Що таке комбинативная мінливість?
Комбинативная мінливість являє собою процес, в основі якого лежить формування рекомбінацій. Іншими словами, утворюються такі комбінації генів, які відсутні у батьків. Далі докладніше буде розглянута комбинативная мінливість і її механізми.
Причини процесу
Комбинативная мінливість обумовлена статевим розмноженням організмів. У результаті цього формується велика різноманітність генотипів. В якості практично необмежених джерел генетичної мінливості виступають певні явища. Джерела, які будуть вказані нижче, діючи незалежно, одночасно забезпечують безперервну "перетасування" в генах. Це провокує появу організмів з іншим фено- і генотипом. При цьому самі гени піддаються змінам. Разом з цим наголошується, що нові поєднання досить легко розпадаються в процесі передачі від покоління до покоління.
Джерела
- Відбувається незалежне розбіжність в гомологічних хромосомах першого мейотичного поділу. Кожна така пара розходиться незалежно від інших. Власне, незалежне поєднання хромосом в процесі мейозу є базою третього закону Менделя. При схрещуванні з гладким жовтим зелених зморшкуватих насіння гороху з'являються жовті гладкі і зелені зморшкуваті насіння у другому поколінні. Таким чином проявилася комбинативная мінливість.
- При мейозі, в самому його початку, відбувається так званий кроссинговер. В ході даного процесу йде тісне зближення гомологічних хромосом і зміна ними свого становища. Коли вони шикуються один навпроти одного, їхні ділянки починають перехрещуватися, відриватися. Потім вони знову приєднуються, але до іншої хромосомі. У результаті відбувається формування нових елементів. Зокрема, утворюється 4 хромосоми. Вони володіють різною комбінацією генів. Рекомбінантні хромосоми несуть нові поєднання, які були відсутні у вихідних елементах. Таким чином, у процесі взаємного обміну ділянками у гомологічниххромосом формуються нові групи зчеплення. Все це є важливим джерелом генетичної аллельной рекомбінації. Опинившись в зиготі, нові хромосоми сприяють розвитку ознак, які є нетиповими для батьків.
- При заплідненні відбувається випадкова комбінація гамет.
Опис
Комбинативная мінливість вважається найважливішим джерелом всього існуючого колосального розмаїття, яке характерно для організмів. Перераховані вище джерела, однак, не породжують мають якесь істотне значення для виживання стабільних змін в генотипі, які, згідно теорії еволюції, необхідні для появи нових видів. Зміни такого роду можуть виникнути при мутації.
Значення
Комбинативная мінливість може пояснити, наприклад, чому у дитини виявилося нове поєднання ознак спорідненості по батьківській і материнській лініях. Причому можна здійснити дослідження певних і конкретних варіантів, не властивих ні батькам, ні попереднім поколінням. Комбинативная мінливість сприяє створенню в потомстві різноманітності генотипів. Це має особливе значення для всього еволюційного процесу. В першу чергу збільшується видове різноманіття матеріалу для природного відбору без пониження життєздатності особин. Крім того, відзначається розширення можливостей пристосування організмів до регулярно мінливих умов середовища. Таким чином забезпечується виживання виду (популяції, групи) в цілому.
Використання
Комбинативная мінливість застосовується в селекції для отримання більш цінних у господарському значенні комплексів спадкових ознак. Так, використовуються явища підвищення життєздатності, гетерозису, інтенсивності росту та інших властивостей в процесі гібридизації між представниками різних сортів або підвидів, що, в свою чергу, обумовлює певний і суттєвий економічний ефект. Протилежний результат відзначається при близькоспорідненому схрещуванні (інбридингу) - з'єднанні організмів із загальними предками. Такого роду походження підвищує ймовірність присутності однакових алелей генів. Отже, збільшується і ризик виникнення гомозиготних організмів. Найвищий ступінь близькоспорідненого схрещування відзначається при самозапилення у рослин, а також самооплодотворению у тварин. При цьому гомозиготність підвищує ймовірність прояву алельних генів рецесивного типу. Їх мутагенні зміни провокують появу організмів з різними спадковими аномаліями.
Медико-генетичне консультування
Результати, отримані при дослідженні комбинативной мінливості, активно застосовуються при прогнозуванні потомства і поясненні сенсу генетичних ризиків. У процесі консультування майбутнього подружжя використовується встановлення можливої присутності у кожного індивідуума алелей, які перейшли від одного предка і мають ідентичне походження. У цьому випадку застосовується коефіцієнт спорідненості. Виражається він в частках одиниці. Для гомозиготних близнюків коефіцієнт дорівнює 1, для дітей і батьків, сестер і братів - 1/2, у племінника і дядька, онука і діда - 1/4, у троюрідних сестер і братів - 1/32, у двоюрідних - 1/8.
Приклади
Розглянемо квітка "нічна красуня". Є в нього ген пелюсток червоного (А) і білого (а) кольору. У організму Аа пелюстки мають рожевий колір. У квітки немає вихідного гена рожевого кольору. Він з'являється в процесі комбінації білого і червоного елементів. Ще один приклад. У людини виявлена серповидноклеточная анемія. Смертю вважається аа, а АА - нормою. Серповидноклеточная анемія - це Аа. При даній патології людина не в змозі переносити фізичне навантаження. Але при цьому він не хворий малярією, тобто збудник цього захворювання - плазмодій - не може споживати неправильний гемоглобін. Даний ознака має значення в екваторіальному поясі. Дана комбинативная мінливість з'являється при поєднанні генів а й А.
Посилення спадковості
Одні виникаючі мутації починають сусідити з іншими, входити до складу генотипів. Іншими словами, з'являється безліч алельних поєднань. Для будь-якої особи характерна генетична унікальність. Виняток становлять лише однояйцеві близнюки і особини, які виникли в результаті безстатевого розмноження у клона, що має в якості родоначальника одну клітку. Якщо припустити, що для кожної пари гомологічних хромосом є лише одна пара генів алелей, то для людини, чий гаплоїдний набір дорівнює 23, кількість можливих генотипів може скласти 3 в 23-й ступеня. Це колосальне число перевищує в 20 разів чисельність жителів Землі. Але насправді відміну гомологічниххромосом має місце за кількома генами. У розрахунках ж не враховується явище кросинговеру. У зв'язку з цим число ймовірних генотипів виражено астрономічними цифрами, і з упевненістю можна говорити про те, що поява двох абсолютно однакових людей неможливо практично. Виняток становлять однояйцеві близнюки, що з'явилися з однієї яйцеклітини. Все це дає можливість визначати достовірно особистість по залишках живої тканини і спростовувати / підтверджувати батьківство / материнство.