遺伝的多様性の原因、原因および例



の 遺伝的多様性 それは集団に存在する遺伝物質に関しての全ての違いを含みます。この変異は、組み換えの結果を並べ替えることによって、そして種の集団間の遺伝子流動によって、遺伝子を修飾する新しい突然変異から生じる.

進化生物学では、個体群の変動は条件です 正弦波 進化的変化を引き起こすメカニズムが機能するように。集団遺伝学では、「進化」という用語は、対立遺伝子頻度の経時的な変化として定義され、異なる対立遺伝子がない場合、集団は進化できません。.

変動は組織のすべてのレベルで存在し、規模が小さくなるにつれて変動は大きくなります。行動、形態、生理、細胞、タンパク質の配列、DNA塩基の配列に違いがあります。.

例えば、ヒトの集団では、表現型によって多様性を観察することができます。すべての人が物理的に同じというわけではなく、それぞれがそれを特徴付ける特性（たとえば、目の色、身長、肌の色）を持っています。そしてこの変動性は遺伝子のレベルでも見られます.

今日では、非常に短時間でこの変動を実証することを可能にする大量のＤＮＡ配列決定の方法がある。実際、何年かの間、ヒトゲノム全体がすでに知られています。また、分析に組み込むことができる強力な統計的ツールがあります.

索引

  • 1遺伝物質
  • 2変動の原因と原因
    • 2.1突然変異
    • 2.2変異の種類
    • 2.3すべての突然変異は悪影響を及ぼしますか?
    • 2.4変異はどのように発生するのか?
    • 2.5突然変異はランダムです
    • 2.6突然変異の例
    • 2.7組み換え
    • 2.8遺伝子フロー
  • 3私たちが見ているすべての変動は遺伝的なものです?
  • 4遺伝的多様性の例
    • 4.1進化の変化：蛾Biston betularia
    • 4.2遺伝的変異の少ない自然集団
  • 5参考文献

遺伝物質

遺伝的多様性の概念を掘り下げる前に、遺伝物質のいくつかの側面について明確にすることが必要です。 RNAを使用する少数のウイルスを除いて、地球に生息するすべての有機体はDNA分子を材料として使用します。.

これは、対になるようにグループ化されたヌクレオチドによって形成された長鎖であり、そして生物を作り出しそして維持するための全ての情報を有する。ヒトゲノムには、およそ3.2 x 10があります。9 塩基対.

しかし、たとえそれらが同じ種に属していても、あるいはそれらが密接に関連していても、すべての生物のすべての遺伝物質が同じというわけではありません。.

染色体は、いくつかのレベルで圧縮された、長いDNA鎖から形成された構造です。遺伝子は、染色体に沿って特定の場所（遺伝子座、複数遺伝子座と呼ばれる）に位置し、タンパク質または調節の特徴であり得る表現型に翻訳される。.

真核生物では、細胞に含まれるDNAのほんのわずかな割合がタンパク質をコードし、非コードDNAの他の部分は重要な生物学的機能を持ち、主に調節的.

変動の原因と原因

有機体の集団には、遺伝的レベルの変動をもたらす力がいくつかあります。これらは、突然変異、組換え、遺伝子の流れです。次に、各ソースについて詳しく説明します。

突然変異

この用語は、1901年からHugo de Vriesが突然変異を「分離または組み換えのプロセスでは説明できない遺伝物質の変化」と定義している日付です。.

突然変異は遺伝物質の変化であり、永久的かつ遺伝的です。次のセクションで扱うことになる広い分類があります。.

突然変異の種類

- 点突然変異： ＤＮＡの合成における誤り、または材料に対する損傷の修復中の誤りは点突然変異を引き起こす可能性がある。これらはDNA配列中の塩基対の置換であり、そして新しい対立遺伝子の生成に寄与する.

-トランジションとトランスバージョン： 変化する基底の種類に応じて、トランジションまたはトランスバージョンについて話すことができます。遷移は、プリンによるプリンとピリミジンによるピリミジンという同じタイプの基本的な変化を意味します。転換は異なるタイプの変化を伴う.

- 同義および非同義の突然変異：2種類の点突然変異があります。前者の場合、DNAの変化はアミノ酸の種類の変化をもたらさない（遺伝暗号の縮重のおかげで）が、タンパク質中のアミノ酸残基の変化をもたらすのであれば同義ではない。.

- 染色体反転： 突然変異はまた、長いＤＮＡセグメントを含み得る。このタイプでは、主な結果は鎖の切断によって引き起こされる遺伝子の順序の変更です。.

- 遺伝子重複： 細胞分裂の過程で等しくない架橋が起こると、遺伝子が重複して余分なコピーを作り出す可能性がある。この余分な遺伝子は自由に変異させることができ、新しい機能を獲得することができるので、このプロセスはゲノムの進化に不可欠です。.

- 倍数性： 植物では、有糸分裂または減数分裂の細胞分裂過程でエラーが発生することが一般的であり、染色体の完全なセットが追加されます。不適合のためにすぐに新種の形成につながるので、このイベントは植物の種分化の​​プロセスに関連しています.

- オープンリーディングフレームを走らせる突然変異. 突然変異は3の倍数ではない数を追加または削除した場合、DNAは3×3で読み込まれ、読み枠が影響を受けます.

すべての突然変異は悪影響を及ぼしますか?

分子進化の中立理論によると、ゲノムに固定されている変異のほとんどは中立的です。.

通常、この単語はすぐに悪影響を受けますが、多くの変異は保有者に大きな悪影響を及ぼします - かなりの数の変異は中立的であり、少数の変異は有益です。.

突然変異はどのように発生するのか?

突然変異は自発的な起源を持っているか、または環境によって引き起こされることがあります。 DNAの成分であるプリンとピリミドは化学的に不安定なため、自然突然変異を起こします。.

自然発生的な点突然変異の一般的な原因は、DNA二重らせん中のウラシルに移行するシトシンの脱アミノ化です。したがって、そのＤＮＡが１つの位置にＡＴ対を有していた細胞内で数回複製した後、それはＣＧ対に置き換えられる。.

さらに、DNAが複製しているときにエラーが発生します。プロセスが非常に忠実に実行されるのは事実ですが、エラーがないわけではありません。.

その一方で、生物の突然変異率を高める物質があるので、突然変異誘発物質と呼ばれています。これらには、EMSなどの一連の化学物質や電離放射線も含まれます。.

一般に、化学物質は点突然変異を引き起こしますが、放射線は染色体レベルで重大な欠陥をもたらします.

突然変異はランダムです

突然変異はランダムまたはランダムに発生します。このことは、必要に応じてDNAの変化が起こらないことを意味します。.

例えば、ある集団のウサギがますます低い温度にさらされる場合、選択圧は突然変異を引き起こさないだろう。ウサギの毛皮の厚さに関連した突然変異の発生が起こると、これは暖かい気候でも同じように起こります.

言い換えれば、ニーズは突然変異の原因ではありません。ランダムに発生し、より良い生殖能力を有する個体を提供する突然変異は、集団におけるその頻度を増加させるでしょう。これが自然選択のしくみです。.

突然変異の例

鎌状赤血球貧血は、赤血球または赤血球の形をゆがめ、突然変異を持っている人の酸素輸送に致命的な結果をもたらす遺伝性の状態です。アフリカ系の人口では、状態は500人に1人に影響を及ぼします.

病気の赤血球を見るとき、あなたは健康なものと比較して、変化が非常に重要であると結論づけるために専門家である必要はありません。赤血球は硬い構造になり、毛細血管を通るそれらの通過を妨げ、そしてそれらが通過するにつれて血管および他の組織を損傷する。.

しかしながら、この病気を引き起こす突然変異はベータグロビンの鎖の6番目の位置のバリンによってアミノ酸グルタミン酸を変えるDNAの点突然変異です.

組み換え

組み換えは、減数分裂中の腸内および父方の染色体からのDNAの交換として定義される。この過程はすべての生物に事実上存在し、DNA修復と細胞分裂の基本的な現象です。.

新規な遺伝的組み合わせの創製のおかげで、組換えは適応プロセスを促進するので、組換えは進化生物学における重要な出来事である。しかし、それは欠点があります：それは対立遺伝子の有利な組み合わせを破る.

さらに、それは規制されたプロセスではなく、ゲノム全体にわたって、分類群において、男女間、個体群間などで多様である。.

組換えは遺伝性の形質であり、いくつかの集団はそれに対する相加的変異を有し、そして実験室で行われた実験における選択に応答することができる。.

この現象は温度を含む幅広い環境変数によって変化します。.

さらに、組み換えは、感染に大きく影響するプロセスです。 フィットネス 個人の例えば、ヒトでは、組み換え率が変わると染色体に異常が発生し、保因者の受胎能が低下します.

遺伝子フロー

集団には、他の集団から来た個人が到着する可能性があり、到着集団の対立遺伝子頻度を変更している。このため、移住は進化力と見なされています.

ある集団が対立遺伝子を設定したとします。 A, これは、集団の一部であるすべての生物がホモ接合状態で対立遺伝子を持っていることを示しています。特定の移住者がそのアレルを保有している場合 ある, そして原住民と一緒に繁殖すると、応答は遺伝的多様性の増加になる.

私たちが見ているすべての変動は遺伝的なものです?

いいえ、我々が生きている生物の集団で観察するすべての変動性が遺伝的基礎を持っているわけではありません。進化生物学で広く使われている、遺伝率と呼ばれる用語があります。このパラメータは、遺伝的変異による表現型の変動の割合を定量化します.

数学的には、これは次のように表されます。2 = VG /（VG + VE）この方程式を分析すると、私たちが見る変動のすべてが遺伝的要因によるものであれば、その値は1になることがわかります。.

しかし、環境も表現型に影響を与えます。 「反応標準」は、同一の遺伝子型が環境勾配（温度、pH、湿度など）に沿ってどのように変化するかを表します。.

同様に、チャネリングプロセスによって、異なる遺伝子型を同じ表現型の下に提示することができます。この現象は、遺伝的変異の発現を防ぐ開発バッファーとして機能します。.

遺伝的多様性の例

進化の変化：蛾 Bistonベツラリア

自然選択による進化の典型的な例は蛾の場合です。 Bistonベツラリア そして産業革命。この鱗翅目は2つの異なる色彩、1つは明るい色と1つは暗い色.

この遺伝的変異の存在のおかげで - そしてそれがそれに関連していたということ - フィットネス 個人の場合、その特性は自然淘汰によって進化する可能性があります。革命前は、蛾は白樺の澄んだ樹皮に簡単に隠れていました.

汚染の増加とともに、木の樹皮は黒くなりました。このように、今や暗い蛾は透明なものと比較して利点を持っていました：彼らははるかによく隠れることができて、明るいものより少ない割合で消費されました。このように、革命の間に、黒い蛾は頻度で増加しました.

遺伝的変異の少ない自然集団

チーターまたはチーター（Acinonyx jubatus）その様式化された形態とそれが達成する信じられないほどのスピードで知られている猫です。この系統は、更新世において「ボトルネック」として進化論的に知られている現象を被った。人口のこの劇的な減少は、人口の変動の損失をもたらしました.

今日では、種の構成員間の遺伝的差異は驚くほど低い値に達しています。例えば、一部のメンバーを駆除するウイルスに攻撃された場合、それらすべてを駆除できた可能性が非常に高いため、この事実は種の将来にとって問題となります。.

言い換えれば、彼らは適応する能力を持っていません。これらの理由から、集団内に十分な遺伝的変異があることは非常に重要です。.

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