Определение нескольких аллелей
Несколько аллелей существуют в Население когда есть много вариаций ген подарок. В организмах с двумя копиями каждого гена, также известного как диплоид организмов, каждый организм обладает способностью экспрессировать два аллеля одновременно. Они могут быть одинаковыми аллель, который называется гомозиготным генотип, Альтернативно, генотип может состоять из аллелей разных типов, известных как гетерозиготный генотип. гаплоидных организмы и клетки имеют только одну копию гена, но популяция может иметь много аллелей.
Как в гаплоидных, так и в диплоидных организмах новые аллели создаются спонтанными мутациями. Эти мутации могут возникать различными способами, но эффект представляет собой другую последовательность нуклеиновая кислота базы в ДНК. генетический код «читается» как серия кодонов или триплетов оснований нуклеиновых кислот, которые соответствуют индивидуальным аминокислоты, мутация вызывает изменение последовательности аминокислот, либо простым, либо радикальным образом. Простые изменения, которые затрагивают только несколько аминокислот, могут продуцировать множество аллелей в популяции, все из которых функционируют почти одинаково, только в разной степени. Другие мутации вызывают большие изменения в созданном белке, и он не будет функционировать вообще. Другие мутации приводят к появлению новых форм белка, которые могут позволить организмам развивать новые пути, структуру и функции.
Большую часть времени ученые сосредотачиваются на фенотипах, которые создаются определенными аллелями, и все аллели классифицируются по фенотипам, которые они создают. Тем не менее, данный фенотип может быть вызвано большим количеством мутаций. Хотя у людей тысячи генов, у них более 3 миллиардов пар оснований. Это означает, что каждый ген состоит из множества пар оснований. Мутация в любом базовая пара может вызвать новый аллель.
Множественные аллели по-разному комбинируются в популяции и продуцируют разные фенотипы. Эти фенотипы вызваны белками, кодируемыми различными аллелями. Хотя каждый ген кодирует один и тот же тип белка, разные аллели могут вызывать высокую вариабельность функционирования этих белков. Тот факт, что белок функционирует с большей или меньшей скоростью, не делает его хорошим или плохим. Это определяется суммой взаимодействий всех белков, вырабатываемых в организме, и воздействий окружающей среды на эти белки. Некоторые организмы, управляемые несколькими аллелями в различных генах, добиваются большего успеха, чем другие, и могут воспроизводить больше. Это основа естественный отбор и как новые мутации возникают и новые линии генетика рождены источником вид происходит.
Примеры нескольких аллелей
Цвет шерсти у кошек
У домашних кошек разведение происходило в течение тысячелетий, выбирая разные и разные окрасы шерсти. Кошек можно увидеть с длинными волосами, короткими волосами и без шерсти. Есть гены, которые определяют, будут ли у кошки волосы. Есть несколько аллелей для этого гена, некоторые из которых производят безволосых кошек, а некоторые производят кошек с шерстью. Другой ген регулирует длину волос. У длинношерстных кошек есть два рецессивных аллеля, в то время как у доминирующего аллеля будут короткие волосы.
Другие гены контролируют цвет шерсти. Существует ген для нескольких цветов пигмента: красный, черный и коричневый. Каждый ген имеет несколько аллелей в популяции, которые экспрессируют белок, ответственный за образование пигмента. Каждый аллель изменяет способ работы белка и, следовательно, экспрессию пигмента у кошки. Другие гены, аналогичным образом, контролируют черты кудрявости, затенения, узоров и даже текстуры. Количество комбинаций и выражений разных генотипов вместе создает почти бесконечное разнообразие кейтов. По этой причине заводчики кошек в течение тысячелетий успешно пытались создать новые и странные разновидности кошек и собак в этом отношении. Даже при наличии только 4 аллелей между двумя родителями на каждый ген, разнообразие может быть невероятным. Просто посмотрите на котят на фото выше. Все эти котята пришли от одних и тех же родителей.
Плодовые мошки
В 2000 году ученому наконец удалось составить карту сложного генома обыкновенной плодовой мухи Drosophilia melanogaster. Плодовая муха была и остается ценным лабораторным животным из-за его высокой скорости размножения и простоты хранения и анализа большого количества мух. Приблизительно в 165 миллионах пар оснований ДНК плодовой мухи намного меньше, чем у человека. В то время как у человека 23 хромосомы, у плодовой мухи только 4. Тем не менее, только в 4 хромосомах существует около 17 000 генов. Каждый ген контролирует различные аспекты мухи и подвержен мутациям и возникновению новых аллелей.
На картинке выше, все мухи одного и того же вида Drosophilia melanogaster. Различия между мухами вызваны множеством аллелей разных генов. Например, ген цвета глаз определяет, будет ли у мухи оранжевый / коричневый глаз, красный глаз или белый глаз. Белые и оранжевые аллели рецессивны по отношению к аллелю красных глаз дикого типа. У двух мух наверху тела дикого типа, загар с темными полосами. В гене, который контролирует цвет тела, присутствуют два других аллеля. Крайняя правая муха демонстрирует гомозиготный рецессивный генотип, вызывающий темное тело. Три мухи на дне показывают другой гомозиготный рецессивный генотип, мутацию желтого тела.
Другие черты включают в себя все, от того, как формируются крылья, до формы усиков, до ферментов, вырабатываемых в слюне мухи. Хотя 17 000 генов может показаться не таким большим количеством, общее количество аллелей в популяции делает общее разнообразие намного выше, чем это. Каждый недавно мутированный аллель добавляет еще одну комбинацию к почти бесконечному пулу генетического разнообразия.
- Гомозиготными – индивидуум с двумя одинаковыми аллелями, в отличие от гетерозиготных индивидуумов, которые имеют два разных аллеля.
- перегласовка – Замена основания нуклеиновой кислоты в гене другой нуклеиновой кислотой, несколькими нуклеиновыми кислотами или удаление нуклеиновой кислоты в целом.
- эпистаз – Когда несколько генов оказывают влияние на одну и ту же черту, это верно для большинства черт, даже если это трудно увидеть.
викторина
1. В гене возникает мутация, которая вызывает очень незначительные изменения в произведенном белке. Изменения настолько незначительны, что белок функционирует практически одинаково. Таким образом, хотя был получен новый аллель, он не сильно отличается от дикого типа или наиболее распространенного аллеля. Будет ли этот аллель сохраняться в популяции?A. даB. нетC. Может быть
Ответ на вопрос № 1
С верно. Хотя прямого аллеля непосредственно нет, но вероятность того, что он останется в популяции, находится в руках организмов, в которых он присутствует. Если они успешно размножаются, аллель может быть передан, но есть вероятность, что он не будет передано Это случайное изменение частоты аллелей просто случайно, известно как генетический дрейф,
2. В некоторых генах с несколькими аллелями, когда аллели находятся вместе в генотипе, они одинаково выражают свое влияние в фенотипе. Это известно как неполное доминирование, Однако другие аллели в популяции могут не проявлять себя одинаково и считаются рецессивными. Если организм с двумя доминирующими аллелями и не полностью доминирующим фенотипом размножается с организмом с двумя рецессивными аллелями, как будет выглядеть потомство?A. Они будут выглядеть как те или иные доминантные аллели.B. Они будут чем-то средним между двумя родителями.C. Они также покажут неполное доминирование.
Ответ на вопрос № 2
верно. Чтобы решить эту проблему, нарисуйте Площадь Пуннетта, Маркируйте топ с гомозиготным рецессивным генотипом. Давайте скажем «GG». Доминирующему гетерозиготному организму можно дать две заглавные буквы «PW». Неважно, если буквы одинаковы, мы просто хотим знать, какие из них являются доминирующими, а какие рецессивными. Заполнив квадраты, вы найдете 2 генотипа «Pg» и два генотипа «Wg». Помните, что «g» является рецессивным, и поэтому не будет видно в фенотипе. Таким образом, мы увидим потомство, которое демонстрирует признаки того или иного доминантного аллеля, данного гетерозиготным доминантным родителем.
3. Часто заводчики животных стремятся к разведению «настоящих» линий. Это означает, что из поколения в поколение животные будут выглядеть практически одинаково, а количество различных аллелей в популяции уменьшается. Почему это важно для научных исследований?A. Это не важно.B. Стабильные организмы гарантируют, что эксперимент можно повторить.C. Больше разнообразия полезно для исследований.
Ответ на вопрос № 3
В верно. В исследовательской среде вы хотите как можно меньше вариаций. Это делает ваши результаты более значимыми. Если линии выведены «истинно», то организмы можно разводить в течение нескольких поколений и давать те же результаты, что и при начале экспериментов. Без этого снижения вариации через искусственный отбор многие эксперименты не могут быть воспроизведены. Возможность воспроизвести эксперимент – основа всей хорошей науки.