Комбинативная мінливість і її значення
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Комбинативной називають мінливість, в основі якої лежить утворення рекомбінацій, тобто таких комбінацій генів, яких не було у батьків.
В основі комбинативной мінливості лежить статеве розмноження організмів, внаслідок якого виникає велике розмаїття генотипів. Практично необмеженими джерелами генетичної мінливості служать три процесу:
► Незалежне розбіжність гомологічних хромосом в першому мейотичному поділі. Саме незалежне комбінування хромосом при мейозі є основою третього закону Менделя. Поява зелених гладких і жовтих зморшкуватих насіння гороху в другому поколінні від схрещування рослин з жовтими гладкими і зеленими зморшкуватими насінням - приклад комбинативной мінливості.
► Взаємний обмін ділянками гомологічних хромосом, або кросинговер. Він створює нові групи зчеплення, тобто служить важливим джерелом генетичної рекомбінації алелей. Рекомбінантні хромосоми, опинившись в зиготі, сприяють появі ознак, нетипових для кожного з батьків.
► Випадкове поєднання гамет при заплідненні.
Ці джерела комбинативной мінливості діють незалежно і одночасно, забезпечуючи при цьому постійну «перетасування» генів, що призводить до появи організмів з іншими генотипом і фенотипом (самі гени при цьому не змінюються). Однак нові комбінації генів досить легко розпадаються при передачі з покоління в покоління.
- Кроссинговер при мейозі (гомологічні хромосоми тісно зближуються і змінюються ділянками). Кроссинговер відбувається на початку мейозу, коли гомологічні хромосоми вишиковуються один проти одного. При цьому ділянки гомологічниххромосом перехрещуються, відриваються, а потім знову приєднуються, але вже до іншої хромосомі. В кінцевому підсумку утворюються чотири хромосоми з різними комбінаціями генів. Хромосоми, звані «рекомбінантними», несуть нові комбінації генів (Ab і аВ), відсутні у вихідних хромосомах (АВ і ab)
- Незалежне розбіжність хромосом при мейозі (кожна пара гомологічних хромосом розходиться незалежно від інших пар).
- Випадкове злиття гамет при заплідненні.
Комбинативная мінливість є найважливішим джерелом усього колосального спадкового різноманітності, характерного для живих організмів. Однак перераховані джерела мінливості не породжують істотних для виживання стабільних змін в генотипі, які необхідні, згідно еволюційної теорії, для виникнення нових видів. Такі зміни виникають в результаті мутацій.
Комбинативная мінливість пояснює, чому у дітей виявляються нові поєднання ознак родичів по материнській і батьківській лініях, причому в таких конкретних варіантах, які не були властиві ні батькові, ні матері, ні дідуся, ні бабусі і т.д.
Завдяки комбинативной мінливості створюється різноманітність генотипів в потомстві, що має велике значення для еволюційного процесу в зв'язку з тим, що:
1) збільшується різноманітність матеріалу для еволюційного процесу без зниження життєздатності особин;
2) розширюються можливості пристосування організмів до мінливих умов середовища і тим самим забезпечується виживання групи організмів (популяції, виду) в цілому.
Комбинативная мінливість використовується в селекції з метою отримання більш цінного в господарських цілях поєднання спадкових ознак. Зокрема застосовується явище гетерозису, підвищення життєздатності, інтенсивності росту та інших показників при гібридизації між представниками різних підвидів або сортів. Яскраво виражена воно, наприклад, у кукурудзи (рис. 78), обумовлюючи значний економічний ефект. Протилежний ефект дає явище інбридингу або близькоспорідненого схрещування - схрещування організмів, що мають спільних предків. Спільність походження схрещується організмів збільшує у них ймовірність наявності одних і тих же алелей будь-яких генів, а отже - ймовірність появи гомозиготних організмів. Найбільша ступінь інбридингу досягається при самозапилення у рослин і самозапліднення у тварин. Гомозиготність збільшує можливість прояву рецесивних алельних генів, мутагенні зміни яких призводять до появи організмів з спадковими аномаліями.
Результати вивчення явища комбинативной мінливості використовуються в медико-генетичному консультуванні, особливо на його другому
і третьому етапах: прогноз потомства, формування висновку і пояснення сенсу генетичного ризику. У консультуванні майбутніх подружніх пар використовується встановлення ймовірності наявності у кожного з двох індивідуумів алелей, отриманих від загального предка і ідентичних за походженням. Для цього використовують коефіцієнт спорідненості, який виражається в частках одиниці. У монозиготних близнюків він дорівнює 1, у батьків і дітей, братів і сестер - 1/2, у діда й онука, дядька і племінника - 1/4, у двоюрідних сибсов (братів і сестер) - 1/8, у троюрідних сибсов - 1/32 і т.д.
приклади:
У квітки нічна красуня є ген червоного кольору пелюсток А, і ген білого кольору а. Організм Аа має рожевий колір пелюсток. Таким чином, у нічної красуні немає гена рожевого кольору, рожевий колір виникає при поєднанні (комбінації) червоного і білого гена.
У людини є спадкове захворювання серповидноклеточная анемія. АА - норма, аа - смерть, Аа - СКА. При СКА людина не може переносити підвищених фізичних навантажень, при цьому він не хворіє на малярію, тобто збудник малярії малярійний плазмодій не може харчуватися неправильним гемоглобіном. Така ознака корисний в екваторіальному поясі; для нього немає гена, він виникає при поєднанні генів А і а.