KAS YRA GENŲ FONDAS? - BIOLOGIJA - 2025

Genofondas yra terminas, naudojamas gyventojų genetiką aprašyti atliktų visų asmenų, kurie gyventojų dalis alelių rinkinį. Jis taip pat vadinamas genofondu arba „genofondu“.

Tokiu pat būdu kiekvienas specifinis genas turi savo genų fondą, sudarytą iš kiekvieno to geno alelio. Populiacijoje kiekvienas individas yra laikomas unikaliu savo genetinės struktūros požiūriu.

Šaltinis: Smihael, iš „Wikimedia Commons“

Genų fondo sąvokos supratimas yra raktas į evoliucijos biologiją, nes šis terminas įtrauktas į evoliucijos apibrėžimą. Taigi populiacija yra pusiausvyroje, kai genų fondas nesiskiria; Mes, priešingai, sakome, kad populiacija keičiasi, jei genų fondas keičiasi iš kartos į kartą.

Mes galime paimti alelį ir nustatyti jo dažnį - genų dažnį - ir taip pat galime išreikšti jį procentine išraiška kaip aptariamo alelio gausos atvaizdą, palyginti su likusiais aleliais, kuriuos randame populiacijoje.

Apibrėžimas

Genų fondas yra apibrėžiamas kaip visas gyventojų genų rinkinys. Biologijoje populiacijos apibrėžimas reiškia grupę tų pačių rūšių individų, kurie turi bendrą fizinę erdvę ir gali potencialiai daugintis.

Pirmą kartą šį terminą pavartojo 1920 m. Rusų kilmės genetikas Aleksandras Sergejevičius. Taigi garsus ir įtakingas evoliucijos biologas Theodosius Dobzhansky atvežė terminą į JAV ir išvertė jį kaip „genofondas“.

Kiekvienas genas gali būti įvairių formų ar variantų, ir kiekvienas laikomas aleliu.

Pavyzdžiui, imkime hipotetinį pavyzdį geną, kuris koduoja tam tikro žinduolio kailį. Šis žinduolis gali turėti baltą ar juodą kailį. Genas, kuris koduoja baltą spalvą, laikomas aleliu, taip pat ir kitomis savybėmis.

Genų grupių pokyčių pasekmės

Kiekviena populiacija turi jai būdingą genų fondą, kai kurie turi daug skirtingų genų, o kiti pasižymi menka visų genų variacijomis.

Populiacijose, kurių genų fondai labai skiriasi, gali būti palankios variacijos, leidžiančios padidinti jų dažnį populiacijoje.

Būtina atsiminti, kad populiacijos kitimas yra būtina sąlyga, kad galėtų veikti evoliuciją sukeliantys mechanizmai - vadinkime tai natūralia atranka ar genetiniu dreifu.

Kita vertus, sumažėjęs genofondas gali turėti rimtų padarinių gyventojų likimui - sunkiausiais atvejais tai skatina išnykimą. Pavyzdžiui, tam tikrose kačių populiacijose genetinė variacija yra labai menka, todėl manoma, kad joms gresia išnykimas.

Genų fondas genetikoje ir evoliucinėje biologijoje

Populiacijos genetikos požiūriu, mikroevoliucija apibrėžiama kaip „populiacijos alelinio dažnio pokytis“.

Populiacijos tyrimuose genetikai dažnai sutelkia dėmesį į tam tikru metu populiacijos genų rinkinį. Genų fondas laikomas talpykla, iš kurios palikuonys gauna savo genus.

Genai turi fizinę vietą, vadinamą lokiais, ir tai gali būti sudaryta iš dviejų ar daugiau alelių genų telkinyje. Kiekvienoje vietoje individas gali būti homozigotinis arba heterozigotinis. Pirmuoju atveju abu aleliai yra identiški, tuo tarpu heterozigote yra du skirtingi aleliai.

Genų telkinys dėmėtose vietose

Tipiškas evoliucijos biologijos pavyzdys yra raibas kandis. Šiame lepidopterane yra du aleliai, lemiantys kūno spalvą. Vienas iš jų lemia šviesią spalvą, o kitas - tamsią spalvą.

Laikui bėgant, abiejų alelių dažnis gali keistis populiacijoje. Žmogaus veiksmai padarė didelę įtaką kandžių spalvos raidai.

Neužterštuose plotuose padidės alelė, nulemianti šviesią spalvą, nes ji suteikia kūno rengybos pranašumą ją turinčiam asmeniui. Pavyzdžiui, jis gali paslėpti lengvąją medžių žievę toje vietoje.

Užterštos teritorijos, priešingai, dažnai patamsina medžių žievę. Šiuose regionuose padidės santykinis tamsios spalvos alelio dažnis.

Abiem atvejais stebime santykinį alelių dažnio pokytį. Šis genų fondo kitimas yra tai, ką mes žinome kaip mikroevoliuciją.

Žmogaus genofondo kilmė

„Pääbo“ (2015) apžvelgia įvairius mūsų rūšių genofondus. Šiuolaikinių žmonių atsiradimas visada domino paleontologus ir evoliucijos biologus. Toliau pateiksime autoriaus darbo santrauką:

Ar visas mūsų genofondas yra iš Afrikos?

Labiausiai žinoma teorija yra žmogaus kilmė Afrikoje ir paskesnis pasklidimas visame pasaulyje. Taigi mūsų protėviai konkurentiškai išstūmė likusius hominidus, kurie gyveno planetoje, nekeisdami su jais genų.

Kita vertus, kitas požiūris teigia, kad tarp hominidų populiacijų egzistavo genų mainai, kurie sudarė savotišką „regioninį tęstinumą“.

Abi teorijos suformuluoja skirtingą kilmę, kaip kilo visi mūsų genų fondo variantai, ar visi mūsų rasti variantai kilo iš Afrikos, ar turi gilesnes šaknis ir kilmę.

Dabartiniai įrodymai

Neandertaliečio (Homo neanderthalensis) genome rasti įrodymai leidžia daryti išvadą, kad nė viena iš pateiktų nuomonių nėra visiškai teisinga. Tiesą sakant, mūsų genų fondas yra sudėtingesnis, nei tikėjomės.

Tiesa, kad žmogaus genofondas atsirado Afrikoje, maždaug 1–3% genomo atsirado ne Afrikoje į pietus nuo Sacharos, o jo protėviai yra iš „Neardental“ žmogaus.

Atrodo, kad maždaug 5% mūsų genofondo yra iš Okeanijoje esančios grupės: Denisovansas, tolimas neandertaliečių giminaitis, kurio seka kilusi iš kaulo, aptikto pietų Sibire.

Dabartiniai įrodymai palaiko bent tris genų „judėjimus“: vieną iš neandertaliečių į azijiečių protėvį, kitą iš neandertaliečių į Denisovansą ir galutinį srautą iš Denisovans'o į nežinomą hominidų grupę, kuri atsiskyrė nuo giminės maždaug prieš milijoną metų.

Nuorodos

1. Campbell, NA (2001). Biologija: sąvokos ir santykiai. „Pearson Education“.
2. Dawkins, R. (2010). Evoliucija: didžiausias pasirodymas žemėje. Ispanijos „Grupo Planeta“.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoliucijos analizė. Prentice salė.
4. Monge-Nájera, J. (2002). Bendroji biologija. EUNED.
5. Pääbo, S. (2015). Žmogaus genų fondo įvairovė. „Nature Reviews Genetics“, 16 (6), 313-314.