معلومة

ماذا تسمي الأليل غير البري؟

ماذا تسمي الأليل غير البري؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل يمكنني الحصول على قائمة من الاقتراحات ، مثل الأليل المتحور ، والأليل الآخر ، وما إلى ذلك؟ هل هناك أي أسماء مفقودة بشكل صارخ في قائمتي القصيرة؟


عادة ما يكون أليل رئيسي وأليل ثانوي. عندما تسمع هذه اللغة ، تشعر أن الأليل الرئيسي هو النوع "البري" ، ولكن من الأكثر دقة تجنب "البرية".

تتجنب هذه اللغة السؤال عن أيهما `` متوحش '' لأن السكان المختلفين قد يكون لديهم نسب مختلفة من الاثنين.


يشير النوع البري إلى النمط الظاهري للشكل النموذجي. عادةً ما يتم مقارنة النوع البري بأليل متحور لأن الأليل لم يعد نموذجيًا. لذا فإن الإجابة ستكون أليلًا غير نموذجي والذي يكون ، في معظم الحالات ، أليلًا متحورًا.


أليل

الأليل هو ترميز DNA (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) الذي يحتل موضعًا معينًا (موضعًا) على الكروموسوم.

عادةً ما تكون الأليلات عبارة عن تسلسلات ترمز للجين ، ولكن في بعض الأحيان يتم استخدام المصطلح للإشارة إلى تسلسل غير جيني.

النمط الجيني للفرد لهذا الجين هو مجموعة الأليلات التي يمتلكها.

في كائن ثنائي الصبغيات ، واحد يحتوي على نسختين من كل كروموسوم ، يشكل أليلين التركيب الوراثي للفرد.

مثال على ذلك هو جين لون الزهر في العديد من أنواع الزهور و [مدش] ، يتحكم جين واحد في لون البتلات ، ولكن قد يكون هناك عدة إصدارات مختلفة (أو أليلات) من الجين.

قد ينتج عن أحد الإصدارات بتلات حمراء ، بينما قد ينتج عن إصدار آخر بتلات بيضاء.

سيعتمد اللون الناتج للزهرة الفردية على الأليلين اللذين تمتلكهما للجين وكيفية تفاعل الاثنين.

الأليل هو شكل بديل للجين (في شكل ثنائي ، عضو واحد من زوج) يقع في موضع محدد على كروموسوم معين.

الكائنات ثنائية الصبغة ، على سبيل المثال ، البشر ، لديها كروموسومات متماثلة في خلاياها الجسدية ، وتحتوي على نسختين من كل جين.

كائن حي فيه نسختان من الجين متطابقتان و [مدش] ، لهما نفس الأليل و [مدش] يسمى متماثل اللواقح لهذا الجين.

يسمى الكائن الحي الذي يحتوي على أليلين مختلفين من الجين متغاير الزيجوت.

يمكن أن تكون الأنماط الظاهرية (الخصائص المعبر عنها) المرتبطة بأليل معين سائدة أو متنحية في بعض الأحيان ، ولكنها غالبًا لا تكون كذلك.

سيتم التعبير عن النمط الظاهري السائد عند وجود أليل واحد على الأقل من النوع المرتبط به ، بينما سيتم التعبير عن النمط الظاهري المتنحي فقط عندما يكون كلا الأليلين من النوع المرتبط به.

ومع ذلك ، هناك استثناءات للطريقة التي تعبر بها الزيجوت المتغايرة عن نفسها في النمط الظاهري.

استثناء واحد هو الهيمنة غير الكاملة (تسمى أحيانًا وراثة المزج) عندما تمزج الأليلات سماتها في النمط الظاهري.

يمكن رؤية مثال على ذلك إذا ، عند عبور أزهار Antirrhinums و mdash مع الأليلات "الحمراء" و "البيضاء" السائدة بشكل غير كامل للون البتلة و [مدش] ، فإن النسل الناتج كان لديه بتلات وردية.

استثناء آخر هو الهيمنة المشتركة ، حيث يكون كلا الأليلين نشطين ويتم التعبير عن كلتا السمتين في نفس الوقت على سبيل المثال ، بتلات حمراء وبيضاء في نفس الإزهار أو زهور حمراء وبيضاء على نفس النبات.

يظهر كودومينانس أيضًا في أنواع الدم البشرية.

الشخص الذي لديه أليل واحد من فصيلة الدم "أ" وأليل واحد من فصيلة الدم "ب" سيكون له فصيلة دم "AB".

أليل النوع البري هو أليل يعتبر "طبيعيًا" للكائن المعني ، على عكس الأليل الطافر الذي يكون عادةً تعديلًا جديدًا نسبيًا. (لاحظ أنه مع ظهور الواسمات الجينية المحايدة ، يُستخدم مصطلح "الأليل" الآن للإشارة إلى متغيرات تسلسل الحمض النووي في الحمض النووي غير الوظيفي أو غير المرغوب فيه.

على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم تقديم جداول تردد الأليل للواسمات الجينية ، مثل علامات DYS.) كما توجد أنواع مختلفة من الأليلات.


التفاعلات الجينية: الأليلية وغير الأليلية | بيولوجيا الخلية

لا يشرح علم الوراثة المندلية جميع أنواع الوراثة التي تختلف فيها النسب المظهرية في بعض الحالات عن النسب المندلية (3: 1 للهجين الأحادي ، 9: 3: 3: 1 للثنائي الهجين في F2). هذا لأنه في بعض الأحيان قد يكون أليل معين دومًا جزئيًا أو متساويًا وخجولًا للآخر أو بسبب وجود أكثر من أليلين أو بسبب أليلات قاتلة. يشار إلى هذه الأنواع من التفاعلات الجينية بين أليلات جين واحد على أنها تفاعلات أليلية أو داخل الأليلات.

تحدث التفاعلات غير الأليلية أو بين الأليلات أيضًا حيث يرجع تطور الحرف الفردي إلى اثنين أو أكثر من الجينات التي تؤثر على التعبير عن بعضها البعض بطرق مختلفة.

وبالتالي ، فإن التعبير عن الجين لا يكون متوقفًا عن بعضه البعض ويعتمد على وجود أو عدم وجود جينات أو جينات أخرى. تُعرف هذه الأنواع من الانحرافات عن مفهوم سمة الجين الأول المندلي باسم فرضية العامل أو تفاعل الجينات (الجدول 7.1).

2. التفاعلات الجينية الأليلية:

هيمنة غير كاملة أو وراثة مزج (1: 2: 1):

قد لا يقمع الأليل السائد الأليل الآخر تمامًا ، ومن ثم يمكن تمييز الزيجوت المتغاير ظاهريًا (النمط الظاهري الوسيط) عن أي من الزيجوت المتماثلة الزيجوت.

في snap & shydragon و Mirabilis jalapa ، ينتج التقاطع بين النباتات المزهرة الحمراء والزهور البيضاء النقية F1 نباتات هجينة (انحراف عن الأنماط الظاهرية الأبوية) ، أي وسيط للوالدين. عندما يكون F1 النباتات ذاتية التخصيب ، و F2 يُظهر النسل ثلاث فئات من النباتات في النسبة 1 أحمر: 2 وردي: 1 أبيض بدلاً من 3: 1 (الشكل 7.1).

لذلك ، أ ف1 ثنائي الهجين يظهر هيمنة غير كاملة لكلا الحرفين سوف يفصلان في F.2 إلى (1: 2: 1) X (1: 2: 1) = 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1. و F1 ثنائي الهجين يظهر هيمنة كاملة لخاصية واحدة ، بينما ينفصل المجال غير المكتمل واللمعان لسمة أخرى في F2 إلى (3: 1) × (1: 2: 1) = 3: 6: 3: 1: 2: 1.

هنا يعبر كلا أليلين الجين عن أنفسهم في متغاير الزيجوت. تظهر الأنماط الظاهرية لكلا الوالدين في F1 هجين بدلاً من النمط الظاهري الوسيط. في الإنسان ، يتم التحكم في فصيلة دم MN بواسطة جين واحد.

يوجد أليلين فقط ، M و N. الأب مع مجموعة دم N (النمط الجيني NN) والأم مع فصيلة الدم M (النمط الوراثي MM) سيكون لديها أطفال بفصيلة دم MN (النمط الجيني MN). يمكن التعرف على كلا الطرازين الظاهريين في الهجين. F2 يفصل في نسبة 1M فصيلة الدم: 2 MN فصيلة الدم: 1 N فصيلة الدم.

في بعض الأحيان يكون النمط الظاهري لـ F1 الزيجوت المتغاير أكثر تطرفًا من أي من الوالدين. كمية صبغة العين الفلورية في العيون البيضاء متغايرة الزيجوت من ذبابة الفاكهة تتجاوز تلك الموجودة في أي من الوالدين.

العامل المميت (2: 1):

تسمى الجينات التي تسبب موت الأشخاص الذين يحملونها بالعامل المميت. لا يتم التعبير عن الجراثيم المميتة المتنحية إلا عندما تكون في حالة متماثلة اللواقح وتظل متغايرة الزيجوت غير متأثرة. هناك جينات لها تأثير ظاهري سائد ولكنها قاتلة وخجولة ، على سبيل المثال ، جين لون الغلاف الأصفر في الفئران.

لكن العديد من الجينات متنحية في كل من آثارها المظهرية والمميتة ، على سبيل المثال ، الجين الذي ينتج شتلات ألبينو في الشعير (الشكل 7.2).

تُفقد المواد المميتة السائدة من السكان والأغنام لأنها تسبب موت الكائن الحي حتى في حالة متغايرة الزيجوت ، على سبيل المثال ، جين الصرع في البشر. تتطلب المواد القاتلة المشروطة ظروفًا خاصة ومغلفات معينة لعملها المميت ، على سبيل المثال ، متحولة الشعير الحساسة لدرجة الحرارة (التأثير المميت عند درجة حرارة منخفضة).

القاتلة المتوازنة كلها متغايرة الزيجوت للجينات القاتلة على حد سواء سوف تموت متجانسة الزيجوت السائدة والمتنحية ، على سبيل المثال ، النظم القاتلة المتوازنة والنجاة في Oenothera. المميتات الجيميكية تجعل الأمشاج غير قادرة على الإخصاب ، على سبيل المثال ، الجين المشوه للفصل في ذكور ذبابة الفاكهة.

لا تسبب الجينات شبه المميتة موت جميع الأفراد ، على سبيل المثال ، طفرات xentha في بعض النباتات.

أليلات متعددة:

قد يحتوي الجين الخاص بشخصية معينة على أكثر من اثنين من الأليلومورف أو الأليلات التي تشغل نفس موضع الكروموسوم (اثنان منهم فقط موجودان في كائن ثنائي الصبغيات). هذه الأليلات والشيمورفسات تصنع سلسلة من الأليلات المتعددة.

يقدم نظام فصيلة الدم البشري ABO أفضل مثال على ذلك. قد يحدث جين المستضد في ثلاثة أشكال أليلية محتملة & # 8211 l A ، I B ، i. أليل المستضد A هو السائد المشترك مع الأليل I 8 للمستضد B. كلاهما مسيطر تمامًا على الأليل i الذي يفشل في تحديد أي بنية مستضدية يمكن اكتشافها. لذلك ، فإن الأنماط الجينية المحتملة لفصائل الدم الأربعة موضحة في الشكل 7.3.

يتم تحديد العقم الذاتي في التبغ بواسطة الجين الذي يحتوي على العديد من الأشكال الأليلية المختلفة. إذا كان هناك ثلاثة أليلات فقط (s1، س2، س3) ، والأنماط الجينية المحتملة للنباتات هي s1س2، س1س3، س2س3 (دائمًا متغاير الزيجوت) ، الأنماط الجينية متماثلة اللواقح (s1س1، س2س2، س3س3) غير ممكنة في الأنواع غير المتوافقة مع ذاتها.

في هذه الحالة ، فإن حبوب اللقاح التي تحمل أليلًا مختلفًا عن الأليلين الموجودين في النبات الأنثوي ستكون قادرة على العمل مما يؤدي إلى تقييد الخصوبة (الشكل 7.4). (W + s ، W + c ، W + g) تظهر لون العين الحمراء.

3. التفاعلات الجينية غير الأليلية:

تفاعل بسيط (9: 3: 3: 1):

في هذه الحالة ، يؤثر زوجان من الجينات غير الجينية على نفس الشخصية. ينتج الأليل السائد لكل من العاملين أنماطًا ظاهرية منفصلة عندما تكون بمفردها. عندما يتواجد كلا الأليلين المهيمنين معًا ، فإنهما ينتجان نمطًا ظاهريًا جديدًا غير واضح. يؤدي عدم وجود كلا الأليلين المهيمنين إلى ظهور نوع آخر من الفينو والشاي.

إن وراثة أنواع المشط في الطيور هي أفضل مثال حيث يؤدي الجين R إلى ظهور مشط الورد والجين P يؤدي إلى ظهور مشط البازلاء وكلاهما سائد على المشط الفردي. تم العثور على نمط مماثل من الوراثة في لون زهرة Streptocarpus (الشكل 7.6).

العامل التكميلي (9: 7):

يتم إنتاج شخصيات معينة من خلال التفاعل والخجل بين جينين أو أكثر يشغلون مواقع مختلفة موروثة من آباء مختلفين. هذه الجينات مكملة لبعضها البعض ، أي إذا كانت موجودة بمفردها فإنها تظل غير معبرة ، فقط عندما يتم جمعها معًا من خلال التهجين المناسب سوف يتم التعبير عنها.

في البازلاء الحلوة (Lathyrus odoratus) ، كلا الجينين C و P مطلوبان لتخليق صبغة الأنثوسيانين التي تسبب اللون الأرجواني. لكن غياب أي شخص لا يمكن أن ينتج أنثوسيانين يسبب الزهرة البيضاء. لذا فإن C و P مكملان لبعضهما البعض لتكوين الأنثوسيانين (الشكل 7.7).

من الممكن إشراك أكثر من جيني كومبليمين وجين شيتاري ، على سبيل المثال ، ثلاثة جينات تكميلية تحكم لون aleurone في الذرة.

عندما يقوم الجين أو زوج الجينات بإخفاء أو منع التعبير عن جين آخر غير أليلي ، يسمى epistasis. يسمى الجين الذي ينتج التأثير المسمى الجين المعرفي والجين الذي يتم قمع تعرضه وخجله يسمى جين hypostatic.

(أ) التنحي المتنحي أو العامل التكميلي (9: 3: 4):

في هذه الحالة ، تحدد الحالة الوراثية المتنحية المتجانسة المتجانسة للجين النمط الظاهري و shypective لأليلات أزواج الجينات الأخرى ، أي أن الأليل المتنحي يخفي تأثير الجين الآخر. يتم التحكم في لون معطف الفئران بواسطة زوجين من الجينات.

ينتج الجين السائد C اللون الأسود ، وغيابه يسبب ألبينو. الجين A pro & shyduces agouti color في وجود C ، ولكن لا يمكن التعبير عنه في غيابه (مع cc) مما يؤدي إلى ألبينو. وبالتالي فإن الأليل المتنحي c (cc) هو أبستاتوري للأليل A السائد (الشكل 7.8).

لون الحبوب في الذرة محكوم بجينين - R (أحمر) و Pr (أرجواني). الأليل reces & shysive rr هو معرفي للجين Pr (الشكل 7.9).

(ب) القفزة السائدة (12: 3: 1):

في بعض الأحيان ، لا يسمح الجين السائد بالتعبير عن الجين غير الأليلي الآخر الذي يُطلق عليه اسم epistasis المهيمن. في القرع الصيفي ، يحكم لون الفاكهة نوعان من الجينات. يقوم الجين السائد W للون الأبيض بقمع تعريض وخجل الجين Y الذي يتحكم في اللون الأصفر. لذا فإن اللون الأصفر يظهر فقط في حالة عدم وجود W. وهكذا يكون W معرفيًا لـ Y. وفي غياب كل من W و Y ، يتطور اللون الأخضر (الشكل 7.10).

العامل المثبط هو هذا الجين الذي ليس له تأثير ظاهري ولكنه يثبط تعرض وخلل جين آخر غير أليلي في الأرز ، ويعود لون الورقة الأرجواني إلى الجين P ، و p يسبب اللون الأخضر. هناك جين مهيمن آخر غير أليلي I يثبط التعبير عن P ولكنه غير فعال في الشكل المتنحي (2). وبالتالي فإن العامل ليس له تأثير مرئي وخجول خاص به ولكنه يثبط التعبير اللوني لـ P (الشكل 7.11).

العامل المثبط مع الهيمنة الجزئية (7: 6: 3):

في بعض الأحيان يظهر الجين المثبط هيمنة غير مكتملة وبالتالي يسمح بالتعبير عن الجين الآخر جزئيًا. في غينيا ، يتم التحكم في اتجاه الشعر بواسطة جينين. الشعر الخشن (R) هو المسيطر على الشعر الأملس (r) ، والجين الآخر I مثبط لـ R في الحالة غير المتجانسة (II) ولكن في الحالة غير المتجانسة (II) يسبب خشونة جزئية (الشكل 7.12).

هنا اثنين من الجينات غير الأليليلك التي تتحكم في شخصية ما تنتج نمطًا ظاهريًا متطابقًا عندما يكونان بمفردهما ، ولكن عندما يكون كلا الجينين موجودين معًا ، يتم تحسين تأثير الأنماط الظاهرية بسبب التأثير التراكمي. في الشعير ، يؤثر الجينان A و B على طول المظلات.

يؤدي الجين A أو B وحده إلى ظهور مظلات متوسطة الطول (تأثير A مماثل لـ B) ولكن عندما يكون كلاهما حاضرًا ، فإن awn الطويل ينتج بغياب كلتا النتيجتين (الشكل 7.13).

جين مكرر (15: 1):

في بعض الأحيان يتم التحكم في الشخصية بواسطة جينين غير أليلين تنتج أليلاتهما السائدة نفس النمط الظاهري سواء كانا منفردان أو معًا. في حقيبة Shepherd & # 8217s (Capsella bursa-pastoris) ، ينتج عن وجود أي من الجين A أو الجين B أو كليهما كبسولات مثلثة عندما يكون كلا الجينين في أشكال reces و shysive ، يتم إنتاج الكبسولات البيضاوية (الشكل 7.14).

الجين المكرر مع تعديل الهيمنة (11: 5):

شخصية يتحكم فيها زوجان من الجينات يظهران الهيمنة فقط في حالة وجود أليلين مهيمنين. وبالتالي لن يتم إنتاج النمط الظاهري السائد إلا عند وجود أليلين سائدين غير أليلين أو أليلين سائدين أليليين. تم العثور على مثل هذه الحالة في الغدد الصبغية للقطن (الشكل 7.15).

4. العوامل المتعددة والوراثة الجينية متعددة الجينات:

على الرغم من أن بعض الأحرف (النوعية) تظهر تباينًا متقطعًا ، إلا أن غالبية الأحرف الصغيرة (الكمية ، مثل الطول والوزن وما إلى ذلك) تظهر تباينًا مستمرًا. اقترح Yule ، Nilsson-Ehle ، East أن الاختلاف الكمي يتم التحكم فيه من خلال عدد كبير من الجينات الفردية التي تسمى الأنظمة متعددة الجينات ويمكن تفسير التوريث والخلل على أساس فرضية العوامل المتعددة والشيبل.

تنص الفرضية على أنه بالنسبة لسمة كمية معينة يمكن أن يكون هناك العديد من الجينات ، والتي تكون مستقلة في فصلها ولها تأثير تراكمي على النمط الظاهري.

لون نواة القمح هو صفة كمية ويتحكم فيها جينان مختلفان. الزيجوت المتغاير هو وسيط في اللون بين اثنين من متجانسات الزيجوت. كل من جينات الدومى واللمعان لها تأثيرات صغيرة ومتساوية (أو متساوية تقريبًا) على لون البذور. F1 سيتم فصل الزيجوت المتغاير لجينين في F.2 بنسبة 1: 4: 6: 4: 1.

تعتمد شدة لون البذرة على عدد الأليلات السائدة الموجودة ، أي أن آثارها تراكمية بطبيعتها (الشكل 7.16). من المعروف الآن أن هناك ثلاثة جينات متورطة في لون نواة القمح ، وبالتالي فإن F ، متخالف الزيجوت لجميع الجينات الثلاثة سوف يفصل في F1 بنسبة 1: 6: 15: 20: 15: 6: 1.

طول كورولا في نيكوتيانا هو سمة كمية أخرى. التهجينات التي تم إجراؤها بين نوعين فطريين من N. longiflora أو N. tabaccum (التبغ) تختلف في طول الكورولا ، تظهر F1 بطول كورولا موحد ولكن F2 يعرض درجة أكبر من الاختلاف.

يعني قيمة F3 مشتق من واحد F.2 النبات ذو طول كورولا متساوي و محكم يختلف اختلافًا كبيرًا عن نباتات الخطيئة و shygle الأخرى F3 النسل. وبالتالي فمن الواضح أن F2 النباتات تختلف وراثيا (الشكل 7.17).

يكون لون البشرة عند البشر تحت تأثير بولي وخجول ، وقد يكون عدد أزواج الجينات المعنية اثنين (الشكل 7.18) أو أكثر من اثنين ، يمكن أن يكون أربعة أو خمسة.

يمكن حساب عدد الجينات المشاركة في الوراثة متعددة الجينات من النوع المتكرر والخجول للنوع الأبوي باستخدام الصيغة 1 /4ن (ن = عدد أزواج الجينات).

إذا كان النوع الأبوي الذي تم الحصول عليه هو واحد من كل 64 ذرية & # 8217s (1 /64) ، فإن عدد الجينات المعنية سيكون ثلاثة (4 ن = 64 = 4 3).

5. أنواع أخرى من التفاعلات الجينية:

الجينات التي تعدل التأثير الظاهري لجين رئيسي يسمى تعديل الجين. أنها تقلل أو تعزز تأثير الجينات الأخرى بطريقة كمية ، على سبيل المثال ، الجينات المستجيبة والخطيرة لتخفيف لون الجسم.

الجينات التي لن تسمح للأليل الطافر لجين آخر بالتعبير عن نمط ظاهري بري يسمى الجين الكابت ، على سبيل المثال ، Su-s في ذبابة الفاكهة يقمع التعبير عن عين (عيون) الجين المتحولة السائدة.

يسمى الجين الذي له أكثر من تأثير واحد (تأثيرات متعددة) الجينات متعددة الاتجاهات. لها تأثير كبير بالإضافة إلى التأثير الثانوي. في ذبابة الفاكهة ، تؤثر جينات الشعر الخشن والعين والجناح بشكل كبير على عدد الأوجه في الأفراد ذوي العيون الضيقة.

ظهور النسل & # 8217s الذي يشبه أسلافهم البعيدين يسمى atavism.


مقدمة في التحليل الجيني. الطبعة السابعة.

حتى الآن ، نظرنا في الارتباط في تقاطعات من الزيجوت المتغاير المزدوجة مع الاختبارات المتنحية المضاعفة. المستوى التالي من التعقيد هو تقاطع ثلاثي الزيجوت متغاير الزيجوت إلى اختبار متنحي ثلاثي. يوضح هذا النوع من التقاطع ، المسمى بـ testcross من ثلاث نقاط ، النهج القياسي المستخدم في تحليل الارتباط. سننظر هنا في مثالين لمثل هذه الصلبان.

أولاً ، نركز على ثلاثة ذبابة الفاكهة الجينات التي تحتوي على أليلات من النوع غير البري الشوري (باختصار ل سكوت أو فقدان بعض شعيرات الصدر) ، EC (باختصار ل قنفد البحر، أو خشونة سطح العين) ، و vg (باختصار ل الجناح الأثري). يمكننا العبور الشوري/الشوري& # x02005 & # x000b7 & # x02005EC/EC& # x02005 & # x000b7 & # x02005vg/vg الذباب المتنحي ثلاثيًا مع الذباب من النوع البري لتكوين ثلاثي الزيجوت متغاير الزيجوت ، الشوري/الشوري + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ec/ec + & # x02005 & # x000b7 & # x02005vg/vg +. نحن نحلل إعادة التركيب في هذه الزيجوتات المتغايرة الزيجوت عن طريق اختبار تهجين الإناث متغايرة الزيجوت مع ذكور مختبرة متنحية ثلاثية. نتائج مثل هذا الاختبار تتبع. يتم سرد النسل كأنماط وراثية مشيجية مشتقة من الإناث متغايرة الزيجوت. من الممكن وجود ثمانية أنواع مشيمية ، وقد تم حسابها بالأرقام التالية في عينة مكونة من 1008 ذبابة:

تتمثل الطريقة المنهجية لتحليل مثل هذه التقاطعات في حساب جميع الترددات المؤتلفة المحتملة ، ولكن من المفيد دائمًا فحص البيانات بحثًا عن الأنماط الواضحة قبل القيام بذلك. للوهلة الأولى ، يمكننا أن نلاحظ في البيانات السابقة أن هناك انحرافًا كبيرًا عن نسبة 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1 المتوقعة إذا كانت جميع الجينات غير مرتبطة. لذا دع & # x02019s نبدأ في حساب قيم التردد المؤتلف ، مع أخذ الموقع زوجًا في كل مرة. بدءًا من الشوري و EC loci (تجاهل ملف vg في الوقت الحالي) ، نحدد أي من الأنماط الجينية المشيمية مؤتلف الشوري و ec. لأننا نعلم أن متغايرة الزيجوت نشأت من الشوري& # x02005 & # x000b7 & # x02005ec و الشوري + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ec + الأمشاج ، نحن نعلم أن المنتجات المؤتلفة للانقسام الاختزالي يجب أن تكون كذلك الشوري& # x02005 & # x000b7 & # x02005EC + و الشوري + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ec. نلاحظ من القائمة أن هناك 12 & # x02005 + & # x0200514 & # x02005 + & # x0200514 & # x02005 + & # x0200516 & # x02005 = & # x0200556 من هذه الأنواع لذلك ، RF & # x02005 = & # x02005 (56/1008) & # x02005 & # x000d7 & # x02005100 & # x02005 = & # x020055.5 مو يخبرنا هذا التردد أنه يجب ربط هذه المواقع على نفس الكروموسوم ، على النحو التالي:

الآن دع & # x02019s ننظر في إعادة التركيب بين الشوري و ال vg الموقع. كانت الأنماط الجينية الأبوية & # x0201cinput & # x0201d sc & # x02005vg و الشوري + & # x02005vg + ، لذلك يجب علينا حساب تكرار الشوري& # x02005vg + و الشوري + & # x02005vg أنواع النسل (هذه المرة ، نتجاهل). نرى أن هناك 243 & # x02005 + & # x02005233 & # x02005 + & # x0200514 & # x02005 + & # x02005EC16 & # x02005 = & # x02005506 المؤتلفات لأن 506/1008 قريبة جدًا من RF بنسبة 50 بالمائة ، نستنتج أن الشوري و vg loci غير مرتبطة وربما لا تكون على نفس الكروموسوم. يمكننا تلخيص علاقة الارتباط على النحو التالي:

الآن يجب أن ترى أن ملف ec و vg يجب أيضًا إلغاء ربط loci. سيؤكد ذلك إضافة المؤتلف في القائمة وحساب التردد اللاسلكي. (جربها). بعد إجراء تلك الاستنتاجات حول الارتباط ، يمكننا إعادة كتابة والدي testcross كـ الشوري + & # x02005EC + /الشوري& # x02005ec& # x02005 & # x02005vg + /vg& # x02005 & # x000d7 & # x02005الشوري& # x02005EC/الشوري& # x02005ec& # x02005 & # x02005vg / vg.

مثال ثانٍ ، حيث توجد بعض المواقع الأخرى لـ ذبابة الفاكهة يستخدم, سيقدم بعض المفاهيم الجينية الأكثر أهمية. هنا الأليلات غير البرية هي الخامس (عيون قرمزية) ، السيرة الذاتية (بدون عارضتين ، أو عدم وجود عروة عرضية على الجناح) ، و ط (قص أو قص حواف الجناح). هذه المرة مخزون الوالدين عبارة عن ذباب متنحي مضاعف من النمط الجيني الخامس + /الخامس + & # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية/السيرة الذاتية& # x02005 & # x000b7 & # x02005ط/ط والذباب المتنحي منفردة من النمط الجيني الخامس/الخامس& # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية + /السيرة الذاتية + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ط + /ط +. من هذا الصليب ، ذرية غير متجانسة ثلاثية من النمط الجيني الخامس/الخامس + & # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية/السيرة الذاتية + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ط/ط + يتم الحصول عليها ، ويتم اختبار إناث هذا النمط الوراثي إلى ثلاثة متنحيات من النمط الجيني الخامس/الخامس& # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية/السيرة الذاتية& # x02005 & # x000b7 & # x02005ط/ط. يتم عرض الأنماط الجينية الأنثوية المشيمية التي تحدد أنواع السلالات الثمانية من هذا الاختبار المتقاطع مع أعدادها ، من إجمالي عينة مكونة من 1448 ذبابة:

مرة أخرى ، يُطلب نهج إعادة التركيب القياسي ، ولكن يجب أن نكون حذرين في تصنيفنا للأنواع الأبوية والمترابطة. لاحظ أن الأنماط الجينية للمدخلات الأبوية للأشكال الثلاثية متغايرة الزيجوت هي الخامس + & # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية& # x02005 & # x000b7 & # x02005ط و الخامس& # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ط + يجب أن نأخذ هذا في الاعتبار عندما نقرر ما الذي يشكل المؤتلف.

بدءًا من الخامس و السيرة الذاتية loci ، نرى أن المؤتلفات هي من النمط الجيني الخامس& # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية و الخامس + & # x02005 & # x000b7 & # x02005السيرة الذاتية + وأن هناك 45 & # x02005 + & # x0200540 & # x02005 + & # x0200589 & # x02005 + & # x0200594 & # x02005 = & # x02005268 من هذه المؤتلفات. من إجمالي 1448 ذبابة ، يعطي هذا الرقم نسبة RF تبلغ 18.5 بالمائة.

بالنسبة إلى الخامس و ط loci ، المؤتلفون هم الخامس& # x02005 & # x000b7 & # x02005ط و الخامس + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ط +. هناك 89 & # x02005 + & # x0200594 & # x02005 + & # x020053 & # x02005 + & # x020055 & # x02005 = & # x02005191 من هذه المؤتلفات بين 1448 ذبابة ، لذا RF & # x02005 = & # x0200513.2 بالمائة.

ل ط و السيرة الذاتية، المؤتلفون هم السيرة الذاتية& # x02005 & # x000b7 & # x02005ط + و السيرة الذاتية + & # x02005 & # x000b7 & # x02005ط. هناك 45 & # x02005 + & # x0200540 & # x02005 + & # x020053 & # x02005 + & # x020055 & # x02005 = & # x0200593 من هذه المؤتلفات بين 1448 ، لذا RF & # x02005 = & # x020056.4 بالمائة.

ترتبط جميع المواقع على نفس الكروموسوم ، لأن قيم التردد اللاسلكي كلها أقل بكثير من 50 بالمائة. بسبب ال الخامس و السيرة الذاتية تعرض loci أكبر قيمة RF ، لذا يجب أن تكون أبعد ما تكون عن بعضها البعض ط يجب أن يكون المكان بينهما. يمكن رسم الخريطة على النحو التالي:

يمكن إعادة كتابة testcross كـ الخامس + & # x02005السيرة الذاتية& # x02005ط/الخامس& # x02005السيرة الذاتية + & # x02005ط + & # x02005 & # x000d7 & # x02005الخامس& # x02005ط& # x02005السيرة الذاتية/الخامس& # x02005ط& # x02005السيرة الذاتية.

لاحظ عدة نقاط مهمة هنا. أولاً ، لقد استنتجنا ترتيبًا جينيًا مختلفًا عن ترتيب قائمة الأنماط الجينية للذرية. نظرًا لأن الهدف من التمرين كان تحديد علاقة الارتباط بين هذه الجينات ، فإن القائمة الأصلية كانت بالضرورة عشوائية ، ولم يكن الترتيب معروفًا قبل تحليل البيانات.

ثانيًا ، لقد أثبتنا ذلك بالتأكيد ط يتراوح ما بين الخامس و السيرة الذاتية وما هي المسافات بين ط وهذه المواقع في وحدات الخريطة. لكننا وضعناها بشكل تعسفي الخامس إلى اليسار و السيرة الذاتية إلى اليمين يمكن عكس الخريطة بشكل متساوٍ.

النقطة الثالثة التي يجب ملاحظتها هي أن مسافتين أصغر على الخريطة ، 13.2 متر مكعب. و 6.4 mu ، أضف ما يصل إلى 19.6 mu ، وهو أكبر من 18.5 m.u. ، المسافة المحسوبة لـ الخامس و السيرة الذاتية. لماذا هو كذلك؟ تكمن الإجابة على هذا السؤال في الطريقة التي حللنا بها أندر فئتين في تصنيفنا لإعادة التركيب من أجل الخامس و السيرة الذاتية الموقع. الآن بعد أن أصبح لدينا الخريطة ، يمكننا أن نرى أن هاتين الفئتين النادرتين هما في الواقع مؤتلفان مزدوجان ، ناشئان عن تقاطعان (الشكل 5-12). ومع ذلك ، لم نحسب الخامس& # x02005ط& # x02005السيرة الذاتية + و الخامس + & # x02005ط + & # x02005السيرة الذاتية الأنماط الجينية عندما حسبنا قيمة RF لـ الخامس و السيرة الذاتية بعد كل شيء ، فيما يتعلق الخامس و السيرة الذاتية، هم مجموعات أبوية (الخامس& # x02005السيرة الذاتية + و الخامس + & # x02005السيرة الذاتية). ومع ذلك ، في ضوء خريطتنا ، نرى أن هذا أدى إلى التقليل من المسافة بين الخامس والموقع. لا ينبغي فقط أن نحسب الفئتين الأكثر ندرة ، بل كان يجب أن نحسب كل منهما مرتين لأن كل منهما يمثل فئة مزدوجة مؤتلفة. ومن ثم ، يمكننا تصحيح القيمة عن طريق إضافة الأرقام 45 & # x02005 + & # x0200540 & # x02005 + & # x0200589 & # x02005 + & # x0200594 & # x02005 + & # x020053 & # x02005 + & # x020053 & # x02005 + & # x02005 & # + & # x02005السيرة الذاتية5 & ​​# x02005 = & # x02005284. من إجمالي 1448 ، هذا الرقم هو بالضبط 19.6 بالمائة ، وهو مطابق لمجموع قيمتي المكونين.

الشكل 5-12

مثال على تقاطع مزدوج. لاحظ أن التقاطع المزدوج ينتج كروماتيدات مؤتلفة مزدوجة لها تركيبات أليلية أبوية في الموقع الخارجي.

الآن بعد أن اكتسبنا بعض الخبرة مع بيانات هذا التهجين ، يمكننا أن ننظر إلى الوراء في قائمة النسل ونرى أنه من الممكن عادةً استنتاج ترتيب الجينات عن طريق الفحص ، دون تحليل التردد المؤتلف. فقط ثلاثة أوامر جينية ممكنة ، ولكل منها جين مختلف في الموضع الأوسط. من الصحيح عمومًا أن فئات المؤتلف المزدوج هي الأصغر. يجب أن يكون طلب واحد فقط متوافقًا مع أصغر الفئات التي تم تشكيلها بواسطة عمليات الانتقال المزدوجة ، كما هو موضح في الشكل 5-13. يعطي طلب واحد فقط مؤتلفات مزدوجة من التركيب الجيني الخامس& # x02005ط& # x02005السيرة الذاتية + و الخامس + & # x02005ط + & # x02005السيرة الذاتية. لاحظ بالمرور أن القدرة على اكتشاف التقاطع المزدوج تعتمد على وجود جين متغاير الزيجوت بين التصالبين إذا لم تكن أمهات هذه السلالة متغايرة الزيجوت ط/ط + ، لم يكن بإمكاننا تحديد فئات المؤتلف المزدوج.

الشكل 5-13

مع وجود ثلاثة جينات ، يمكن الحصول على ثلاثة أوامر جينية فقط. تخلق عمليات الانتقال المزدوجة أنماطًا وراثية مؤتلفة مزدوجة فريدة لكل ترتيب جيني. فقط الاحتمال الأول متوافق مع البيانات الموجودة في النص.

أخيرًا ، لاحظ أن خرائط الربط تقوم فقط بتعيين المواقع فيما يتعلق ببعضها البعض ، باستخدام وحدات الخرائط القياسية. لا نعرف أين توجد المواضع على الكروموسوم & # x02014 أو حتى أي كروموسوم محدد موجودون عليه. خريطة الربط هي أساسًا بنية مجردة يمكن ربطها بصبغي محدد ومناطق كروموسوم معينة فقط من خلال تطبيق أنواع خاصة من التحليلات الوراثية الخلوية ، كما سنرى في الفصل 17.

رسالة

تمكّن ثلاثة تقاطعات اختبار (وأعلى) من نقطة الربط بين ثلاثة (أو أكثر) من الجينات ليتم تقييمها في صليب واحد.

بالاتفاق مع الناشر ، يمكن الوصول إلى هذا الكتاب من خلال ميزة البحث ، ولكن لا يمكن تصفحه.


لدى العلماء والمؤسسات العلمية المختلفة معايير مختلفة لتمثيل الأليلات. يستخدم بعض العلماء حروفًا ذات نصوص عالية ومخطوطات لتمثيل النمط الجيني والنمط الظاهري للسمة ، على التوالي. ومع ذلك ، يستخدم العديد من العلماء أيضًا الأحرف الكبيرة والصغيرة لتمثيل الجينات السائدة والمتنحية ، على التوالي. تميل هذه الأحرف إلى الارتباط بالسمة المعنية ، مثل الحرف B لتمثيل لون العين البني باعتباره أليلًا سائدًا.

يستخدم بعض العلماء النصوص لتمثيل الأنماط الظاهرية والنصوص المرتفعة لتمثيل الأنماط الجينية. يمكن فهم ذلك بشكل أفضل باستخدام مثال ، مثل لون معطف الفرو. لنفترض أن هناك أليلًا للفراء الأبيض والفراء البني في جينات الذئب. سيتم تمثيل أليل معطف الفرو الأبيض بحرف F (لكلمة "فرو") مع حرف "W" وسيمثل أليل معطف فرو بني بحرف F مع حرف "B". سيكون الحرفان "W" و "B" عبارة عن رموز منخفضة لأنها أنماط ظاهرية أو تمثيلات فيزيائية للون معطف الفرو.


علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الأنواع المختلفة من التباين في المجتمع
  • اشرح لماذا فقط الانتقاء الطبيعي يمكنه التصرف بناءً على التباين الموروث
  • وصف الانجراف الجيني وتأثير عنق الزجاجة
  • اشرح كيف يمكن لكل قوة تطورية أن تؤثر على ترددات أليل السكان

غالبًا ما يظهر عدد من السكان & # 8217s أنماطًا ظاهرية مختلفة ، أو يعبرون عن أليلات مختلفة لجين معين ، والتي يشير إليها العلماء باسم تعدد الأشكال. نحن نطلق على المجموعات السكانية ذات التنويعين أو أكثر من الخصائص المعينة متعددة الأشكال. يؤثر عدد من العوامل ، بما في ذلك التركيب الجيني للسكان والبيئة ((الشكل)) على التباين السكاني ، وتوزيع الأنماط الظاهرية بين الأفراد. يعد فهم مصادر التباين الظاهري في مجتمع ما أمرًا مهمًا لتحديد كيفية تطور السكان استجابةً للضغوط التطورية المختلفة.


التباين الجيني

يمكن للانتقاء الطبيعي وبعض القوى التطورية الأخرى أن تعمل فقط على السمات الوراثية ، أي الشفرة الجينية للكائن الحي. نظرًا لأن الأليلات تنتقل من الوالد إلى الأبناء ، فقد يتم اختيار تلك التي تمنح سمات أو سلوكيات مفيدة ، بينما قد لا يتم اختيار الأليلات الضارة. الصفات المكتسبة ، في الغالب ، ليست وراثية. على سبيل المثال ، إذا كان أحد الرياضيين يمارس الرياضة في صالة الألعاب الرياضية كل يوم ، ليبني قوة العضلات ، فلن يكبر نسل الرياضي بالضرورة ليصبح لاعب كمال أجسام. إذا كان هناك أساس وراثي للقدرة على الجري بسرعة ، من ناحية أخرى ، قد ينقل أحد الوالدين هذا إلى طفل.

قبل أن يصبح التطور الدارويني هو النظرية السائدة في هذا المجال ، وضع عالم الطبيعة الفرنسي جان بابتيست لامارك نظرية مفادها أن الكائنات الحية يمكن أن ترث السمات المكتسبة. في حين أن غالبية العلماء لم يؤيدوا هذه الفرضية ، بدأ البعض مؤخرًا في إدراك أن لامارك لم يكن مخطئًا تمامًا. قم بزيارة هذا الموقع لمعرفة المزيد.

التوريث هو جزء من تباين النمط الظاهري الذي يمكن أن ننسبه إلى الاختلافات الجينية ، أو التباين الجيني ، بين الأفراد في مجموعة سكانية. كلما زادت قابلية التوريث للتنوع الظاهري للسكان ، كلما كان أكثر عرضة للقوى التطورية التي تعمل على التباين الوراثي.

نحن نسمي تنوع الأليلات والأنماط الجينية ضمن التباين الجيني للسكان. عندما يشارك العلماء في تربية أحد الأنواع ، مثل الحيوانات في حدائق الحيوان والمحميات الطبيعية ، فإنهم يحاولون زيادة التباين الجيني للسكان للحفاظ على أكبر قدر ممكن من التنوع الظاهري. يساعد هذا أيضًا في تقليل المخاطر المرتبطة بزواج الأقارب ، والتزاوج بين الأفراد المرتبطين ارتباطًا وثيقًا ، والذي يمكن أن يكون له تأثير غير مرغوب فيه في الجمع بين الطفرات المتنحية الضارة التي يمكن أن تسبب تشوهات وقابلية للإصابة بالأمراض. على سبيل المثال ، قد يوجد مرض ناجم عن أليل نادر متنحي في مجموعة سكانية ، لكنه لن يظهر إلا عندما يحمل الفرد نسختين من الأليل. نظرًا لأن الأليل نادر في مجموعة سكانية طبيعية وصحية مع موطن غير مقيد ، فإن فرصة تزاوج حاملتين منخفضة ، وحتى في هذه الحالة ، فإن 25 في المائة فقط من نسلهم سيرثون أليل المرض من كلا الوالدين. في حين أنه من المحتمل أن يحدث في مرحلة ما ، فإنه لن يحدث بشكل متكرر بما يكفي لكي يتمكن الانتقاء الطبيعي من القضاء بسرعة على الأليل من السكان ، ونتيجة لذلك ، يحافظ الأليل على نفسه عند مستويات منخفضة في تجمع الجينات. ومع ذلك ، إذا بدأت عائلة من الناقلات في التزاوج مع بعضها البعض ، فإن هذا سيزيد بشكل كبير من احتمالية تزاوج اثنين من الناقلات وينتج في النهاية ذرية مريضة ، وهي ظاهرة يسميها العلماء اكتئاب الأقارب.

يمكن للتغييرات في ترددات الأليل التي نحددها في مجتمع ما أن تلقي الضوء على كيفية تطورها. بالإضافة إلى الانتقاء الطبيعي ، هناك قوى تطورية أخرى يمكن أن تلعب دورًا: الانجراف الجيني ، وتدفق الجينات ، والطفرة ، والتزاوج غير العشوائي ، والتباينات البيئية.

الانحراف الجيني

تنبع نظرية الانتقاء الطبيعي من ملاحظة أن بعض الأفراد في المجتمع يكونون أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة لفترة أطول ولديهم ذرية أكثر من غيرهم ، وبالتالي فإنهم سينقلون المزيد من جيناتهم إلى الجيل التالي. ذكر الغوريلا الضخم والقوي ، على سبيل المثال ، هو أكثر احتمالا بكثير من الغوريلا الأصغر والأضعف أن يصبح رجلا فضية من السكان ، زعيم القطيع الذي يتزاوج أكثر بكثير من الذكور الآخرين في المجموعة. سوف ينجب قائد المجموعة نسلًا أكثر ، يتشاركون في نصف جيناته ، ومن المرجح أيضًا أن ينمو أكبر وأقوى مثل والدهم. بمرور الوقت ، ستزداد الجينات ذات الحجم الأكبر في التكرار بين السكان ، ونتيجة لذلك سيزداد عدد السكان في المتوسط. أي أن هذا سيحدث إذا كان ضغط الاختيار هذا ، أو القوة الانتقائية الدافعة ، هو الوحيد الذي يعمل على السكان. في أمثلة أخرى ، قد يشكل التمويه الأفضل أو مقاومة أقوى للجفاف ضغط الاختيار.

هناك طريقة أخرى يمكن أن تتغير بها ترددات الأليل والنمط الجيني للسكان وهي الانجراف الجيني ((الشكل)) ، وهو ببساطة تأثير الصدفة. عن طريق الصدفة ، سيكون لدى بعض الأفراد ذرية أكثر من غيرهم - ليس بسبب ميزة تمنحها بعض السمات المشفرة وراثيًا ، ولكن لمجرد وجود ذكر واحد في المكان المناسب في الوقت المناسب (عندما كانت الأنثى المستقبلة تسير بجانبه) أو لأن الآخر حدث في المكان الخطأ في الوقت الخطأ (عندما كان الثعلب يصطاد).


هل تعتقد أن الانجراف الجيني سيحدث بسرعة أكبر في الجزيرة أو في البر الرئيسي؟

المجموعات السكانية الصغيرة أكثر عرضة لقوى الانجراف الجيني. وبدلاً من ذلك ، يتم حماية أعداد كبيرة من السكان ضد آثار الصدفة. إذا مات فرد من مجموعة مكونة من 10 أفراد في سن مبكرة قبل أن يترك أي نسل للجيل التالي ، فستفقد فجأة جميع جيناته - 1/10 من مجموعة جينات السكان. في مجموعة سكانية من 100 ، وهذا يمثل 1 في المائة فقط من إجمالي مجموعة الجينات ، وبالتالي فهي أقل تأثيرًا على التركيب الجيني للسكان.

اذهب إلى هذا الموقع لمشاهدة الرسوم المتحركة لأخذ العينات العشوائية والانحراف الجيني أثناء العمل.

الأحداث الطبيعية ، مثل كارثة الزلزال التي تقتل - بشكل عشوائي - جزءًا كبيرًا من السكان ، يمكن أن تضخم الانجراف الجيني. يُعرف باسم تأثير عنق الزجاجة ، ويؤدي إلى القضاء فجأة على جزء كبير من الجينوم ((الشكل)). في الحال ، يصبح الباقون على قيد الحياة & # 8217 البنية الجينية هي البنية الجينية للسكان بأكملها ، والتي قد تكون مختلفة تمامًا عن السكان قبل وقوع الكارثة.


سيناريو آخر قد يتعرض فيه السكان لتأثير قوي للانجراف الجيني هو إذا غادر جزء من السكان لبدء مجموعة جديدة في موقع جديد أو إذا كان هناك حاجز مادي يقسم السكان. في هذه الحالة ، يمثل هؤلاء الأفراد تمثيلًا غير مرجح لجميع السكان ، مما يؤدي إلى تأثير المؤسس. يحدث تأثير المؤسس عندما تتغير البنية الجينية لتتناسب مع الآباء والأمهات المؤسسين للسكان الجدد. يعتقد الباحثون أن تأثير المؤسس كان عاملاً رئيسياً في التاريخ الجيني للسكان الأفريكانيين للمستوطنين الهولنديين في جنوب إفريقيا ، كما يتضح من الطفرات الشائعة في الأفريكانيين ولكنها نادرة في معظم المجموعات السكانية الأخرى. ربما يكون هذا بسبب أن نسبة أعلى من المعتاد من المستعمرين المؤسسين تحمل هذه الطفرات. نتيجة لذلك ، يُظهر السكان ارتفاعًا غير عادي في حالات الإصابة بمرض هنتنغتون (HD) وفقر الدم فانكوني (FA) ، وهو اضطراب وراثي معروف بأنه يسبب نخاع الدم والتشوهات الخلقية - حتى السرطان. 1

شاهد هذا الفيديو القصير لمعرفة المزيد عن المؤسس وتأثيرات عنق الزجاجة.

اختبار تأثير عنق الزجاجة

سؤال: كيف تؤثر الكوارث الطبيعية على البنية الجينية للسكان؟

خلفية: عندما يمحو الزلزال أو الإعصار فجأة الكثير من السكان ، يكون الأفراد الناجون عادةً عينة عشوائية من المجموعة الأصلية. نتيجة لذلك ، يمكن أن يتغير التركيب الجيني للسكان # 8217 بشكل كبير. نسمي هذه الظاهرة تأثير الاختناق.

فرضية: ستؤدي الكوارث الطبيعية المتكررة إلى تراكيب وراثية مختلفة للسكان ، وبالتالي في كل مرة يتم فيها تشغيل هذه التجربة ، ستختلف النتائج.

اختبر الفرضية: احسب السكان الأصليين باستخدام حبات ملونة مختلفة. على سبيل المثال ، قد تمثل الخرز الأحمر والأزرق والأصفر الأفراد الأحمر والأزرق والأصفر. بعد تسجيل عدد كل فرد في المجموعة الأصلية ، ضعهم جميعًا في زجاجة ذات رقبة ضيقة تسمح فقط بخروج عدد قليل من الخرزات في كل مرة. ثم اسكب ثلث محتويات الزجاجة في وعاء. هذا يمثل الأفراد الناجين بعد كارثة طبيعية تقتل غالبية السكان. احسب عدد الخرزات الملونة المختلفة في الوعاء وقم بتسجيلها. ثم ضع كل الخرزات مرة أخرى في الزجاجة وكرر التجربة أربع مرات أخرى.

تحليل البيانات: قارن بين المجموعات الخمس التي نتجت عن التجربة. هل تحتوي جميع المجموعات السكانية على نفس العدد من الخرزات الملونة المختلفة ، أم أنها تختلف؟ تذكر أن جميع هذه المجموعات جاءت من نفس السكان الأصليين بالضبط.

تشكيل استنتاج: على الأرجح ، ستختلف المجموعات الخمس الناتجة بشكل كبير. هذا لأن الكوارث الطبيعية ليست انتقائية - فهي تقتل الأفراد وتحفظهم بشكل عشوائي. فكر الآن في كيفية تأثير ذلك على السكان الحقيقيين. ماذا يحدث عندما يضرب إعصار ساحل خليج المسيسيبي؟ كيف أجرة الطيور البحرية التي تعيش على الشاطئ؟

انسياب الجينات

قوة تطورية أخرى مهمة هي تدفق الجينات: تدفق الأليلات داخل وخارج السكان بسبب هجرة الأفراد أو الأمشاج ((الشكل)). في حين أن بعض المجموعات السكانية مستقرة إلى حد ما ، فإن البعض الآخر يعاني من مزيد من التدفق. العديد من النباتات ، على سبيل المثال ، ترسل حبوب اللقاح الخاصة بها على نطاق واسع ، عن طريق الرياح أو الطيور ، لتلقيح مجموعات أخرى من نفس النوع على بعد مسافة ما. حتى السكان الذين قد يبدو في البداية مستقرين ، مثل فخر الأسود ، يمكن أن يواجهوا نصيبه العادل من الهجرة والهجرة حيث يترك الذكور الناميون أمهاتهم للبحث عن فخر جديد مع الإناث غير المرتبطين وراثيا. هذا التدفق المتغير للأفراد داخل وخارج المجموعة لا يغير فقط بنية الجينات السكانية ، بل يمكنه أيضًا إدخال تنوع جيني جديد للسكان في مواقع وموائل جيولوجية مختلفة.


طفره

الطفرات هي تغييرات في الحمض النووي للكائن الحي وهي محرك مهم للتنوع في السكان. تتطور الأنواع بسبب الطفرات المتراكمة بمرور الوقت. إن ظهور طفرات جديدة هو الطريقة الأكثر شيوعًا لإدخال التباين الوراثي والظاهري الجديد. بعض الطفرات غير مواتية أو ضارة ويتم القضاء عليها بسرعة من السكان عن طريق الانتقاء الطبيعي. البعض الآخر مفيد وسوف ينتشر بين السكان. يتم تحديد ما إذا كانت الطفرة مفيدة أم ضارة أم لا من خلال ما إذا كانت تساعد الكائن الحي على البقاء على قيد الحياة حتى النضج الجنسي والتكاثر. بعض الطفرات لا تفعل أي شيء ويمكن أن تبقى ، غير متأثرة بالانتقاء الطبيعي ، في الجينوم. يمكن أن يكون لبعضها تأثير كبير على الجين والنمط الظاهري الناتج.

التزاوج غير العشوائي

إذا تزاوج الأفراد مع أقرانهم بشكل غير عشوائي ، يمكن أن تكون النتيجة تغيرًا في عدد السكان. هناك العديد من الأسباب لحدوث التزاوج غير العشوائي. سبب واحد هو اختيار الشريك البسيط. على سبيل المثال ، قد تفضل إناث الطاووس الطاووس ذي الذيل الأكبر والأكثر إشراقًا. يختار الانتقاء الطبيعي السمات التي تؤدي إلى مزيد من اختيارات التزاوج للفرد. أحد الأشكال الشائعة لاختيار الشريك ، يسمى التزاوج المتنوع ، هو تفضيل الفرد للتزاوج مع شركاء يشبهونهم ظاهريًا.

سبب آخر للتزاوج غير العشوائي هو الموقع المادي. هذا صحيح بشكل خاص في عدد السكان الكبير المنتشرة على مسافات جغرافية شاسعة حيث لن يكون لجميع الأفراد وصول متساوٍ إلى بعضهم البعض. قد يكون البعض على بعد أميال عبر الغابات أو فوق التضاريس الوعرة ، بينما قد يعيش البعض الآخر على الفور في مكان قريب.

التباين البيئي

الجينات ليست هي الجهات الوحيدة المشاركة في تحديد التباين السكاني. تؤثر العوامل الأخرى ، مثل البيئة ((الشكل)) أيضًا على الأنماط الظاهرية. من المرجح أن تكون بشرة مرتادي الشواطئ أغمق من بشرة سكان المدينة ، على سبيل المثال ، بسبب التعرض المنتظم لأشعة الشمس ، وهو عامل بيئي. بالنسبة لبعض الأنواع ، تحدد البيئة بعض الخصائص الرئيسية ، مثل الجنس. على سبيل المثال ، لدى بعض السلاحف والزواحف الأخرى تحديد جنس يعتمد على درجة الحرارة (TSD). يعني TSD أن الأفراد يتطورون إلى ذكور إذا تم تحضين بيضهم ضمن نطاق درجة حرارة معينة ، أو إناث عند نطاق درجة حرارة مختلفة.


يمكن أن يؤدي الفصل الجغرافي بين السكان إلى اختلافات في التباين الظاهري بين تلك المجموعات السكانية. نرى هذا الاختلاف الجغرافي بين معظم السكان ويمكن أن يكون مهمًا. يمكننا أن نلاحظ نوعًا واحدًا من التباين الجغرافي ، وهو cline ، حيث أن الأنواع المعطاة & # 8217 السكان تختلف تدريجيًا عبر التدرج البيئي. تميل أنواع الحيوانات ذوات الدم الحار ، على سبيل المثال ، إلى امتلاك أجسام أكبر في المناخات الأكثر برودة بالقرب من قطبي الأرض ، مما يسمح لها بالحفاظ على الحرارة بشكل أفضل. هذا هو خط العرض. بدلاً من ذلك ، تميل النباتات المزهرة إلى الازدهار في أوقات مختلفة اعتمادًا على مكان وجودها على طول منحدر جبلي. هذا هو خط ارتفاعي.

إذا كان هناك تدفق جيني بين السكان ، فمن المحتمل أن يظهر الأفراد اختلافات تدريجية في النمط الظاهري على طول الخط. يمكن أن يؤدي تدفق الجينات المحدود ، بدلاً من ذلك ، إلى اختلافات مفاجئة ، وحتى الانتواع.

ملخص القسم

يمكن أن تسبب كل من العوامل الوراثية والبيئية تباينًا في النمط الظاهري في مجموعة سكانية. يمكن للأليلات المختلفة أن تمنح أنماطًا ظاهرية مختلفة ، ويمكن أن تتسبب البيئات المختلفة أيضًا في جعل الأفراد ينظرون أو يتصرفون بشكل مختلف. ومع ذلك ، يمكن فقط لتلك الاختلافات المشفرة في جينات الفرد أن تنتقل إلى نسله ، وبالتالي تكون هدفًا للانتقاء الطبيعي. يعمل الانتقاء الطبيعي عن طريق اختيار الأليلات التي تضفي صفات أو سلوكيات مفيدة ، بينما يتم الاختيار مقابل تلك الخاصة بالصفات الضارة. ينبع الانجراف الجيني من احتمال حدوث أن يكون لدى بعض الأفراد في الخط الجيني ذرية أكثر من غيرهم. عندما يغادر الأفراد أو ينضمون إلى السكان ، يمكن أن تتغير ترددات الأليل نتيجة لتدفق الجينات. قد تُدخل الطفرات في الحمض النووي للفرد تنوعًا جديدًا في مجموعة سكانية. يمكن أن تتغير ترددات الأليل أيضًا عندما لا يتزاوج الأفراد بشكل عشوائي مع الآخرين في المجموعة.

اتصالات فنية

(الشكل) هل تعتقد أن الانجراف الجيني سيحدث بسرعة أكبر في جزيرة أو في البر الرئيسي؟

(الشكل) من المحتمل أن يحدث الانجراف الجيني بسرعة أكبر في جزيرة حيث من المتوقع حدوث تجمعات أصغر.

إستجابة مجانية

صِف الموقف الذي قد يتعرض فيه السكان لتأثير الاختناق واشرح تأثير ذلك على مجموعة الجينات الخاصة بالسكان.

يقتل الإعصار نسبة كبيرة من السكان من القشريات التي تعيش على الرمال — فقط عدد قليل من الأفراد على قيد الحياة. تمثل الأليلات التي يحملها هؤلاء الأفراد الباقون على قيد الحياة مجموعة الجينات الخاصة بالسكان بأكملها. إذا كان هؤلاء الأفراد الناجون لا يمثلون السكان الأصليين ، فإن مجموعة الجينات بعد الإعصار ستختلف عن مجموعة الجينات الأصلية.

وصف الانتقاء الطبيعي وإعطاء مثال على الانتقاء الطبيعي في العمل في مجموعة سكانية.

تنبع نظرية الانتقاء الطبيعي من ملاحظة أن بعض الأفراد في المجتمع يعيشون لفترة أطول ولديهم ذرية أكثر من غيرهم: وبالتالي ، يتم نقل المزيد من جيناتهم إلى الجيل التالي. على سبيل المثال ، من المرجح أن يصبح ذكر الغوريلا الضخم والقوي أكثر بكثير من الرجل الأصغر والأضعف من أن يصبح الرجل الفضي للسكان: زعيم المجموعة الذي يتزاوج أكثر بكثير من غيره من الذكور في المجموعة. لذلك ، فإن قائد المجموعة سوف يكون أبًا أكثر من الأبناء الذين يتشاركون في نصف جيناته ومن المرجح أن يكبروا وأقوى مثل والدهم. بمرور الوقت ، ستزداد الجينات ذات الحجم الأكبر في التردد بين السكان ، ونتيجة لذلك ، سينمو متوسط ​​حجم الجسم ، في المتوسط.

اشرح ما هو cline وقدم أمثلة.

cline هو نوع من التباين الجغرافي الذي يُرى في مجموعات من نوع معين والتي تختلف تدريجيًا عبر التدرج البيئي. على سبيل المثال ، تميل الحيوانات ذوات الدم الحار إلى امتلاك أجسام أكبر في المناخات الأكثر برودة بالقرب من قطبي الأرض ، مما يسمح لها بالحفاظ على الحرارة بشكل أفضل. هذا يعتبر خط عرضي. تميل النباتات المزهرة إلى التفتح في أوقات مختلفة اعتمادًا على مكان وجودها على طول منحدر الجبل. يُعرف هذا باسم cline الطولي.

الحواشي

    A. J. Tipping وآخرون ، "الأدلة الجزيئية والأنساب لتأثير مؤسس في عائلات فقر الدم Fanconi من السكان الأفريكانيين في جنوب إفريقيا ،" PNAS 98 ، لا. 10 (2001): 5734-5739 ، دوى: 10.1073 / pnas.091402398.

قائمة المصطلحات


قانون Mendel & # 39s للفصل العنصري

تم اكتشاف العملية التي يتم من خلالها نقل الأليلات بواسطة جريجور مندل وصياغتها فيما يعرف بقانون مندل للفصل العنصري. تتضمن المفاهيم الأربعة الرئيسية للفصل الجيني: (1) وجود الجينات بأشكال مختلفة (الأليلات) ، (2) الأليلات المزدوجة موروثة ، (3) الأليلات منفصلة أثناء الانقسام الاختزالي وتوحد عند الإخصاب ، (4) عندما تكون الأليلات متغايرة الزيجوت ، أليل واحد هو السائد. قام مندل بهذا الاكتشاف من خلال دراسة الخصائص المختلفة لنباتات البازلاء ، أحدها كان لون البذور. يوجد جين لون البذور في نباتات البازلاء في شكلين. يوجد شكل واحد أو أليل للون البذرة الصفراء (Y) وآخر للون البذرة الخضراء (y). أليل واحد هو المسيطر والآخر متنحي. في هذا المثال ، يكون أليل لون البذرة الصفراء هو السائد والأليل الخاص بلون البذرة الخضراء متنحٍ. نظرًا لأن الكائنات الحية لها أليلين لكل سمة ، فعندما تكون أليلات الزوج متغايرة الزيجوت (Yy) ، يتم التعبير عن سمة الأليل السائدة ويتم إخفاء سمة الأليل المتنحية. البذور ذات التركيب الجيني لـ (YY) أو (Yy) صفراء ، بينما البذور (yy) خضراء.


مادة الاحياء

1. نسخة من الجين تسمى أ (ن)
النمط النووي.
جسيم جسدي.
أليل.
النمط الظاهري.

2. إذا كان الأب مصابًا بحالة سائدة مرتبطة بالصبغي X ولم تكن الأم كذلك ، فمن الأطفال الذين يمكن أن يرثوا هذه الحالة؟
فقط من الذكور
كل من الذكور والإناث
الإناث فقط
لا ذكور ولا إناث

3. إذا كانت الأم مصابة بحالة سائدة مرتبطة بالكروموسوم X والأب ليس كذلك ، فمن الأطفال الذين يمكن أن يرثوا هذه الحالة؟

لا ذكور ولا إناث
فقط من الذكور
الإناث فقط
كل من الذكور والإناث

4. كيف ترث الأنثى عمى الألوان الأحمر والأخضر؟

والدتها حامل ، ووالدها لديه الشرط.
لا يمكن للإناث أن ترث عمى الألوان الأحمر والأخضر.
والدتها ليست ناقلة ، ووالدها لديه الشرط.
والدتها حاملة ووالدها غير مصاب.

5. يتم تلقيح نبات البازلاء طويل القامة مع نبات البازلاء الطويل غير المتجانسة. استخدم مربع Punnett لتحديد احتمالية أن يرث النسل أليلًا قصيرًا متنحيًا.

نحن لا نقوم بواجبك المنزلي نيابة عنك. على الرغم من أن الأمر قد يتطلب المزيد من الجهد للقيام بالعمل بمفردك ، إلا أنك ستستفيد أكثر من مجهودك. سنكون سعداء لتقييم عملك بالرغم من ذلك.


طفره

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

طفره، تغيير في المادة الجينية (الجينوم) لخلية كائن حي أو فيروس دائم إلى حد ما ويمكن أن ينتقل إلى الخلية أو أحفاد الفيروس. (تتكون جميع جينومات الكائنات الحية من DNA ، في حين أن الجينومات الفيروسية يمكن أن تكون من DNA أو RNA. انظر الوراثة: الأساس المادي للوراثة.) الطفرة في الحمض النووي لخلية جسم كائن متعدد الخلايا (طفرة جسدية) يمكن أن تنتقل إلى الخلايا المتحدرة عن طريق تكرار الحمض النووي وبالتالي ينتج عنها قطاع أو رقعة من الخلايا لها وظيفة غير طبيعية ، على سبيل المثال السرطان. قد تؤدي الطفرات في خلايا البويضة أو الحيوانات المنوية (الطفرات الجرثومية) إلى ذرية تحمل جميع خلاياها الطفرة ، والتي غالبًا ما تؤدي إلى حدوث خلل وظيفي خطير ، كما هو الحال في حالة مرض وراثي بشري مثل التليف الكيسي. تنتج الطفرات إما من الحوادث أثناء المعاملات الكيميائية العادية للحمض النووي ، غالبًا أثناء النسخ المتماثل ، أو من التعرض للإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة (على سبيل المثال ، الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية) أو إشعاع الجسيمات أو المواد الكيميائية شديدة التفاعل في البيئة. نظرًا لأن الطفرات عبارة عن تغييرات عشوائية ، فمن المتوقع أن تكون ضارة في الغالب ، ولكن قد يكون بعضها مفيدًا في بيئات معينة. بشكل عام ، الطفرة هي المصدر الرئيسي للتنوع الجيني ، وهو المادة الخام للتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي.

كيف تنتقل الطفرات إلى النسل؟

يرث النسل الفردي الطفرات فقط عندما تكون الطفرات موجودة في بويضة الوالدين أو خلايا الحيوانات المنوية (الطفرات الجرثومية). ستحمل جميع خلايا النسل الحمض النووي الطافر ، والذي غالبًا ما يتسبب في بعض الأعطال الخطيرة ، كما هو الحال في حالة مرض وراثي بشري مثل التليف الكيسي.

لماذا تحدث الطفرة؟

تحدث الطفرات في الحمض النووي لأسباب مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن للعوامل البيئية ، مثل التعرض للأشعة فوق البنفسجية أو مواد كيميائية معينة ، إحداث تغييرات في تسلسل الحمض النووي. يمكن أن تحدث الطفرات أيضًا بسبب عوامل وراثية.

ما هي النقاط الساخنة للطفرات؟

Mutation hotspots (or mutational hotspots) are segments of DNA that are especially prone to genetic alteration. The increased susceptibility of these areas of DNA to mutation is attributed to interactions between mutation-inducing factors, the structure and function of the DNA sequence, and enzymes involved in DNA repair, replication, and modification.

The genome is composed of one to several long molecules of DNA, and mutation can occur potentially anywhere on these molecules at any time. The most serious changes take place in the functional units of DNA, the genes. A mutated form of a gene is called a mutantallele. A gene is typically composed of a regulatory region, which is responsible for turning the gene’s transcription on and off at the appropriate times during development, and a coding region, which carries the genetic code for the structure of a functional molecule, generally a protein. A protein is a chain of usually several hundred amino acids. Cells make 20 common amino acids, and it is the unique number and sequence of these that give a protein its specific function. Each amino acid is encoded by a unique sequence, or codon, of three of the four possible base pairs in the DNA (A–T, T–A, G–C, and C–G, the individual letters referring to the four nitrogenous bases adenine, thymine, guanine, and cytosine). Hence, a mutation that changes DNA sequence can change amino acid sequence and in this way potentially reduce or inactivate a protein’s function. A change in the DNA sequence of a gene’s regulatory region can adversely affect the timing and availability of the gene’s protein and also lead to serious cellular malfunction. On the other hand, many mutations are silent, showing no obvious effect at the functional level. Some silent mutations are in the DNA between genes, or they are of a type that results in no significant amino acid changes.

Mutations are of several types. Changes within genes are called point mutations. The simplest kinds are changes to single base pairs, called base-pair substitutions. Many of these substitute an incorrect amino acid in the corresponding position in the encoded protein, and of these a large proportion result in altered protein function. Some base-pair substitutions produce a stop codon. Normally, when a stop codon occurs at the end of a gene, it stops protein synthesis, but, when it occurs in an abnormal position, it can result in a truncated and nonfunctional protein. Another type of simple change, the deletion or insertion of single base pairs, generally has a profound effect on the protein because the protein’s synthesis, which is carried out by the reading of triplet codons in a linear fashion from one end of the gene to the other, is thrown off. This change leads to a frameshift in reading the gene such that all amino acids are incorrect from the mutation onward. More-complex combinations of base substitutions, insertions, and deletions can also be observed in some mutant genes.

Mutations that span more than one gene are called chromosomal mutations because they affect the structure, function, and inheritance of whole DNA molecules (microscopically visible in a coiled state as chromosomes). Often these chromosome mutations result from one or more coincident breaks in the DNA molecules of the genome (possibly from exposure to energetic radiation), followed in some cases by faulty rejoining. Some outcomes are large-scale deletions, duplications, inversions, and translocations. In a diploid species (a species, such as human beings, that has a double set of chromosomes in the nucleus of each cell), deletions and duplications alter gene balance and often result in abnormality. Inversions and translocations involve no loss or gain and are functionally normal unless a break occurs within a gene. However, at meiosis (the specialized nuclear divisions that take place during the production of gametes—i.e., eggs and sperm), faulty pairing of an inverted or translocated chromosome set with a normal set can result in gametes and hence progeny with duplications and deletions.

Loss or gain of whole chromosomes results in a condition called aneuploidy. One familiar result of aneuploidy is Down syndrome, a chromosomal disorder in which humans are born with an extra chromosome 21 (and hence bear three copies of that chromosome instead of the usual two). Another type of chromosome mutation is the gain or loss of whole chromosome sets. Gain of sets results in polyploidy—that is, the presence of three, four, or more chromosome sets instead of the usual two. Polyploidy has been a significant force in the evolution of new species of plants and animals. (أنظر أيضا evolution: Polyploidy.)

Most genomes contain mobile DNA elements that move from one location to another. The movement of these elements can cause mutation, either because the element arrives in some crucial location, such as within a gene, or because it promotes large-scale chromosome mutations via recombination between pairs of mobile elements in different locations.

At the level of whole populations of organisms, mutation can be viewed as a constantly dripping faucet introducing mutant alleles into the population, a concept described as mutational pressure. The rate of mutation differs for different genes and organisms. In RNA viruses, such as the human immunodeficiency virus (HIV ارى AIDS), replication of the genome takes place within the host cell using a mechanism that is prone to error. Hence, mutation rates in such viruses are high. In general, however, the fate of individual mutant alleles is never certain. Most are eliminated by chance. In some cases a mutant allele can increase in frequency by chance, and then individuals expressing the allele can be subject to selection, either positive or negative. Hence, for any one gene the frequency of a mutant allele in a population is determined by a combination of mutational pressure, selection, and chance.


شروط البيولوجيا ذات الصلة

  • متماثل – An individual with two of the same allele, as opposed to heterozygous individuals which have two different alleles.
  • Mutation – The replacement of a nucleic acid base in a gene with another nucleic acid, multiple nucleic acids, or the deletion of the nucleic acid altogether.
  • رعاف – When multiple genes produce an effect on the same trait, a fact true of most traits even if it is hard to see.

1. A mutation arises in a gene that causes a very minor change in the protein produced. The changes are so minor that the protein functions in practically the same way. So, although a new allele was produced, it is not that much different from the wild-type, or most common allele. Will this allele persist in the population?
أ. نعم
ب. لا
ج. يمكن

2. In some genes with multiple alleles, when the alleles are together in a genotype they express their influence equally in the phenotype. This is known as incomplete dominance. However, other alleles in the population may not express themselves equally, and are considered recessive. If an organism with two dominant alleles and an incompletely dominant phenotype breeds with an organism with two recessive alleles, what will the offspring look like?
أ. They will look like one or the other dominant alleles.
ب. They will be something in between the two parents.
ج. They will also show incomplete dominance.

3. Often, breeders of animals aim to breed “true” lines. This means that generation after generation, the animals will look almost exactly the same, and the number of different alleles in a population is reduced. Why would this be important for scientific research?
أ. It is not important.
ب. Stable organisms ensure that the experiment can be repeated.
ج. More variety is good for research.


شاهد الفيديو: أغرب الأزواج غير العاديين في العالم. من الصعب تصديق وجودهم!! (قد 2022).