Zmienność organizmów i jej przyczyny

Zmienność organizmów i jej
przyczyny
Zmienność to właściwość ulegania zmianom.
W biologii przez zmienność rozumiemy
występowanie różnic między osobnikami
należącymi do danej populacji
Ogólnie zmienność możemy podzielić na taką
która się nie dziedziczy, oraz na taką która
podlega dziedziczeniu
1) Nabyte nowe wartości cechy nie są
dziedziczone.
2) Trwałość nabytej cechy w ten sposób zależy od
warunków środowiskowych. (zmienność
fluktuacyjna)
3) Istnieją pewne granice zmiany wartości danej
cechy.
Granica w jakiej genotyp może modyfikować
fenotyp pod wpływem zmieniających się
warunków nazywamy – Plastycznością
genotypu
W wielu przypadkach plastyczność genotypu
jest bardzo duża np. Strzałka wodna
Liście o kształcie
strzałkowatym
rosnące nad wodą
Liście o kształcie taśmowatym rosnące pod wodą
Liście o kształcie sercowatym rosnące na
powierzchni wody
Fenotyp jest nie tylko determinowany przez
genotyp, ale również na fenotyp mają
wpływ czynniki środowiskowe.
Zmienność dziedzina dotyczy zjawisk, których
wynikiem jest powstawanie różnic w zawartości
genetycznej potomstwa
Zmienność dziedziczna (genetyczna), jest
wynikiem dwóch zjawisk
• Mieszanie się materiału genetycznego w
procesach rekombinacyjnych - Zmienność
Rekombinacyjna
• Zmian samego materiału genetycznego
czyli mutacji – Zmienności Mutacyjnej
Zmienność Rekombinacyjna
Polega na tworzeniu nowych układów z już
istniejących alleli
Źródłem tej zmienności jest
1. Crossing-over.
2. Niezależna segregacja chromosomów
zachodząca w mejozie.
3. Łączenie się gamet pochodzących od
różnych rodziców.
Zmienność Mutacyjna
Polega na nagłych skokowych zmianach
zachodzących w materiale genetycznym.
Mutacje mają charakter losowy i
bezkierunkowy.
Zmienność mutacyjna nie jest dziedziczona
jeśli dotyczy komórek somatycznych
danego organizmu a organizm ten rozmnaża
się płciowo. W tedy mówimy o mutacji
somatycznej.
- Zachodzą bez wyraźnego
udziału czynników
fizycznych i chemicznych
- Ich częstość jest bardzo
mała 1/1000000
- Zachodzą z udziałem
czynnika chemicznego lub
fizycznego (Czynniki
mutagenne lub Mutageny)
- Ich częstotliwość zależy od
czynnika mutagennego
- Wynikają z błędów
polimerazy DNA
- Wynikają z działania
czynników mutagennych
Mutacje spontaniczne występują tylko w przyrodzie,
natomiast mutacje indukowane mogą zostać
również wywołane sztucznie.
Mutageny fizyczne:
• Promieniowanie jonizujące
• Promieniowanie UV
• Podwyższona temp.
Mutageny chemiczne:
• Kwas azotowy
• Iperyt (gaz bojowy)
• Benzopiren
• Kolchicyna
Zmianie może ulegać zarówno niewielki fragment DNA
(pojedynczy gen), jak również cały genom danego
organizmu
• Mutacje genowe – zmiana zachodzi w
sekwencji nukleotydów, odbywa się na
odcinku DNA nie większym niż jeden gen
• Mutacje chromosomowe – zmianie ulega
jeden chromosom lub więcej
Mutacje Genowe
• Substytucja
• Delecja
• Insercja
• Substytucja – polega na zmianie jednej pary
nukleotydów na inną parę
Jeżeli zastąpimy:
G – A puryna na purynę
C – T pirymidynę na pirymidynę
Ten typ zmian nazywamy TRANZYCJĄ
• Substytucja – polega na zmianie jednej pary
nukleotydów na inną parę
Jeżeli zastąpimy:
G – C puryna na pirymidynę
C – A pirymidynę na purynę
Ten typ zmian nazywamy TRANSWERSJĄ
• Delecje – to mutacje wynikające z utraty
pary nukleotydów lub kilku par
• Insercja – to mutacja polegająca na
wstawieniu pary lub kilku par nukleotydów.
Efekty tych mutacji mogą być różne
Jeżeli zmieni się kodon na inny ale kodujący
ten sam aminokwas będzie to mutacja
synonimiczna (milcząca)
Jeżeli zmieni się kodon na kodujący inny
aminokwas lub kodujący zakończenie
transkrypcji w tedy mutacja będzie poważna
w skutkach.
Mutacje chromosomowe – zmianie ulega jeden
chromosom lub więcej
Czasami czynniki mutagenne prowadzą do zakłócenia
procesu crossing-over lub do pękania chromosomów w
trakcie interfazy.
Dochodzi wówczas do zmiany struktury wewnętrznej
chromosomu
Skutki utraty części chromosomu z genami są bardzo
poważne
Do mutacji chromosomowych strukturalnych
zaliczamy
•Deficjencje
•Duplikacje
•Inwersje
•Translokacje
Deficjencja
Duplikacja
Inwersja
Translokacja
Do mutacji chromosomowych liczbowych zaliczamy
•Aneuploidy
•Euploidy
Mutacje te obejmują największe zmiany materiału
genetycznego
Najczęstsza przyczyna powstawania to nondysjunkcja
Zmiany o charakterze Aneuploidii dzielimy na
• Monosomie (2n -1)
• Trisomie (2n+1)
• Tetrasomie (2n+2)
• Nullisomie (2n-2)
Są to organizmy o zmienionej liczbie
pojedynczych chromosomów.
Euploidy to organizmy o zmienionej liczbie
kompletu chromosomów wśród nich
wyróżniamy
• Autopoliploidy np. Tetraploid, Triploid
• Allopoliploidy np.. Muł, Pszenżyto