Genetische Variationen: Rekombinationen und Mutationen

Genetische Variationen: Rekombinationen und Mutationen!

1. Rekombinationen:

Die Organismen, die die Charaktereigenschaften beider Eltern ausdrücken, werden als Rekombinanten bezeichnet, und die Ereignisse, die für die Mischung von mütterlichen und väterlichen Charakteren in Geschlechtsorganismen verantwortlich sind, werden Rekombinationen genannt.

Neue Kombinationen erscheinen auf drei Arten:

(a) Durch unabhängige Auswahl von Chromosomen zum Zeitpunkt der Bildung von Gameten.

(b) Durch zufällige Befruchtung.

(c) Durch wechselseitige Rekombination von verknüpften Genen in Chromosomen durch Überkreuzen in Prophase-I der Meiose.

Bei den obigen Methoden findet nur das Ummischen bereits vorhandener Zeichen statt. Sie führt jedoch zur Umverteilung unterschiedlicher Merkmale auf verschiedene Personen einer Bevölkerung. Unterschiedliche Kombinationen bringen Vielfalt in Genotyp und Phänotyp verschiedener Organismen mit sich, die Gesamtsumme der Merkmale einer Population bleibt jedoch unverändert.

2. Mutationen:

Darwins Theorie (1859) beruhte auf der Hypothese, dass die natürliche Selektion auf die erbliche Variabilität einer Art abzielte, um nur diejenigen Arten zu erhalten, die besser an die Umgebung angepasst waren. Zur Unterstützung seiner Theorie sammelte Darwin zahlreiche Beispiele, die als „Sport“ bezeichnet wurden und plötzlich auftauchten, z. B. schwanzlose Katzen, kurzbeinige Hunden und Katzenarten usw.

Darwin selbst war jedoch der Ansicht, dass die Entwicklung langsamer verlief als in großen plötzlichen Schritten. Die Mutationsidee entstand zunächst aus den Beobachtungen eines niederländischen Botanikers Hugo de Vries (1880) über Variationen in Pflanzen von Oenothera lamarckiana (Nachtkerze), de Vries sammelte Samen von Oenothera-Pflanzen, pflanzte daraus Pflanzen und analysierte die Nachkommenschaft Merkmale, die Variationen zeigen.

Er fand 834 mutierte Pflanzen in einer Population von 54343 Pflanzen. Diese Ansicht der großen und diskontinuierlichen Variationen als Hauptquelle für evolutionäre Veränderungen wurde von Bateson (1894) und Korjinsky (1899) unterstützt. Hugo de Vries (1901, 1903) führte in seinem Buch Mutationstheorie den Begriff Mutation für große diskrete Genotypänderungen ein.

Die Mutation kann als plötzliche, stabile diskontinuierliche und vererbbare Variationen definiert werden, die im Organismus aufgrund einer permanenten Änderung ihres Genotyps auftreten.

Das Mutationsprodukt wird als Mutante bezeichnet und könnte eine Genotypzelle, eine Polypeptidkette oder ein Individuum sein. Mutationen sind für die Entstehung neuer Merkmale in der Rasse verantwortlich und daher sind die Mutationen die Quelle aller Variationen.

Mutationen können in verschiedenen Arten von Zellen vorkommen, aber die meisten von ihnen haben wahrscheinlich nur eine geringe Wirkung auf das Individuum und bleiben normalerweise unentdeckt. Die Mutationen können sowohl in somatischen Zellen als auch in Keimzellen auftreten. Die somatischen Mutationen produzieren mutierte Knospen und Keimmutationen führen zu mutiertem Samen in Pflanzen. Knospensport in Obstbäumen sind somatische Mutationen und sind von praktischer Bedeutung, da sie durch Pfropfen vermehrt werden können. Keimmutationen sind aus Sicht der Vererbung wichtig, da sie an die nächste Generation weitergegeben werden. Die Mutationsraten sind für einzelne Gene sehr niedrig, aber es gibt so viele Gene, dass die Wahrscheinlichkeit einer Mutation in dem einen oder anderen von ihnen sehr hoch ist.

Mutationen erzeugen verschiedene Arten von Effekten, z. B. schädlich, tödlich, vorteilhaft und neutral, sichtbar oder unsichtbar. Die meisten Mutationen treten in rezessiven Genen auf und werden nicht exprimiert, während einige in dominanten Genen und Mutanten vorkommen.

Mutationen sind auch in der Natur aufgetreten und werden spontane Mutationen genannt, wenn zahlreiche physikalische und chemische Mittel zur Erhöhung der Häufigkeit von Mutationen verwendet werden, sie werden induzierte Mutationen genannt.

Es werden zwei Arten von Mutationen erkannt:

(ich) Gen- oder Punktmutationen

(ii) Chromosomenmutationen

(I) Genmutationen:

Gen- oder Punktmutationen sind stabile Veränderungen in Genen, z. B. der DNA-Kette. Obwohl jedes Gen eine potenzielle Stelle für eine Mutation ist, mutieren einige Gene häufiger als andere Gene. Solche veränderlichen Gene sind in Pflanzen und Tieren weit verbreitet. Bei Bakterien treten spontan auftretende Genmutationen mit einer Häufigkeit von etwa einem von 10 ⁶ Genduplikationen auf.

Häufig führt eine Änderung eines Gen- oder Nukleotidpaares nicht zu einer nachweisbaren Mutation. Die Punkt- oder Genmutation bedeutet also den Prozess, durch den neue Allele eines Gens erzeugt werden. Der kleinste Teil des Gens, der mutieren kann, wird Muton genannt. Der kleinste Muton in einem Gen ist ein einzelnes Basenpaar der DNA.

(II) Chromosomenmutationen oder Aberrationen:

Eine Genmutation verändert normalerweise die Informationen, die von einem Gen vermittelt werden. es ändert die Nachricht. Andererseits verändert eine chromosomale Mutation nur die Anzahl oder Position vorhandener Gene. Sie können eine Änderung der Morphologie des Chromosoms oder eine Änderung der Chromosomenzahl beinhalten.

a) Morphologische Modifikation von Chromosomen

Solche Modifikationen können intrachromosomal oder interchromosomal sein.

Folgende Typen können identifiziert werden:

Streichung (Mangel):

Manchmal bricht ein Teil des Chromosoms ab und geht verloren. Ein Mangel ist im Allgemeinen tödlich oder halbtödlich. Wenn ein terminales Segment eines Chromosoms verloren geht, wird dies als Mangel bezeichnet, und wenn ein interkalares Segment verloren geht, wird es als Deletion bezeichnet. Beide Chromosomensegmente können sich nach dem Löschen des Interkalarsegments wieder vereinigen.

Vervielfältigung:

In diesem Fall ist das deletierte chromosomale Segment an sein normales homologes Chromosom gebunden. Hier werden ein oder mehrere Gene im selben Chromosom zwei- oder mehrmals wiederholt. Die Vervielfältigung ist wichtiger als der Mangel. Diese Art der chromosomalen Mutation wurde bei riesigen Chromosomen der Speicheldrüsen von Drosophila beobachtet (Abb. 5.55).

Umzug:

Wenn das gebrochene Ende eines Chromosoms sich mit einem anderen nicht-homologen Chromosom verbindet, spricht man von Translokation. Ein Austausch von Teilen zwischen zwei nicht-homologen Chromosomen wird als reziproke Translokation bezeichnet (Abb. 5.57).

Bei der einfachen Translokation bricht ein Segment eines Chromosoms und wird auf ein anderes nichthomologes Chromosom übertragen. Ein Chromosom repräsentiert also die Deletion, während das andere ein zusätzliches Segment aufweist.

Inversion:

Manchmal ist das Mittelstück aufgrund eines doppelt gebrochenen Chromosoms invertiert (Abb. 5.58). Beispielsweise wird ein Chromosom mit der Genordnung abcdefgh zwischen b und c und zwischen f und g gebrochen und der um 180 ° gedrehte Mittelteil ist die resultierende Genordnung abfedcg h.

Deletionen und Duplikationen finden normalerweise aufgrund eines Defekts bei der Kreuzung statt, dh, ein Teil, den ein Nicht-Schwester-Chromatid verloren hat, kann durch die anderen Chromosomenmutationen gewonnen werden, was dazu führt, dass die Gene verloren gehen oder sie an einen anderen Ort verlagern. In einer Verknüpfungsgruppe sind solche Mutationen dafür verantwortlich, die Reihenfolge der Gene zu verändern, was zu einer Änderung ihrer Expression führt und für drastische Änderungen des Phänotyps, wenn nicht tödlich, verantwortlich ist.