Основи загальної біології

 

 

10.2.2 Внутрішньохромосомна рекомбінація

При внутрішньохромосомній рекомбінації в галоїдних і диплоїдних еукаріот гомологічні хромосоми взаємно обмінюються ділянками хроматид. У бактерій і вірусів частини геному замінюються гомологічними (алельними) ділянками.

Якби рекомбінація була обмежена лише появою нових сполучень хромосом, то всі гени, що перебувають в одній хромосомі, успадковувалися б разом. Гени, що знаходяться у одній хромосомі називають зчепленими. При повному зчепленні двох генів спостерігалося б розщеплення, представлене на рис. 10.6, A. Таке розщеплення зустрічається тільки у випадку тісно зчеплених генів, тому що в профазі мейозу у процесі кросинговеру відбувається взаємний обмін частинами хроматид. Аналогічний обмін можливий і у мітозі – так званий мітотичний кросинговер. У результаті кросинговера в потомстві з'являються рекомбінанти (рис. 10.6, Б).

Чим більше віддалені один від одного два гени в одній хромосомі, тим більше імовірність того, що між ними відбудеться кросинговер. Частота рекомбінацій зростає зі збільшенням відстані між генами, і тому її використовують як міру цієї відстані: за «одиницю карти», або морганіду приймають відстань, що відповідає одному відсотку рекомбінації. Гени, віддалені один від одного більше чим на 50 одиниць карти, поводять себе як не зчеплені. Рекомбінації можуть відбуватись і проміж різними мутантними ділянками у межах одного гена, але це буває значно рідше.

 

 

 

Рис. 10.6. Спадкування зчеплених генів у гаплоїдів: А – без кросинговера 

Б – із кросинговером. Подвійна лінія з овалом – хромосома з двох хроматид із центромерою. Род – батьківський – тип; Рек –рекомбінантний тип

 

Бактеріальна клітина може стати донором генетичного матеріалу, якщо вона містить кон’югаційну плазміду. Перенос бактеріальних генів фагами називається трансдукцією. Трансформацією називають процес, при якому позаклітинна ДНК проникає у клітину реципієнта і вбудовується в геном. 

 

Запитання для самоперевірки

 

1.Види спадкоємних змін.

2.Типи мутацій.

3.Мутації типа зміни плоїдності та їхні наслідки.

4.Хромосомні мутації.

5.Генні мутації.

6.Мутагени та типи, викликаних ними ушкоджень. 

7.Репаративні процеси.

8.Що розуміють під рекомбінацією ?

9.Чим визначається процес рекомбінації цілих хромосом?

10.Монофакторіальне спадкування. Фенотип та генотип лершого покоління потомства гомозиготних батьків, що розрізняються алелями одного гена.

11.Монофакторіальне спадкування. Фенотип та генотип другого покоління потомства гомозиготних батьків, що розрізняються алелями одного гена.

12.Закони Менделя.

13.Внутрішньохромосомна рекомбінація.

14.Рекомбінація у бактерій трансдукцією.

15.Трансформація та трансдукція.

 

Лекція 16

ГЛАВА 11

ЕВОЛЮЦІЯ

 

План

11.1 Сутність еволюції

11.2 Фактори еволюції

11.3 Шляхи еволюції 

 

11.1 Сутність еволюції

Кожен окремий організм розвивається (індивідуальний розвиток, онтогенез). Крім того, у довгому ряді поколінь від предкової форми до нащадків виникають спадкоємні зміни, що призводять до нових видів, зміненим планам будови й типам функціонування, причому складність організації зазвичай зростає. Цей ряд змін називають філогенезом, або еволюцією.

Умови, що підходять для життя, створилися на Землі лише на певному етапі її історії, і тоді живе повинне було розвитися з неживого. У джерел біологічного розвитку стояли дрібні, дуже просто влаштовані агрегати. Із самих пристосованих серед них через безперервний ланцюг поколінь розвинулося все існуюче наразі різноманіття організмів. Еволюційний розвиток не повертає назад, це історично необоротний процес.

Спадкоємні зміни є необхідними для філогенетичного розвитку й разом із саморепродукцією і дискретністю індивідуумів відносяться до основних ознак живого. У взаємодії з добором (і іншими факторами) вони уможливлюють філогенетичний прогрес, тобто еволюцію, у напрямку оптимального функціонування в існуючих умовах.

Цілями еволюційної теорії повинні бути:

1) доказ існування філогенетичних змін;

2) за можливістю повне з'ясування шляхів філогенетичної зміни в різних групах організмів, тобто побудова філогенетичних дерев (дендрограм) і систем, що відбивають природне споріднення;

3) з'ясування причин і принципів дії, які лежать в основі рушійних сил еволюції.

 

11.1.1 Докази еволюції

Важливий матеріал, що доводить існування філогенетичних змін, дала порівняльна морфологія, яка виявила спільність плану будови в споріднених організмах і дозволила охарактеризувати основні типи цього плану, а з іншого боку – виявила зміну функцій морфологічних структур. При цьому вирішальне значення для філогенетичних побудов набув принцип гомології, а аналогічні (конвергентні) структури, навпроти, не могли служити підставою для висновків щодо споріднення (рис. 11.1). Гомологічними називають структури загального філогенетичного походження (коли риси подібності обумовлені спорідненням), а аналогічними – функціонально подібні, але різні за походженням структури (коли риси подібності обумовлені пристосуванням до однакового середовища) (рис.11.2).

 

 

Рис. 11.1. Конвергенція. Розвиток органів ширяння у ширяючих хребетних. 

А – летюча риба; Б – літаюча жаба; В – літаюча агама; Г – білкалетяга. 

 

Рис. 11.2. Гомологічні органи. Гомологія кінцівок чотириногих, встановлена на основі гомотопії. А. Основний план будови кінцівки чотириногого. БД. Тварини із земноводним або наземним способом життя: Б – саламандра, В – крокодил, Г – кріт, Д – свиня. ЕЗ. Плаваючі тварини: