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 RekombinacyjnaPolega 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 MutacyjnaPolega 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

- Zachodzą z udziałem czynnika chemicznego lub fizycznego (Czynniki mutagenne lub Mutageny)

- Ich częstość jest bardzo mała 1/1000000

- 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