KAS IR GĒNU FONDS? - BIOLOĢIJA - 2025

Genofonds ir termins, ko izmanto iedzīvotāju ģenētika, lai aprakstītu kopumu alēļu veikto visas personas, kas ir daļa no iedzīvotājiem. To sauc arī par gēnu fondu vai “gēnu fondu”.

Tādā pašā veidā katram specifiskajam gēnam ir savs gēnu fonds, ko veido katra šī gēna alēle. Populācijā katrs indivīds tiek uzskatīts par unikālu no viņu ģenētiskā uzbūves viedokļa.

Avots: Smihaels, no Wikimedia Commons

Izpratne par gēnu kopuma jēdzienu ir evolūcijas bioloģijas atslēga, jo šis termins ir iestrādāts evolūcijas definīcijā. Tādējādi populācija ir līdzsvarā, ja gēnu fonds nemainās; Turpretī mēs sakām, ka populācija mainās, ja mainās gēnu fonds no vienas paaudzes uz nākamo.

Mēs varam ņemt alēli un noteikt tās biežumu - gēnu biežumu - un to var izteikt arī procentos kā attiecīgās alēles pārpilnības attēlojumu, salīdzinot ar pārējām alēles, kuras mēs atrodam populācijā.

Definīcija

Gēnu fonds tiek definēts kā viss gēnu komplekts populācijā. Bioloģijā populācijas definīcija attiecas uz vienas sugas indivīdu grupējumu, kuriem ir kopīga fiziskā telpa un kuri var potenciāli vairoties.

Pirmoreiz šo terminu lietoja 1920. gadā dzimušais ģenētiķis Aleksandrs Sergejevičs. Tādējādi slavenais un ietekmīgais evolūcijas biologs Teodosišs Dobžanskis atnesa terminu uz Amerikas Savienotajām Valstīm un tulkoja to kā "gēnu baseinu".

Katrs gēns var būt dažādās formās vai variantos, un katrs tiek uzskatīts par alēli.

Piemēram, pieņemsim kā hipotētisku piemēru gēnu, kas kodē noteikta zīdītāja kažokādas. Šim zīdītājam var būt balta vai melna kažokāda. Gēns, kas kodē balto krāsu, tiek uzskatīts par alēli, kā arī par citu raksturīgo pazīmi.

Sekas gēnu kopumu variācijai

Katrai populācijai ir ģenētiskais fonds, kas to raksturo, daži ir bagāti ar dažādiem gēniem, bet citiem ir slikta variācija visos viņu gēnos.

Populācijas, kurām ir bagātīgas variācijas gēnu kopās, var radīt labvēlīgas variācijas, kas ļauj palielināt to biežumu populācijā.

Jāatceras, ka variācijas populācijā ir neaizstājams nosacījums, lai varētu darboties mehānismi, kas izraisa evolūciju - saukt to par dabisko atlasi vai ģenētisko dreifu.

No otras puses, samazināts gēnu fonds var nopietni ietekmēt iedzīvotāju likteni - visnopietnākajos gadījumos tas veicina izzušanu. Piemēram, dažās kaķu populācijās ģenētiskā variācija ir ārkārtīgi slikta, un tāpēc tiek uzskatīts, ka tām draud izzušana.

Gēnu fonds ģenētikā un evolūcijas bioloģijā

No iedzīvotāju ģenētikas viedokļa mikroevolūcija tiek definēta kā "izmaiņas alēļu frekvencēs populācijā".

Iedzīvotāju pētījumos ģenētiķi bieži koncentrējas uz gēnu kopumu populācijā noteiktā laikā. Gēnu fonds tiek uzskatīts par tvertni, no kuras pēcnācēji iegūst savus gēnus.

Gēniem ir fiziska atrašanās vieta, kas pazīstama kā loci, un to var veidot divas vai vairākas alēles gēnu fondā. Katrā vietā indivīds var būt homozigots vai heterozigots. Pirmajā gadījumā abas alēles ir identiskas, savukārt heterozigotā ir divas atšķirīgas alēles.

Gēnu fonds plankumainajās kodes

Tipisks evolūcijas bioloģijas piemērs ir raibā kandža. Šajā lepidopterā ir divas alēles, kas nosaka ķermeņa krāsu. Viens no tiem nosaka gaišo krāsu, bet otrs - tumšo krāsu.

Laikam ejot, abu alēļu biežums var mainīties. Cilvēka rīcībai ir bijusi ievērojama ietekme uz kodes krāsas attīstību.

Nepiesārņotos apgabalos alēle, kas nosaka gaišo krāsu, palielināsies, jo tā dod piemērotības priekšrocības indivīdam, kam tā ir. Piemēram, tas var darboties kā maskēšanās apgabalā esošo koku vieglajā mizā.

Turpretī piesārņotās vietas bieži tumšo koku mizu. Šajos reģionos palielināsies tumšās krāsas alēles relatīvais biežums.

Abos gadījumos mēs novērojam alēļu relatīvā biežuma izmaiņas. Šīs izmaiņas gēnu fondā ir tas, ko mēs zinām kā mikroevolūciju.

Cilvēka gēnu kopuma izcelsme

Pääbo (2015) sniedz mums ieskatu daudzveidīgajā mūsu sugas gēnu fondā. Mūsdienu cilvēku parādīšanās pirmsākumi vienmēr ir īpaši interesējuši paleontologus un evolūcijas biologus. Tālāk mēs sastādīsim autora darba kopsavilkumu:

Vai viss mūsu gēnu fonds nāk no Āfrikas?

Pazīstamākā teorija ir cilvēka izcelsme Āfrikā un sekojošā izkliede visā pasaulē. Tādējādi mūsu senči konkurētspējīgi pārvietoja pārējos hominīdus, kas apdzīvoja planētu, neapmainoties ar viņiem gēniem.

Turpretī cits viedoklis apgalvo, ka starp hominīdu populācijām pastāvēja gēnu apmaiņa, veidojot sava veida “reģionālo nepārtrauktību”.

Abas teorijas formulē atšķirīgu izcelsmi tam, kā visas mūsu gēnu kopas variācijas radās, neatkarīgi no tā, vai visas variācijas, kuras mēs atradām, nāca no Āfrikas vai tām bija dziļākas saknes un izcelsme.

Pašreizējie pierādījumi

Neandertālieša (Homo neanderthalensis) genomā atrastie pierādījumi ļauj secināt, ka neviens no izvirzītajiem uzskatiem nav pilnīgi pareizs. Faktiski mūsu gēnu fonds ir sarežģītāks, nekā mēs gaidījām.

Lai gan ir taisnība, ka cilvēku gēnu kopums ir cēlies no Āfrikas, aptuveni 1–3% genoma ir cēlušies ārpus Subsahāras Āfrikas, un tie liecina par Neardental cilvēka ciltsrakstiem.

Šķiet, ka apmēram 5% no mūsu gēnu kopas nāk no grupas, kas atrodas Okeānijā: Denisovans, neandertāliešu tālais radinieks, kura secība nāk no kaula, kas atrodams Sibīrijas dienvidos.

Pašreizējie pierādījumi atbalsta vismaz trīs gēnu "kustības": vienu no neandertāliešiem līdz aziātu senčam, otru no neandertāliešiem līdz Denisovans un galīgo plūsmu no Denisovans uz nezināmu hominīdu grupu, kas atdalījās no cilts pirms apmēram miljons gadiem.

Atsauces

1. Kempbela, NA (2001). Bioloģija: Jēdzieni un attiecības. Pīrsona izglītība.
2. Dawkins, R. (2010). Evolūcija: Lielākais šovs uz Zemes. Grupo Planeta Spain.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolūcijas analīze. Prentice zāle.
4. Monge-Nájera, J. (2002). Vispārīgā bioloģija. EUNED.
5. Pääbo, S. (2015). Cilvēka gēnu kopas daudzveidīgā izcelsme. Dabas apskats Ģenētika, 16 (6), 313-314.