Презентація на тему дрейф генів

2 Визначення Дрейф генів, або генетико автоматичні процеси, явище ненаправленного зміни частот алельних варіантів генів в популяції, обумовлене випадковими статистичними прічінамі.аллельних геновпопуляціі статистичними

3 ІСТОРИЧНА ДОВІДКА Явище генетичного дрейфу вперше виявили відомі вчені-генетики Н.П. Дубінін і Д.Д. Ромашов, а також зарубіжні вчені С. Райт і Р. Фішер.

5 Дрейф генів як фактор еволюції Завдяки дрейфу частоти алелей можуть випадково змінюватися в локальних популяціях, поки вони не досягнуть точки рівноваги - втрати одного алеля і фіксації іншого. У різних популяціях гени «дрейфують» незалежно. Таким чином, дрейф генів веде з одного боку до зменшення генетичної різноманітності всередині популяцій, а з іншого боку - до збільшення різниці між популяціями, до їх дивергенції по ряду ознак. Ця дивергенція в свою чергу може служити основою для видоутворення.

6 Дрейф генів як фактор еволюції При високій інтенсивності відбору і високої чисельності популяцій вплив випадкових процесів на динаміку частот генів в популяціях стає дуже незначним. Навпаки, в малих популяціях при невеликих відмінностях по пристосованості між генотипами дрейф генів набуває вирішального значення. У таких ситуаціях менш адаптивний аллель може зафіксуватися в популяції, а більш адаптивний може бути втрачений. Аллель, втрачений в результаті дрейфу, може виникати знову і знову за рахунок мутації. Оскільки дрейф генів - ненаправленої процес, то одночасно зі зменшенням різноманітності всередині популяцій, він збільшує відмінності між локальними популяціями. Цьому протидіє міграція. Якщо в однієї популяції зафіксовано аллель А, а в інший а, то міграція особин між цими популяціями призводить до того, що всередині обох популяцій знову виникає аллельному різноманітність.

7 Популяційні хвилі і дрейф генів Чисельність популяцій рідко залишається постійною в часі. За підйомами чисельності слідують спади. С. С. одним з перших звернув увагу на періодичні коливання чисельності природних популяцій, популяційні хвилі грають дуже важливу роль в еволюції популяцій.

8 Сергій Сергійович Четвериков () видатний український біолог, генетік- еволюціоніст, який зробив перші кроки в напрямку синтезу менделевской генетики та еволюційної теорії Ч. Дарвіна. Він раніше інших вчених організував експериментальне вивчення спадкових властивостей у природних популяцій тварин. Ці дослідження дозволили йому стати основоположником сучасної еволюційної генетики генетик еволюціоніст

9 Популяційні хвилі і дрейф генів У періоди різкого спаду чисельності роль дрейфу генів сильно зростає. У такі моменти він може ставати вирішальним фактором еволюції. У період спаду частота певних алелей може різко і непередбачувано змінюватися. Може відбуватися втрата тих чи інших алелів і різке збіднення генетичного різноманіття популяцій. Потім, коли чисельність популяції починає зростати, популяція буде з покоління в покоління відтворювати ту генетичну структуру, яка встановилася в момент проходження через «пляшкове горлечко» чисельності.

10 Малюнок. Ефект пляшкового горлечка

11 Ефект пляшкового горлечка.

12 Ефект пляшкового горлечка в реальних популяціях Приклад: Ситуація з гепардами - представниками котячих. Вчені виявили, що генетична структура всіх сучасних популяцій гепардів дуже схожа. При цьому генетична мінливість всередині кожної з популяцій вкрай низька. Ці особливості генетичної структури популяцій гепардів можна пояснити, якщо припустити, що відносно недавно даний вид пройшов через дуже вузьке горлечко чисельності, і всі сучасні гепарди є нащадками декількох (за підрахунками американських дослідників, 7) особин.

14 Рік Популяція американського бізона до особин особин особин

16 Ясно, що засновники представляли собою дуже маленькі вибірки з батьківських популяцій і частоти алелей в цих вибірках могли сильно відрізнятися. Саме ефект засновника пояснює дивно різноманітність океанічних фаун і флор і велика кількість ендемічних видів на островах. Ефект засновника зіграв важливу роль і в еволюції людських популяцій. Зверніть увагу, що аллель В (по системі груп крові АВ0) повністю відсутня у американських індіанців і в аборигенів Австралії. Ці континенти були заселені невеликими групами людей. З огляду на суто випадкових причин серед засновників цих популяцій могло не виявитися жодного носія алелі В. Природно, цей алелей відсутня і в похідних популяціях.

17 Частота алеля В за системою груп крові АВ0 в популяціях людей

18

19 Дрейф генів і молекулярні годинник еволюції Кінцевим результатом дрейфу генів є повне усунення одного алеля з популяції і закріплення (фіксація) в ній іншого аллеля. Чим частіше той чи інший аллель зустрічається в популяції, тим вище ймовірність його фіксації внаслідок дрейфу генів. Розрахунки показують, що ймовірність фіксації нейтрального аллеля дорівнює його частоті в популяції.

20 Закономірність Великі популяції недовго «чекають» мутаційного виникнення нового аллеля, але довго його фіксують. Малі популяції дуже довго «чекають» виникнення мутації, але після того, як вона виникла, вона може бути швидко зафіксована. З цього випливає парадоксальний на перший погляд висновок: вірогідність фіксації нейтральних алелей залежить тільки від частоти їх мутаційного виникнення і не залежить від чисельності популяцій.

21 Закономірність Чим більше часу пройшло з моменту виділення двох видів із загального предкового виду, тим більше нейтральних мутаційних замін розрізняють ці види. На цьому принципі будується метод «молекулярних годин еволюції» - визначення часу, що пройшов з моменту, коли предки різних систематичних груп стали еволюціонувати незалежно один від одного.

22 Закономірність Американські дослідники Е. Цукуркендл і Л.Поллінг вперше виявили, що кількість відмінностей в послідовності амінокислот в гемоглобіні і цитохроме з у різних видів ссавців тим більше, ніж раніше розійшлися їх еволюційні шляхи.

23 Швидкості фіксації замін нуклеотидів в генах, що контролюють різні білки. Стрілками позначений час розбіжності таксонів