodlar shunday muntazamlik bilan irsiy o'zgaruvchanlikning o'xshash qatorlari bilan tavsiflanadi. Ya'ni, bir tur ichidagi bir qancha shakllarni bilgan holda, boshqa tur va avlodlarda parallel shakllarning topilishini oldindan ko'rish mumkin.
Bir-biriga yaqin tur va nasllarning irsiy belgilarining gomologiyasi ularning genlarining gomologiyasi bilan izohlanadi, chunki ular bir xil ota-ona turlaridan kelib chiqqan. Bundan tashqari, genetik jihatdan yaqin turlardagi mutatsiya jarayoni ham xuddi shunday davom etadi. Shuning uchun ular o'xshash retsessiv allellar seriyasiga va natijada parallel belgilarga ega.
Vavilov qonunidan kelib chiqish: har bir tur mutatsion o'zgaruvchanlikning ma'lum chegaralariga ega. Hech qanday mutatsiya jarayoni turning irsiy o'zgaruvchanlik spektridan tashqariga chiqadigan o'zgarishlarga olib kelishi mumkin emas. Shunday qilib, sutemizuvchilarda mutatsiyalar palto rangini qoradan jigarrangga o'zgartirishi mumkin, qizil, oq, chiziq, dog'lar paydo bo'lishi mumkin, ammo yashil rang paydo bo'lishi istisno qilinadi.