Genetikk: 2 hovedårsaker til genetiske variasjoner

2 Hovedårsaker til genetiske variasjoner er som følger: 1. Rekombinasjon og 2. Mutasjoner.

Rekombinasjon (nye kombinasjoner):

De er reshuffling av foreldre gener og deres sammenkoblinger for å produsere nye genotyper. Rekombinasjon utvikles på grunn av tre grunner:

(i) Uavhengig utvalg av kromosomer under meiose eller gametdannelse. To par kromosomer kan assortere i 2 ² = 4 måter, 3 par på 2 ³ måter, 7 par på 2 ⁷ måter, 10 par på 2 ¹⁰ måter mens 23 par kromosomer kan assortere på 2 ²³ eller 8, 6 millioner måter i gametene ; hann (spermier) og hunder (egg).

Image Courtesy: s1.ibtimes.com/sites/ibtimes.com/files/styles/picture_this/public/2012/10/the-world.jpg

(ii) Tilfeldig befruktning eller tilfeldig fusjon av gameter. Enhver av de mulige gametene kan kombinere med andre mulige spill av det andre kjønn. Således, hvis en organisme har 2 par kromosomer som danner fire typer gameter, kan 4 x 4 = 16 typer kombinasjoner bli produsert i avkom på grunn av tilfeldig befruktning. Hos mennesker er denne muligheten (8, 6 x 10 ⁶ ) x (8, 6 x 10 ⁶ ) eller 70 x 10 ¹² kombinasjoner mens den totale menneskelige befolkningen bare er rundt 6 x 10 ⁹ .

(iii) Crossing Over:

Det forekommer under pachytene av meiosis I. Kryssing over former nye koblinger på grunn av gjensidig utveksling av segmenter mellom nonsisterkromatider av homologe kromosomer. Det øker antall rekombinasjoner av flere millioner.

Mutasjoner (L. mutare - å endre):

Mutasjoner er nye plutselige arvelige diskontinuerlige variasjoner som forekommer i organismer på grunn av permanent forandring i deres genotyper. Begrepet "mutasjon" ble laget av Hugo de Vries (1901). De Vries foreslo også mutasjonsteori om evolusjon i sin bok "The Mutation Theory", publisert i 1903. Før De Vries hadde Darwin foreslått at evolusjonen oppstod på grunn av kontinuerlige variasjoner (eller rekombinasjoner).

Det samme er ikke mulig fordi rekombinasjoner ikke introduserer nye gener eller alleler. Bateson (1894) antydet at utviklingen skyldtes store eller diskontinuerlige variasjoner. De Vries foreslo det samme i form av en teori. Hugo de Vries jobbet på Oenothera lamarckiana eller Evening Primrose.

Av en befolkning på 54343 planter, observert De Vries 834 mutasjoner. Senere arbeidere har funnet at "mutasjoner" observert av De Vries var faktisk kromosomavvik og polyploider. Mutasjoner medfører plutselige og diskrete endringer i organismens germplasma eller genetiske materiale. De legger til nye variasjoner i befolkningene og er fontenen leder av evolusjonen.

Mutasjoner som opptrer i germinalceller kalles germinære mutasjoner. De blir sendt videre til avkom. Mutasjoner som opptrer i kroppens celler (annet enn germinal) er kjent som somatiske mutasjoner. De dør vanligvis med kroppens død. Vanlige somatiske celler sendes ikke videre til avkom, bortsett fra når reproduksjonsmåten er aseksuell eller vegetativ, for eksempel Navel Orange (Brasil, 1820).

Avhengig av årsaken er mutasjoner av tre typer-genomatiske, kromosomale og genmutasjoner. Genomatiske mutasjoner er endringer i antall kromosomer. De er av to typer, polyploidi og aneuploidi. Kromosomale mutasjoner er endringer i antall og arrangement av gener i kromosomene. De kalles også kromosomale avvik. De er ganske vanlige i kreftceller. Genmutasjoner er endringer i form og uttrykk for gener.

polyploidi:

Det er fenomenet å ha mer enn to sett med kromosomer eller genomer. Polyploidi oppstår i naturen på grunn av at kromosomene ikke separeres ved anafase tidspunkt, enten på grunn av ikke-jonisering eller på grunn av ikke-formasjon av spindel. Det kan bli kunstig indusert ved bruk av colchicin eller granosan. En organisme eller dens karyotype som har mer enn to genomer kalles polyploid.

Avhengig av antall genomene som er tilstede i en polyploid, er det kjent som triploid (3n), tetraploid (4n), pentaploid (5n), hexaploid (6n) osv. Polyploider med ulik antall genomer (dvs. triploider, pentaploider) er seksuelt sterile fordi de merkelige kromosomene ikke danner synapsis.

De spres derfor vegetativt, for eksempel banan, ananas. Polyploider krysser heller ikke fritt med diploider. De har generelt en gigas-effekt på både morfologiske og biokjemiske nivåer på grunn av økning i frekvensen av dominerende alleler.

Polyploidi er av tre typer - autopolyploidi, allopolyploidi og autoallopoliploidi.

(i) Alltopolyploidy:

Det er en type polypoidy der det er en numerisk økning av det samme genomet, for eksempel autotriploid (AAA), autotetraploid (AAAA). Noen av avlinger og hagesplanter er autopolyploider, f.eks. Mais, ris, gram. Autopolyploidi induserer gigas-effekt.

(ii) allopolyploidi:

Den har utviklet seg gjennom hybridisering mellom to arter etterfulgt av dobling av kromosomer (f.eks. AABB). Allotetraploid er den vanlige typen. Allopolyploids fungerer som nye arter, for eksempel hvete, amerikansk bomull, Nicotiana tabacum. To nylig produserte allopolyploider er Raphanobrassica og Triticale.

(iii) Autoallopolyploidi:

Det er en type allopolyploidi der ett genom er i mer enn diploid tilstand. Vanligvis er autoallopoliploider heksaploider (AAAABB), for eksempel Helianthus tuberosus.

Aneuploidy (heteroploidi):

Det er en betingelse for å ha færre eller ekstra kromosomer enn artenes normale genomnummer. Aneuploidy er av to typer, hypoploidi eller tap av kromosomer og hyperploidi eller tillegg av kromosomer. De organismer som viser aneuploidi er kjent som aneuploider eller heteroploider.

De er betegnet av antall berørte kromosomer med suffikset -somisk, f.eks. Nullisomisk, monosomisk, trisomisk etc. Aneuploidi oppstår ofte på grunn av nondisjunktjon av de to kromosomer av homologe par slik at en gamete kommer til å ha et ekstra kromosom (N +1) mens den andre blir mangelfull i et kromosom (N-1). Fusjon med lignende eller normale gameter gir opphav til fire typer aneuploider.

N x (N-1) = 2N -

(N-1) x (N-1) = 2N-2

N x (N + 1) = 2N +

(N + 1) x (N + 1) = 2N +

En annen metode for å få aneuploidi er gjennom tap av kromosomer fra en normal eller polyploid karyotype på grunn av feilaktig mitose.

Hyperploidy:

1. Trisomisk (2N + 1):

Den har et kromosom i tre eksemplarer. Dobbelt trisom har to forskjellige kromosomer i tre eksemplarer (2N +1 +1). Trisomics viser en rekke endringer, hvorav noen er dødelige. Downs syndrom er trisomisk opprinnelse der kromosom nummer 21 er i tre eksemplarer. Patau syndrom er trisomi av 13. kromosom. Klinefelters syndrom har et ekstra X-kromosom.

2. Tetrasomisk (2N + 2):

Det er aneuploid å ha ett kromosom representert fire ganger. Tetrasomics viser mer variasjon enn trisomics. Både trisomics og tetrasomics antas å ha gitt opphav til nye arter gjennom sekundær polyploidi, f.eks. Apple, Pear.

Hypoploidy:

3. Monosomisk (2N - 1):

Det er en aneuploid der et kromosom er blottet for sin homolog. Monosomisk er generelt svakere enn normal form. Turners syndrom er et kjønn monosomisk hos mennesker (44 + X).

4. Nullisomic (2N - 2):

Aneuploid er mangelfull i et komplett par homologe kromosomer. Nullisomics overlever ikke unntatt blant polyploider.

5. Blandede Aneuploider:

De er aneuploider med både hypoploidi og hyperploidi, for eksempel 2N + 1A - 1B.