Генетика популяций                                

Генетика популяций — раздел генетики, изучающий распределение частот аллелей и их изменение под влиянием движущих сил эволюции: мутагенеза, естественного отбора, дрейфа генов и миграционного процесса.

Эволюция происходит на следующих уровнях:

1)Мегаэволюция – на уровне типов и классов;

2)Макроэволюция – на уровне родов и семейств;

3)Микроэволюция – на уровне видов и популяций.

Видообразование идет на уровне популяций. В 1903г. датским генетиком Иогансеном был предложен термин популяция.

Популяция – это естественная пространственная группировка особей данного вида, характеризующаяся различными генотипами.

Для человека различают большие популяции (более 4000) и малые:

1)Дем (количество людей менее 1,5 тысяч человек). Внутрипопуляционные браки составляют не менее 90%. Приток генов из вне не более 2%;

2)Изолят (менее 1000 человек). Близкородственные браки могут составлять выше 90%. Приток генов из вне не более 1%.

Вид и популяция обладают 2-мя свойствами:

1)Способность к стабильности;

2)Способность к изменчивости.

Генетика популяций изучает механизмы стабильности и изменчивости, законы распределения генов, уровень мутационных процессов, роль изолятов и близкородственных браков в популяции, геногеографию.

Хромосомные мутации

Хром-ные мутации-это мутации связанные с изменением структуры хромосомы. Хромосомы содержат 100 генов, поэтому происходит изменение по многим генам. Различают :

1.Дефишенси- это выпадение внутренного участка хромосом.

2.Делеция- утрата концевого теломерного участка хромосом.

3.Инверсия – это переворот участка на 180^о

А) парацентрическое инверсия-когда инверсия не затрагивает центромерные области хромосомы и поэтому морфологический хромосомы не измены.

Б) Перицентрическое инверсия – когда затрагивается область центромера, при этом изменяется морфология хромосом.

4. Дупликация-это удвоение внутренного участка хромосом.

5. Транслокация- это перемещение целой или участка хромосом – межхромосомная транслокация или внутрихромосомная транслокация.

Геномные мутации

Геномные мутации- связано с изменением в числе хромосом.

Виды :

1.Анэуплоидия или гетероплоидия-увеличение или умен-ние числа хромосом на один или несколько.

2.Гипоплоидия-умен-ние числа хромосом.   

А) Моносомия-отсутствие одной гомологичной хромосомы.

Б) Нуллисомия- отсутствие обоих гомологических хромосом.

3.Гиперплоидия- увеличение числа хромосом.

А) Трисомия- 3 гомологичных хромосом.

Б) Тэтросомия- 4 гомологичных хромосом.

4. Полиплоидия-кратное гаплоидному набору увеличению числа хромосом.

5. Автопоплоидия- один и тот же хромосом набор удваивается.

6.Аллополиплоидия – когда происходит удвоение гибридного набора хромосом. Например: Крапенченко селекционер скрестил капусту и редьку образовался гибрид раффанобрасико. У обоих имеется по18 хромосом, но гены располагаются по разному. У гибрида 18 хромосом они в мейозе не могут конъюгироваться и поэтому хаотично расходятся к полюсам, и нормальных семян не получилось. Тогда он пошел по пути аллополиплоидии с помощью колхицина удвоил хромосомы, получилось 36 хромосом. И было преодолено отсутствие конъюгации. К аллополиплоидии относят современную пшеницу. Дикая пшеница имеет 14 хромосом т.е гаплоидных набор 7. а современные мягкие 49 хромосом, твердая 56 хромосом.

Мигрирующие генетические элементы. Опыты Б. МакКлинток на кукурузе

Мигрирующие генетические элементы (мобильные гены, прыгающие гены) структурно и генетически дискретные фрагменты ДНК, способные перемещаться по геному клеток.

Интенсивное изучение мобильных генов у прокариот началось с конца 60-х гг. У бактерий были обнаружены 2 основных класса мобильных генов, различающиеся по длине и сложности организации; инсерционные последовательности, или IS-элементы (от англ. insertion sequences), имеющие длину ок. 1000 пар нуклеотидов и содержащие только ген, ответственный за их перемещение, и транспозоны (дл. 3000—20 000 пар нуклеотидов), состоящие из ряда дополнит, генов, ответственных за устойчивость бактерий к различным токсическим соединениям.

 В 70-х гг. были выделены и изучены на молекулярном уровне мобильные гены дрозофилы, а затем было показано, что они широко распространены у эукариот, составляя не менее 5—10% их генетич. материала. М.гены эукариот рассеяны по хромосомам и обычно имеют длину несколько тысяч пар нуклеотидов. Некоторые из них по структурной организации напоминают интегрированные в хромосомы геномы ретровирусов позвоночных (возможно, они находятся с ними в эволюционном родстве). Механизм перемещения фрагментов ДНК по геному до конца не выяснен. Считается, что М. гены кодируют белки, ответственные за их перемещение и репликацию. М. гены вызывают множество наследственных изменений в клетках, являясь причиной инсерционного мутагенеза. Встраиваясь в различные участки хромосом, они инактивируют или усиливают экспрессию клеточных генов, вызывают различные хромосомные перестройки, т. е. вносят в геном факторы нестабильности и изменчивости, что, возможно, определяет их важную роль в эволюции.

Опыты МакКлинток на кукурузе.

Впервые амер-кая уч. МакКлинток при изучении наследственной окраски зерна кукурузы обнаружила, что зерно окрашивается в 3 типа;

1. Белый 2. желтый 3. пятнистый

Установила, что сущ-ет ген окраски С, к-рый окрашивает зерно в желтый цвет. Если зерно белое ,то внутри гена С нах-тся генетический элемент диссоциатор- он блокирует ген. Если зерно окрашивается, диссоциатор выпригивает и нах-тся рядом. Появление одного генетического элемента наз-тся активатор. Этот элемент заставляет перемещатся диссоциатор, он то запрыгивает в ген С и в этом случае ген С Блокируется и это белое пятно. Или же диссоциатор выпрыгивает в ген С и ген С проявляется, и в зерно желтое пятно. Т.О., зерно становится пятнистым. Эти мигрирующие элементы стали наз-ть Beggle (ячейка), gypsy. Оказалось, что практичеки 5 % генетическ. материала может перемещаться и изменить наследование.

Гипо, гипер, нео, анти аморфные мутации

Гипоморфные мутации- проявление признака снижается.

Гиперморфные мутации- проявление признака увеличивается.

Неоморфные мутации- появляется новый признак.

Аморфные мутации- когда признак исчезает.

Гетероморфные мутации-когда появляется противоположный признак.

Антиморфные мутации-мутантный признак меняется.