Evolūcijas mutācijas process ir viena no svarīgākajām attīstības saitēm. Vairumā gadījumu tas sākotnēji nelabvēlīgi ietekmē indivīdu fenotipu. Tomēr, būdami recesīvi, izmainītas alēles parasti atrodas gēnu fondos attiecīgā lokusa heterozigotos genotipos. Tālāk apsveriet mutācijas procesa lomu evolūcijā.
Vispārīga informācija
Mutācijas process ir iedzimta pēkšņa izmaiņa, ko izraisa krasa ģenētiskā materiāla funkcionāla un strukturāla transformācija. Pēdējais ir sakārtots dažādu elementu hierarhijā, sākot no molekulārām vietām, kas atrodas gēnā, līdz hromosomām un genomiem. Mutācijas process rada spiedienu uz iedzīvotājiem. Rezultātā vienas alēles biežums mainās attiecībā pret otru.
Labākais efekts
Tā kā heterozigotā genotipa gēnu fondā ir mutantu alēles, ir izslēgta tieša negatīva ietekme uz šī gēna kontrolētās pazīmes fenotipisko ekspresiju.
Hibrīda jaudas (heterozes) dēļ daudzimutācijas heterozigotā stāvoklī bieži veicina organisma dzīvotspējas palielināšanos.
Saglabājot alēles, kurām nav adaptīvās vērtības pašreizējā eksistences vidē, bet kuras spēj to iegūt vai nu nākotnē, vai attīstot citas ekoloģiskās nišas, veidojas mainīguma rezerve.
Mutācijas procesa nozīme
Nozīmīgums ir saistīts ar to, ka, pastāvīgi iestājoties spontānām izmaiņām un to kombinācijām, krustojoties rodas jaunas gēnu kombinācijas un transformācijas. Tas savukārt neizbēgami noved pie iedzimtām korekcijām populācijā. Mutācijas procesa loma ir palielināt ģenētisko neviendabīgumu. Tajā pašā laikā bez citu faktoru līdzdalības tas nespēj virzīt dabiskās populācijas transformāciju.
Mutācijas process ir elementāra materiāla avots, mainīguma rezerve. Transformāciju izskatam ir statistisks un varbūtības raksturs. Procesa evolucionārā nozīme ir dabisko populāciju augstās neviendabības saglabāšanā, līdzdalībā dažādu alēļu veidošanā un jaunu gēnu rašanās procesā. Mutācijas process rada pilnu mainīguma diapazonu noteiktā gēnu fondā. Ar savu pastāvīgo plūsmu tam ir nevirzīts un nejaušs raksturs.
Specifikācija
Mutācijas process notiek visas dzīvības pastāvēšanas laikā. Dažas transformācijas dažādos organismos var notikt atkārtoti. Gēnu kopas tiek pastāvīgi ietekmētasmutācijas process. Tas kompensē lielo iespējamību, ka tiks zaudēta viena nomaiņa vairākās paaudzēs. Neskatoties uz to, ka mutācijas process rada salīdzinoši nelielu spiedienu uz vienu gēnu, ar lielu skaitu gēnu, ģenētiskā struktūra piedzīvo būtiskas izmaiņas.
Mehānisms un rezultāts
Nepārtrauktu krustojumu rezultātā parādās daudzas alēļu kombinācijas. Ģenētiskā kombinatorika atkārtoti pārbauda mutāciju nozīmi. Tie iekļūst jaunos genomos, parādās dažādās genotipiskās vidēs. Iespējamais šādu ģenētiskā materiāla kombināciju skaits jebkurā populācijā ir milzīgs. Taču tiek realizēta tikai nenozīmīga daļa no teorētiski iespējamā variantu skaita. Realizētā kombināciju proporcija nosaka gandrīz katra indivīda unikalitāti. Šis faktors ir ārkārtīgi svarīgs dabiskās atlases īstenošanai.
Izpausmes pazīmes
Mutācijas ir evolūcijas pamatelements. Ir vairāki veidi: genoma, hromosomu, gēna. Starp mutāciju izpausmes iezīmēm jāizceļ to izteiksmīgums. Tas atspoguļo to fenotipiskās izpausmes pakāpi. Turklāt mutācijām ir raksturīga penetrance. Tas atspoguļo fenotipisko izpausmju biežumu konkrēta gēna atsevišķā populācijas alēlē neatkarīgi no ekspresivitātes.
Gēnu mutācijas
Tie attēlo nukleotīdu secības transformāciju. Mutācijas process šajā gadījumā maina gēna darbības raksturu. Parasti notiek molekulāra transformācija, kas izraisa fenotipisku efektu. Pieņemsim, ka noteiktā gēnā noteiktā kodu punktā ir CTT, kas kodē glutamīnskābi. Nomainot tikai vienu nukleotīdu, tas var pārvērsties par GTT kodonu. Viņš piedalīsies nevis glutamīnskābes, bet glutamīna sintēzē. Sākotnējās un mutācijas proteīna molekulas ir atšķirīgas, un tas, visticamāk, novedīs pie sekundārām fenotipiskām atšķirībām. Precīza jaunās alēles replikācija notiks, līdz notiks jaunas izmaiņas. Tādējādi ar gēnu mutāciju rodas homologu elementu sērija vai pāris. Var izdarīt arī pretēju secinājumu. Alēles mainīguma klātbūtne konkrētam gēnam nozīmē, ka tas ir mutējis noteiktā laikā.
Papildus
Heterozigots stāvoklis, diploīds genotips, "klusā DNS" – tie visi ir mutāciju slazdi. Līdz ar ģenētiskā koda deģenerāciju, transformāciju rašanās retums runā par atlīdzināšanu. Mutācijas procesiem jānotiek esošajos dzīvajos organismos ar noteiktu biežumu. Ar to vajadzētu pietikt, lai izraisītu izmaiņas, kuru rezultātā populācijas tiktu paceltas jaunā līmenī. Mutācijas tiek konstatētas dažādās koncentrācijās. Dažiem no tiem vajadzētu piedalīties dzīvo organismu attīstības vēsturiskajā procesā, veicinot jaunu taksonu veidošanos. Mutācijas, kā likums, parādās bez pārejām, diskrēti unspazmatiski. Kad notiek izmaiņas, tās ir stabilas. Tas tiek nodots pēcnācējiem. Mutācijas nenotiek virzītā veidā. Tās pašas izmaiņas var atkārtot atkal un atkal.
Adaptīvā vērtība
Lielākajai daļai jauno mutantu dzīvotspēja ir ievērojami zemāka nekā savvaļas/parastajam tipam. Tajā pašā laikā tas izpaužas dažādās pakāpēs: no subvitāla, tikko pamanāma līdz daļēji letālam un letālam stāvoklim. Analizējot Drosophila mutantu dzīvotspēju, kas parādījās ar izmaiņām X hromosomā, 90% indivīdu tā bija zemāka nekā normāliem. 10% bija supervitals stāvoklis – paaugstināta vitalitāte. Kopumā topošo mutantu adaptīvā vērtība, kā likums, ir pazemināta. To raksturo morfoloģisko pazīmju un auglības funkcionālā lietderība, fizioloģiskā vitalitāte.
