Genetyka: 2 główne przyczyny odmian genetycznych

2 Główne przyczyny odmian genetycznych są następujące: 1. Rekombinacja i 2. Mutacje.

Rekombinacja (nowe kombinacje):

Są to przetasowania genów rodzicielskich i ich powiązań, aby wytworzyć nowe genotypy. Rekombinacja rozwija się z trzech powodów:

(i) Niezależny asortyment chromosomów podczas mejozy lub tworzenia się gamet. Dwie pary chromosomów mogą zestawiać w 2 ² = 4 sposoby, 3 pary na 2 ³ sposoby, 7 par na 2 ⁷ sposobów, 10 par na 2 ¹⁰ sposobów, podczas gdy 23 pary chromosomów mogą zestawiać na 2 ²³ lub 8, 6 milionów sposobów w gametach ; samiec (plemniki) i samica (jaja).

Zdjęcie dzięki uprzejmości: s1.ibtimes.com/sites/ibtimes.com/files/styles/picture_this/public/2012/10/the-world.jpg

(ii) Losowe nawożenie lub losowa fuzja gamet. Każda z możliwych gamet może łączyć się z dowolną inną możliwą gametą innej płci. Tak więc, jeśli organizm ma 2 pary chromosomów tworzących cztery typy gamet, 4 x 4 = 16 rodzajów kombinacji może być wytwarzane u potomstwa z powodu przypadkowego zapłodnienia. U ludzi istnieje taka możliwość (8, 6 x 10 ⁶ ) x (8, 6 x 10 ⁶ ) lub 70 x 10 ¹² kombinacji, podczas gdy całkowita populacja ludzi wynosi tylko około 6 x 10 ⁹ .

(iii) Przekraczanie:

Występuje podczas pachytenu mejozy I. Przekraczanie formuje nowe wiązania ze względu na wzajemną wymianę segmentów między chromosomami niejonowymi chromosomów homologicznych. Zwiększa liczbę rekombinacji o kilka milionów.

Mutacje (L. mutare - aby zmienić):

Mutacje są nowymi, nagłymi, dziedzicznymi, nieciągłymi zmianami, które pojawiają się w organizmach z powodu trwałej zmiany ich genotypów. Termin "mutacja" został ukuty przez Hugo de Vries (1901). De Vries także zaproponował mutacyjną teorię ewolucji w swojej książce "The Mutation Theory" opublikowanej w 1903 roku. Przed De Vries, Darwin zaproponował, że ewolucja nastąpiła z powodu ciągłych zmian (lub rekombinacji).

To samo nie jest możliwe, ponieważ rekombinacje nie wprowadzają nowych genów ani alleli. Bateson (1894) zasugerował, że ewolucja była spowodowana dużymi lub nieciągłymi wariacjami. De Vries zaproponował to samo w formie teorii. Hugo de Vries pracował nad Oenothera lamarckiana lub wieczornym wiesiołkiem.

Spośród populacji 54 343 roślin, De Vries zaobserwował 834 mutacje. Późniejsi pracownicy stwierdzili, że "mutacje" obserwowane przez De Vries były w rzeczywistości aberracjami chromosomowymi i poliploidami. Mutacje powodują nagłe i dyskretne zmiany w plazmie zarodkowej lub materiale genetycznym organizmów. Dodają nowe odmiany w populacjach i są głównymi źródłami ewolucji.

Mutacje pojawiające się w komórkach zarodkowych są nazywane mutacjami germinalnymi. Są przekazywane potomstwu. Mutacje pojawiające się w komórkach ciała (inne niż zarodkowe) są znane jako mutacje somatyczne. Zwykle umierają wraz ze śmiercią ciała. Powszechnie komórki somatyczne nie są przekazywane potomstwu, z wyjątkiem przypadków, gdy tryb reprodukcji jest bezpłciowy lub wegetatywny, np. Navel Orange (Brazylia, 1820).

W zależności od przyczyny mutacje są trzech typów - mutacje genomatyczne, chromosomowe i genetyczne. Mutacje genomiczne to zmiany w liczbie chromosomów. Są to dwa typy, poliploidalna i aneuploidalna. Mutacje chromosomowe to zmiany w liczbie i rozmieszczeniu genów w chromosomach. Nazywa się je również aberracjami chromosomowymi. Są dość powszechne w komórkach nowotworowych. Mutacje genów to zmiany w formie i ekspresji genów.

Polyploidy:

Jest to fenomen posiadania więcej niż dwóch zestawów chromosomów lub genomów. Poliploidia występuje w przyrodzie ze względu na brak chromosomów, które mogą się oddzielić w czasie anafazy, albo z powodu niedozwolonego działania, albo z powodu nieformowania wrzeciona. Może być sztucznie indukowany przez zastosowanie kolchicyny lub granosanu. Organizm lub jego kariotyp posiadający więcej niż dwa genomy nazywany jest poliploidem.

Zależnie od liczby genomów obecnych w poliploidach, jest znany jako triploid (3n), tetraploidalny (4n), pentaploidalny (5n), heksaploidalny (6n) itd. Poliploidy z nieparzystą liczbą genomów (tj. Triploidy, pentaploidy) są sterylne seksualnie, ponieważ dziwne chromosomy nie tworzą synapsy.

Są one rozmnażane wegetatywnie, np. Banan, ananas. Poliploidy również nie krzyżują się swobodnie z diploidami. Na ogół mają one efekt gigas zarówno na poziomie morfologicznym, jak i biochemicznym, ze względu na wzrost częstotliwości dominujących alleli.

Polyploidalność występuje w trzech rodzajach: autopoliploidii, allopolyploidii i autoallopolyploidii.

(i) Alltopolyploidy:

Jest to rodzaj polipoidy, w której występuje numeryczny wzrost tego samego genomu, np. Autotriploidalnego (AAA), autotetraploidalnego (AAAA). Niektóre rośliny uprawne i ogrodowe są autopoliploidami, np. Kukurydza, ryż, gram. Autopoliploidia wywołuje efekt gigasu.

(ii) Allopolyploidy:

Rozwinęła się poprzez hybrydyzację między dwoma gatunkami, a następnie podwojenie chromosomów (np. AABB). Allotetraploid jest powszechnym typem. Allopoliploidy działają jak nowe gatunki, np. Pszenica, amerykańska bawełna, Nicotiana tabacum. Dwa ostatnio wyprodukowane allopoliploidy to Raphanobrassica i Triticale.

(iii) Autoallopolyploidia:

Jest to rodzaj allopolyploidii, w której jeden genom jest bardziej niż diploidalny. Powszechnie występującymi autohipopoliploidami są heksaploidy (AAAABB), np. Helianthus tuberosus.

Aneuploidia (Heteroploidy):

Jest to warunek posiadania mniejszej liczby lub dodatkowych chromosomów niż normalna liczba genów danego gatunku. Aneuploidia ma dwa typy, niedorozwój lub utratę chromosomów i hyperploidii lub dodanie chromosomów. Organizmy wykazujące aneuploidię są znane jako aneuploidy lub heteroploidy.

Są one oznaczone przez liczbę chromosomów, których dotyczy, z przyrostkiem -somowym, np. Nullisomowym, monosomowym, trisomicznym itp. Aneuploidia często powstaje z powodu niediagnozowania dwóch chromosomów pary homologicznej, tak że jedna z gamet ma dodatkowy chromosom (N +1), podczas gdy druga staje się niewystarczająca w jednym chromosomie (N-1). Fuzja z podobnymi lub normalnymi gametami powoduje cztery typy aneuploidów.

N x (N-1) = 2N -

(N-1) x (N-1) = 2N - 2

N x (N + 1) = 2N +

(N + 1) x (N + 1) = 2N +

Inną metodą uzyskania aneuploidii jest utrata chromosomów z prawidłowego lub poliploidalnego kariotypu z powodu wadliwej mitozy.

Hyperploidy:

1. Trisomic (2N + 1):

Ma jeden chromosom w trzech powtórzeniach. Podwójny trisomik ma dwa różne chromosomy w trzech powtórzeniach (2N +1 + 1). Trisomika pokazuje wiele zmian, niektóre z nich są śmiertelne. Zespół Downa ma pochodzenie trisomiczne, w którym chromosom numer 21 jest potrójny. Zespół Patau to trisomia 13 chromosomu. Zespół Klinefeltera ma dodatkowy chromosom X.

2. Tetrasomowy (2N + 2):

Jest to aneuploida mająca jeden chromosom reprezentowany cztery razy. Tetrasomika wykazują większą zmienność niż trisomika. Uważa się, że zarówno trisomika, jak i tetrasomika dały początek nowym gatunkom poprzez wtórną poliploidalność, np. Apple, Pear.

Hipoploidia:

3. Monosomowy (2N - 1):

Jest to aneuploida, w której jeden chromosom jest pozbawiony swojego homologu. Monosomic jest generalnie słabszy od normalnej formy. Zespół Turnera jest monosomem seksu u człowieka (44 + X).

4. Nullisomic (2N - 2):

Aneuploid wykazuje niedobór w kompletnej parze homologicznych chromosomów. Nullisomics nie przetrwają poza wyjątkiem poliploidów.

5. Mieszane Aneuploidy:

Są to aneuploidy o hipoploidii i hiperploidii, np. 2N + 1A - 1B.