Комбинативная изменчивость, ее источники и роль в эволюции.

Это изменчивость, возникающая в результате перекомбинирования генов в процессе полового размножения. По Дарвину — это изменчивость вследствие скрещивания. Ее еще называют рекомбинативная изменчивость

 

Причиной комбинативной изменчивости является образование

новых сочетаний уже имеющихся генов.

 

В основе комбинативной изменчивости лежат три процесса:

· обмен участками гомологичных хромосом (кроссинговер);

· независимое расхождение гомологичных хромосом при образовании половых клеток;

· случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Благодаря этим процессам происходит постоянная «перестановка» генов и возникают их новые комбинации. Структура генов при этом не меняется.

 

Комбинативная изменчивость подчиняется законам наследования. Примером может служить наследование групп крови. Так, у родителей со второй и третьей группами могут родиться дети, имеющие любую из четырёх групп крови.

 

Комбинативная изменчивость выполняет в популяции также функцию механизма распространения мутаций. Так в популяциях человека происходит распространение некоторых болезней, обусловленных мутациями, например гемофилии.

 

Комбинативная изменчивость обеспечивает генотипическое и фенотипическое разнообразие организмов в популяции. Гены сохраняются, но возникают всё новые их комбинации, и генотип каждого организма оказывается уникальным. Частоты аллелей при этом не изменяются, но многообразие фенотипов служит материалом для естественного отбора.

Комбинативная изменчивость имеет колоссальное значение для эволюционных процессов:

Она постоянно изменяет признаки.

При взаимодействии неаллельных генов создает новые признаки.

Повышает жизнеспособность потомства.

Снижает и нейтрализует вредное действие мутаций.

 

Мутационная изменчивость. Классификация мутаций.

Мутации являются важнейшим механизмом эволюции. Благодаря им возможно значительное внутривидовое генетическое разнообразие, а также выведение новых, более стойких, крупных, плодовитых форм растений и животных в селекции

  Мутации — скачкообразные устойчивые внезапные изменения генетического материала, передающиеся по наследству.и.

Свойства мутаций:

· возникают внезапно;

· наследуются;

· не имеют направленного характера, их нельзя предсказать;

· могут быть полезными или вредными для организма;

· сходные мутации могут возникать неоднократно.

 

Классификация мутаций

- по изменению генотипа:

а) генные,

б) хромосомные,

в) геномные

- по изменению фенотипа:

а) морфологические,

б) биохимические,

в) физиологические,

г) летальные и т.д.

- по отношению к генеративному пути:

а) соматические,

б) генеративные.

- по поведению мутации в гетерозиготе:

а) доминантные,

б) рецессивные.

- по локализации в клетке:

а) ядерные,

б) цитоплазматические.

- по причинам возникновения:

а) спонтанные,

б) индуцированные.

Соматические мутации – мутации в соматических клетках, передающиеся только потомкам этих клеток, т.е. не выходят за пределы данного организма. Например, могут стать причиной появления злокачественных новообразований (в основе лежит повреждение ДНК).

Генеративные мутации – мутации в наследственном материале гамет, которые становится достоянием следующего поколения, если такие гаметы участвуют в оплодотворении. Например, синдром Дауна, обусловленный трисомией по 21-й хромосоме.

Геномный вид мутагенеза приводит к изменению хромосомного набора благодаря нарушениям его числа. Здесь выделяется два типа:

 

Анеуплоидия — увеличение или уменьшение числа хромосом в генотипе. Происходит это во время расхождения гомологов в мейозе (или хроматид в митозе) и характеризуется плохой выживаемостью особи. Если одна из пар гомологичных хромосом не разошлась вовремя, то появляются гаметы с меньшим или большим числом хромосом, и после оплодотворения образуется зигота с нестандартным набором. У человека таким характерным примером может быть трисомия — появление одной лишней хромосомы (Синдром Дауна).

Полиплоидия тоже меняет численный набор, но в больших масштабах — кратно всему набору. Если обычный набор хромосом в зиготе 2n, то при полиплоидии может быть 3n, 4n и далее. Происходит это при полном нерасхождении гомологов во время мейоза и распространено у микроорганизмов и растений. Часто с помощью мутагенов в сельскохозяйственной деятельности полиплоидию вызывают искусственно. Такая мутация обеспечивает большую надёжность системы генов, что приводит к плодовитости растения и повышенной жизнеспособности. Среди животных такой тип мутагенеза встречается очень редко, чаще всего у амфибий.

 

Хромосомные болезни - это обширная группа наследственных патологических состояний, причиной которых являются изменения количества хромосом или нарушение их структуры. Такие мутации заметны даже под обычным световым микроскопом. Есть несколько путей таких изменений:

Делеция — происходит во время утери части хромосомы, как правило, в центре.

Дупликация — множественное повторение генов в определённом участке хромосомы.

Инверсия — поворот части вокруг своей оси на 180°. Такое изменение приводит к нарушению порядка считывания генов — оно происходит в обратную сторону.

Транслокация — изменение местоположения конкретного кусочка хромосомы в её пределах. Один из вариантов — обмен участками между негомологами или вхождение одного участка в другую хромосому без обмена.