АЛЛЕЛЬ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ВИДЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

В аллели различных вариантов или альтернативные способы , в которых может возникнуть ген. Каждый аллель может проявляться в виде отдельного фенотипа, например цвета глаз или группы крови.

На хромосомах гены расположены в физических областях, называемых локусами. У организмов с двумя наборами хромосом (диплоидов) аллели расположены в одном локусе.

Коричневый цвет глаз связан с доминантным аллелем. Источник: pixabay.com

Аллели могут быть доминантными или рецессивными, в зависимости от их поведения в гетерозиготном организме. Если мы находимся в случае полного доминирования, доминантный аллель будет выражен в фенотипе, а рецессивный аллель будет скрыт.

Изучение частот аллелей в популяциях оказало заметное влияние на эволюционную биологию.

Определение аллеля

Генетический материал делится на гены, которые представляют собой сегменты ДНК, определяющие фенотипические характеристики. Обладая двумя идентичными наборами хромосом, диплоидные организмы обладают двумя копиями каждого гена, называемыми аллелями, расположенными в одном и том же положении пар идентичных хромосом или гомологичными.

Аллели часто различаются последовательностью азотистых оснований в ДНК. Хотя эти различия небольшие, они могут вызывать очевидные фенотипические различия. Например, они различают цвет волос и глаз. Они могут даже вызывать проявление наследственных заболеваний.

Расположение аллеля

Примечательной особенностью растений и животных является половое размножение. Это подразумевает производство женских и мужских гамет. Женские гаметы находятся в семязачатках. У растений мужские гаметы находятся в пыльце. У животных, в сперме

Генетический материал или ДНК находится на хромосомах, которые представляют собой удлиненные структуры внутри клеток.

У растений и животных есть два или более идентичных набора хромосом, один из которых происходит от мужской гаметы, а другой от женской гаметы, которая дала им начало в результате оплодотворения. Таким образом, аллели находятся в ДНК, внутри ядра клетки.

Открытие аллелей

Примерно в 1865 году в австрийском монастыре монах Григорий Мендель (1822–1884) экспериментировал с кроссами гороха. Анализируя пропорции растений с семенами разных характеристик, он открыл три основных закона генетической наследственности, носящие его имя.

Во времена Менделя о генах ничего не было известно. Следовательно, Мендель предположил, что растения передают какое-то вещество своему потомству. Сегодня это «вещество» известно как аллели. Работа Менделя оставалась незамеченной, пока в 1900 году ее не раскрыл голландский ботаник Гуго де Врис.

Современная биология опирается на три основных столпа. Первая - это биномиальная номенклатурная система Карлоса Линнео (1707-1778), предложенная в его работе Systema Naturae (1758). Вторая - теория эволюции Карлоса Дарвина (1809-1892), предложенная в его работе «Происхождение видов» (1859). Второй - работа Менделя.

Типы аллелей

Каждая пара аллелей представляет собой генотип. Генотипы являются гомозиготными, если оба аллеля идентичны, и гетерозиготными, если они различны. Когда аллели различны, один из них может быть доминантным, а другой - рецессивным, причем фенотипические характеристики определяются доминирующим.

Вариации аллельной ДНК не обязательно приводят к фенотипическим изменениям. Аллели также могут быть кодоминантными, оба влияя на фенотип с одинаковой интенсивностью, но по-разному. Кроме того, на фенотипическую характеристику может влиять более чем одна пара аллелей.

рекомбинация

Появление в следующем поколении различных генотипов или комбинаций аллелей называется рекомбинацией. Воздействуя на большое количество генов, этот процесс вызывает генетические вариации, что позволяет каждому человеку, полученному в результате полового размножения, быть генетически уникальным.

Фенотипическая изменчивость, вызванная рекомбинацией, необходима для адаптации популяций растений и животных к своей естественной среде обитания. Эта среда изменчива как в пространстве, так и во времени. Рекомбинация гарантирует, что всегда найдутся люди, хорошо адаптированные к условиям каждого места и момента.

Частота аллелей

Доля генотипов пары аллелей в популяции равна p ² + 2 pq + q ² = 1, где p ² представляет собой долю особей, гомозиготных по первому аллелю, 2 pq - долю гетерозиготных особей, а q ² - доля гомозиготных особей по второму аллелю. Это математическое выражение известно как закон Харди-Вайнберга.

Почему меняются частоты аллелей?

В свете популяционной генетики определение эволюции подразумевает изменение частот аллелей во времени.

Частота аллелей в популяции меняется от поколения к поколению в результате естественного или случайного отбора. Это известно как микроэволюция. Длительная микроэволюция может привести к макроэволюции или появлению новых видов. Случайная микроэволюция вызывает генетический дрейф.

В небольших популяциях частота аллеля может случайно увеличиваться или уменьшаться от поколения к поколению. Если изменение в одном направлении повторяется в последовательных поколениях, все члены популяции могут стать гомозиготными по данным аллелям.

Когда небольшое количество особей колонизирует новую территорию, они несут с собой частоту аллелей, которая случайно может отличаться от таковой у исходной популяции. Это известно как эффект основателя. В сочетании с генетическим дрейфом это может случайно привести к потере или фиксации определенных аллелей.

Аллели и болезни

Альбинизм, муковисцидоз и фенилкетонурия возникают из-за унаследованных двух рецессивных аллелей одного и того же гена. Если дефектный аллель находится на Х-хромосоме, как в случае зеленой дальтонизма и синдрома ломкой Х-хромосомы, заболевание поражает только мужской пол.

Другие заболевания, такие как псевдоахондропластическая карликовость и синдром Хантингтона, возникают, когда человек наследует доминантный аллель. То есть патологические состояния могут проявляться как доминантные или рецессивные аллели.

Ссылки

1. Эдельсон, Э. 1999. Грегор Мендель и корни генетики. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк.
2. Фриман, С., Херрон, Дж. С. 1998. Эволюционный анализ. Пирсон Прентис и Холл, Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси.
3. Гриффитс, AJF, Сузуки, Д. Т., Миллер, Дж. Х., Левонтин, Р. К., Гелбарт, В. М. 2000. Введение в генетический анализ. WH Freeman & Co., Нью-Йорк.
4. Хэпгуд, Ф. 1979. Почему существуют мужчины - исследование эволюции пола. Уильям Морроу и компания, Нью-Йорк.
5. Клуг, WS, Каммингс, MR, Спенсер, Калифорния, 2006. Концепции генетики. Пирсон Прентис и Холл, Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси.
6. Mange, EJ, Mange, AP 1999. Основы генетики человека. Sinauer Associates, Сандерленд, Массачусетс.
7. Майр, Э. 2001. Что такое эволюция? Orion Books, Лондон.
8. Робинсон, Т.Р. 2010. Генетика для чайников. Уайли, Хобокен, Нью-Джерси.