Наследственная изменчивость и основные ее формы

Наследственная изменчивость и основные ее свойства

Для начала, дадим определение наследственной изменчивости.

Какова характеристика наследственной изменчивости?

Наследственная изменчивость — это результат влияния различных типов мутаций и комбинаций генотипов в нескольких типах скрещиваний.

Основные варианты наследственной изменчивости:

1. Комбинативная изменчивость. Этот вариант обусловлен рекомбинацией генов в процессе первого деления мейоза и оплодотворения.
2. Мутационная изменчивость. Она возникает в процессе мутаций.

Свойства комбинативной изменчивости

В результате комбинативной изменчивости у новых организмов появляются гены, отсутствующие у родителей. В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение, а в результате — разнообразие генотипов особей.

Есть несколько процессов, которые являются источниками такого генетического разнообразия при половом размножении. Это:

• независимое расхождение гомологичных хромосом в первой анафазе мейоза. Этот процесс — база закона независимого наследования, который вывел Грегор Мендель;
• взаимообмен гомологичными участками хромосом — кроссинговер. Он происходит в профазе первого деления мейоза. В результате кроссинговера возникают обновленные группы сцепления. Этот процесс является важным источником рекомбинации аллелей. В итоге все это приводит к возникновению новых адаптивных признаков;
• образование ненаправленного сочетания половых клеток в ходе оплодотворения.

Отмечается независимое действие всех источников комбинативной изменчивости относительно друг друга. Фактически, они действуют одновременно, что обеспечивает постоянную «перетасовку» генов. В некоторых случаях гены довольно легко распадаются при передаче от одного поколения другому.

Каково значение наследственной изменчивости? Комбинативная изменчивость, как видно, важный источник генетического разнообразия. Она не становится причиной стабильных изменений в генотипе, способных обеспечить течение эволюционного процесса.

Свойства мутационной изменчивости

В ряду поколений мутации способны сохраняться долго. Они играют большую роль в эволюции, так как за счет их появляются новые варианты генов. В некоторых случаях мутации считают базой для процесса эволюции всех форм и направленностей. Для мутаций характерен ненаправленный и индивидуальный характер, что значит, что возникновение каждой мутации в отдельной молекуле ДНК — случайно.

Не во всех случаях мутации становится причиной изменения генотипа. Мутации появляются на протяжении всего онтогенеза личности. Отмечается, что чем раньше мутация возникает, тем заметнее ее влияние на организм.

Мутации бывают:

• нейтральными;
• вредными;
• полезными.

Согласно исследованиям генетиков, большинство возникающих мутаций носит нейтральный характер и не влияют на приспособленность организма. Протекание нейтральных мутаций в основном происходит между генами-интронами.

Вредные мутации — вторые по частоте. Их действие объясняется влиянием изменений на наследственные признаки — они имеют адаптивное значение. Такие признаки характерны для определенных условий окружающей среды.

Если говорить о вредности и полезности мутаций, то все довольно относительно. В одни условиях они могут быть полезными, а в других — вредными.

Появление мутаций отмечается как в соматических, так и в половых клетках организма. Тому, чтобы мутации появились, способствуют некоторые факторы:

• различные воздействия температур;
• радиация;
• химические вещества и др.

Такие факторы получили название мутагенов. По характеру изменений генотипа мутации бывают:

• генными или точечными;
• геномными;
• хромосомными.

Генные мутации — результат изменения последовательности нуклеотидов внутри молекулы ДНК. Такие мутации встречаются чаще других и являются важным источником наследственной изменчивости организмов. Среди генных мутаций встречаются: дупликация (повторение участков генов), вставка (образование лишней нуклеотидной пары), делеция или выпадение одной и более пар нуклеотидов.

Хромосомные мутации показывают, какие изменения происходят в структуре хромосом. Обычно такие мутации выявляются с помощью светового микроскопа. Хромосомные мутации — это:

• делеции;
• инверсии;
• транслокации (изменение положения хромосом).

Самым распространенным типом транслокаций является обмен участками между двумя негомологичными хромосомами.

Геномные мутации указывают на изменение количества хромосом. К таким мутациям относят анеуплоидию и полиплоидию.

Полиплоидия широко встречается в растительном мире. Такое свойство используют, чтобы получить полиплоидные сорта растений.

Мутационная изменчивость — катализатор определенных наследственных заболеваний.

К примеру, синдром Клайнфельтера — это патология, характеризующаяся наличием у мальчиков лишней Х-хромосомы, что становится причиной в нарушении полового созревания. В случае таких нарушений часто появляются различные степени умственной отсталости.

С нарушением обмена веществ связано множество аутосомно-доминантных заболеваний. Среди них — фенилкетонурия, проявляющаяся в отсутствии фермента, который преобразует фенилаланин в тирозин. Как результат — поражение нервной системы и возникновение слабоумия у людей.

Тяжелое наследственное заболевание — лейциноз. Оно сопровождается нарушением аминокислотного обмена. У этого заболевания аутосомно-рецессивный тип наследования. В этом случае у человека наблюдается специфический запах мочи, похожий на запах клена.

Свойства фенотипической изменчивости перечислим в другой статье.