Какие процессы происходят?
Кроссинговер является важным процессом, который происходит во время мейоза, специфического типа клеточного деления, которое происходит в репродуктивных клетках животных и растений. Во время мейоза происходит две последовательные деления ядра, что приводит к образованию гамет – половых клеток, содержащих половомческий набор хромосом. Кроссинговер происходит именно во время первого деления мейоза.
Во время кроссинговера хромосомы обмениваются частями своих генетических материалов. Это происходит между гомологичными хромосомами, то есть хромосомами одной пары, которые имеют одинаковый набор генов, но могут иметь разные аллели этих генов.
Кроссинговер происходит в результате физического обмена участками гомологичных хромосом, называемыми хиазмами. Хиазмы образуются благодаря перекрещиванию двух сестринских хроматид на гомологичных хромосомах, что приводит к образованию структур, называемых филаментами протоплазмы. При этом образуется поверхностный перекресток между хромосомами, который впоследствии разрывается, образуя две ветви, которые образуют бифуркацию гомологичным хромосомам.
Процесс кроссинговера имеет большое значение для образования генетического многообразия и эволюции организмов. Он позволяет комбинировать разные аллели генов и создавать новые комбинации генетического материала. Это способствует увеличению генетического разнообразия и способности организмов адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Какое значение для эволюции?
Кроссинговер играет важную роль в процессе эволюции и генетической изменчивости. Он способствует увеличению генетического разнообразия популяции и обеспечивает возможность комбинирования различных комбинаций генов.
В результате кроссинговера происходит обмен генетическим материалом между хромосомами, что создает новые комбинации аллелей (вариаций генов) и способствует появлению новых генотипов. Это обмен аллелями между гомологичными хромосомами повышает генетическую изменчивость представителей популяции и позволяет им адаптироваться к изменяющейся среде.
Кроссинговер также способствует отбору наиболее выгодных комбинаций генов. В процессе селекции, особи с наиболее выгодными генетическими комбинациями имеют больше шансов на выживание и передачу своих генов следующему поколению. Таким образом, благодаря кроссинговеру и отбору происходит эволюция популяции и адаптация к изменяющимся условиям среды.
Необходимо отметить, что кроссинговер является случайным процессом и его частота может варьироваться в разных популяциях и условиях. Однако, в целом, кроссинговер является важным механизмом, который способствует эволюции и сохранению генетического разнообразия в популяциях организмов.
Конъюгация простыми словами для чайников
Конъюгация — это процесс, который происходит во время размножения у некоторых организмов, таких как инфузории. Во время этого процесса хромосомы, которые содержат наследственную информацию, сближаются и обмениваются частями этой информации.
Давайте представим, что наши гены (наследственная информация) находятся на специальных нитях, называемых хромосомами. У нас есть две копии каждого гена, одна от отца, другая от матери. При размножении, эти гены должны быть переданы наследственным путем следующему поколению.
Однако иногда происходят ошибки в процессе передачи генов, и это может привести к изменениям в нашем генетическом материале. Конъюгация — это один из способов, которым организмы исправляют эти ошибки и разнообразят свою генетическую информацию.
При конъюгации два организма (обычно одного пола) сближаются и обмениваются частями своих хромосом. Это происходит во время процесса, называемого мейозом, который происходит перед размножением. Во время мейоза хромосомы собираются в пары, их обмен происходит между ними.
В результате конъюгации каждый из организмов получает новые комбинации генов, которые могут быть отличными от их исходных. Это помогает создать разнообразие генетического материала и улучшить способности организма к выживанию и размножению.
Например, представим, что организм имеет гены A и B, а другой организм имеет гены C и D. В результате конъюгации первый организм может получить гены A и D, а второй организм — гены C и B. Таким образом, оба организма получают новые комбинации генов, что может привести к появлению новых свойств и признаков.
Таким образом, конъюгация является важным процессом для разнообразия и эволюции организмов. Он позволяет им исправлять ошибки в генетическом материале и создавать новые комбинации генов, что помогает им приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и выживать.
Значение кроссинговера
Кроссинговер — это процесс обмена генетическим материалом между хромосомами во время мейоза. Этот процесс играет важную роль в повышении генетического варианта и разнообразия организмов.
Значение кроссинговера заключается в:
- Повышении генетической изменчивости: каждый кроссинговер образует различную комбинацию генетического материала, что ведет к появлению новых генетических комбинаций и вариантов.
- Создании новых генетических комбинаций: кроссинговер позволяет комбинировать гены от обоих родителей, что приводит к появлению новых генетических комбинаций, которые могут иметь новые свойства и характеристики.
- Улучшении адаптивности организмов: кроссинговер позволяет сочетать полезные гены и устранять негативные мутации, что способствует улучшению адаптивности и выживаемости организмов.
Таким образом, кроссинговер играет важную роль в эволюции организмов, позволяя им адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и обеспечивая разнообразие генетических комбинаций и вариантов.
Роль хромосом в передаче наследственной информации
Хромосомы – это структуры, содержащие наследственную информацию, которая передается от родителей к потомкам. Каждая клетка нашего организма содержит хромосомы, которые состоят из длинных молекул ДНК. На этих молекулах хранится информация о нашей генетической информации.
Передача наследственной информации происходит благодаря способности хромосом размножаться и дублироваться при делении клеток. В процессе деления каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом, который передается от предыдущего поколения. Этот процесс гарантирует сохранение наследственной информации в клетках организма.
Важно отметить, что наследственная информация находится в генах, которые находятся на хромосомах. Каждый ген отвечает за определенную характеристику или функцию организма
Например, гены могут определять цвет волос, глаз или способности к заболеваниям.
В итоге, хромосомы играют важную роль в передаче наследственной информации от родителей к потомкам. Благодаря этому процессу мы наследуем определенные черты и характеристики, которые определяют нашу индивидуальность и формируют наш организм.
Взаимодействие хромосом при мейозе и митозе
Мейоз и митоз — это два различных процесса деления клетки, каждый из которых характеризуется уникальной последовательностью событий, включая взаимодействие хромосом.
Во время митоза, когда одна клетка делится на две дочерние клетки, взаимодействие хромосом происходит в ходе процесса сегрегации. Каждая хромосома копируется, и две копии остаются связанными друг с другом в центромере. Затем микротрубки связываются с хромосомами и тянут их в противоположные стороны. Это приводит к разделению хромосом на две части и их перемещению в разные дочерние клетки.
Во время мейоза, процесса деления клетки, важного для образования половых клеток, копирование хромосом также происходит. В процессе первого деления, одна клетка становится двумя, а каждая дочерняя клетка получает только одну копию каждой хромосомы
Во время второго деления мейоза, хромосомы снова разделяются, чтобы образовать четыре половых гаметы. В этой фазе мейоза происходит перекрестное соединение между хромосомами, что может привести к новым комбинациям генов между хромосомами дочерних клеток.
В целом, взаимодействие хромосом при мейозе и митозе имеет ключевое значение для обеспечения правильного развития и функционирования клеток. Оно также позволяет создавать новые комбинации генов, что является важным драйвером эволюции.
Мутации в соматических клетках
Ультрафиолетовое излучение – одна из причин соматических мутаций
Как мы знаем из биологии, к соматическим клеткам относятся все клетки тела, не имеющие прямого отношения к процессу полового размножения. Соматические мутации возникают в клетках тела и обусловливают мозаичность организма, то есть образование в нём отдельных участков тела, тканей или клеток с отличным от остальных набором хромосом или генов. При этом у них могут возникать мутации всех типов, что и у половых клеток. Одной из их причин, например, могут послужить различные виды излучения. Соматические мутации возникают в соматических клетках, проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Мутации, возникающие в соматических клетках, наследуются дочерними клетками, которые образуются в процессе митотических делений.
Пример соматической мутации: окраска шерсти у валлийских овец, у которых присутствует чёрное пятно под хвостом, отличающееся по цвету от остальной части шерстного покрова. Эта мутация могла проявиться либо как доминантная, либо как рецессивная при потере части или всей гомологичной хромосомы.
Образ и характеристика Печорина в «Герое нашего времени»
25 интересных фактов об Эльбрусе
Определение кроссинговера
Кроссинговер — это процесс обмена генетическим материалом между хромосомами в результате мейотического деления. Он играет важную роль в генетической вариабельности и эволюции организмов.
Кроссинговер происходит во время производства гамет (сексуальных клеток) — сперматозоидов у мужчин и яйцеклеток у женщин. В результате кроссинговера, отрезки генетической информации между парными хромосомами обмениваются, что приводит к комбинированию различных генетических вариантов и созданию новых комбинаций генов.
Кроссинговер является одним из основных механизмов генетической рекомбинации, который способствует возникновению генетической разнообразности среди потомства. Он играет важную роль в процессе естественного отбора, позволяя организмам приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Механизм кроссинговера связан с образованием «брошенных хромосом» и перекрестным обменом генетическим материалом между ними. После этого, хромосомы образуются в новые комбинации, содержащие разные сочетания генов. Такой обмен генетическим материалом происходит случайно и влияет на последующую генетическую структуру потомства.
Изучение кроссинговера в биологии имеет большое значение, поскольку позволяет понять механизмы генетической вариабельности, эволюции и генетических заболеваний. Также он используется в генетическом селекции и генетической терапии.
Практическое применение знаний о хромосомах в медицине и генетике
Диагностика генетических заболеваний
Изучение структуры и функций хромосом является ключевым для определения наличия генетических заболеваний. Например, анализ хромосом позволяет диагностировать наличие лишних или отсутствующих хромосом, что может быть связано с различными патологиями. Также изучение мутаций в генах, расположенных на конкретных хромосомах, позволяет определять склонность к наследственным заболеваниям, таким как гемофилия, цистическая фиброз и др.
Селекция и разведение животных и растений
Изучение хромосом важно не только в медицине, но и в сельском хозяйстве. С помощью изучения структуры хромосом можно провести селекционную работу, выбирая животных и растения с нужными генетическими характеристиками
Например, определение количества хромосом у растений позволяет выделять гибриды с определенными свойствами, которые будут наследоваться потомством. Также методы изучения хромосом используются при искусственном оплодотворении и других методах разведения животных.
Форензика
В судебной медицине хромосомы используются для проведения идентификации личности. Методы сравнения ДНК позволяют определить, принадлежит ли образец к определенному человеку, а также установить родственные связи между людьми
Это особенно важно при разрешении судебных дел, таких как убийства, похищения и другие преступления
Исследование хромосом — это важный инструмент для изучения генетических закономерностей и понимания механизмов наследования. Эти знания имеют практическое применение в разных областях науки, включая медицину и генетику.
Биологические факторы
Нуклеотидные последовательности не являются чем-то стационарным и неизменным. В основе эволюции лежат мутации. Их возникновение связано со свойствами наследственного аппарата клеток организма или с влиянием паразитических организмов, способных влиять на ДНК.
Транспозоны – это фрагменты нуклеиновых кислот, которые способны перемещаться и копироваться. Большинство из них не кодируют белки. Поэтому их перемещения не оказывают влияние на метаболизм организма. Некоторые несут информацию о специфических аминокислотных последовательностях, что в случае изменений приводит к изменению свойств белка. Последствиями перемещений таких транспозонов могут быть заболевания, например:
- нейрофиброматоз I типа,
- гемофилия, связанная со снижением активности VIII фактора свёртывания,
- рак.
Считается, что вследствие мобильности транспозонов у живых организмов впервые возникла система специфического иммунитета, которая обеспечивает образование антител к вирусам, бактериям и другим болезнетворным организмам.
Вирусы способны интегрировать (встраивать) свои гены в ДНК человека. Этим обеспечивается сохранение их жизни, так как система репликации макроорганизма создает множество копий вируса, которые в дальнейшем покидают первичное место расположения и заражают окружающие ткани. Некоторые вирусы (например, папилломавирус, вирусы кори, гриппа) вызывают повреждения ДНК, нарушают координацию работы наследственного аппарата.
Транспозоны
Механизм хромосомных дупликаций
Дупликации встречаются чаще в областях ДНК, которые имеют повторяющиеся последовательности. Это субстрат событий рекомбинации, даже если они проверены между областями, которые не являются полностью гомологичными.
Эти рекомбинации считаются незаконными. Механистически они зависят от сходства последовательности, но генетически они могут быть выполнены между негомологичными хромосомами..
В человеке у нас есть несколько типов повторяющихся последовательностей. К наиболее повторяющимся относятся так называемые сателлитные ДНК, ограниченные центромерами (и некоторыми гетерохроматическими областями).
Другие, умеренно повторяющиеся, включают, например, повторяющиеся в тандеме, которые кодируют рибосомальную РНК. Эти повторяющиеся или дублированные области расположены в очень специфических сайтах, называемых областями организации ядрышка (NOR)..
У людей NOR расположены в субтеломерных областях пяти разных хромосом. Каждый NOR, с другой стороны, состоит из сотен или тысяч копий одной и той же кодирующей области у разных организмов..
Но у нас также есть другие повторяющиеся области, разбросанные по всему геному, с различным составом и размерами. Все могут рекомбинировать и приводить к дублированию. Фактически, многие из них являются продуктом их собственного дублирования, in situ или внематочным. К ним относятся, среди прочего, мини-сателлиты и микросателлиты.
Хромосомные дупликации также могут возникать, реже, из объединения негомологичных концов. Это негомологичный механизм рекомбинации, который наблюдается в некоторых случаях репарации двухзонных разрывов ДНК..
История
Первые наблюдения хромосом в ядре клетки, выполненные в 70-х годах 19 века И. Д. Чистяковым, О. Гертвигом, Страсбургером (E. Strasburger), положили начало цитологическому направлению в изучении хромосом. До начала 20 века это направление было единственным. Применение светового микроскопа позволило получить сведения о поведении хромосом в митотическом и мейотическом делениях (см. Мейоз, Митоз), факты о постоянстве числа хромосом у данного вида, специальных типах хромосом. В 20—40-х годах 20 века преимущественное развитие получило сравнительное морфологическое изучение хромосом у разных видов организмов, включая человека, с целью выяснения общих принципов их организации, особенностей индивидуальных хромосом и изменений их в процессе эволюции. В изучение этой проблемы особый вклад внесли отечественные ученые С. Г. Навашин, Г. А. Левитский, Л. Н. Делоне, П. И. Живаго, А. Г. Андрес, М. С. Навашин, А. А. П рокофъева-Бельговская, а также зарубежные — Хейтц (E. Heitz), Дарлингтон (С. D. Darlington) и др. С 50-х годов для исследования хромосом стал использоваться электронный микроскоп. Началось изучение морфологических изменений хромосом в процессе их генетического функционирования. В 1956 году Тио (H. J. Tjio) и Леван (A. Levan) окончательно установили число хромосом у человека, равное 46, описали их морфологические признаки в метафазе митоза. Значительный прогресс в изучении хромосом был достигнут в 70-х годах после разработки различных методов их окраски, позволивших выявить неоднородность структуры хромосом по длине в мета фазе деления клеток.
Сопоставление поведения хромосом в мейотическом делении с закономерностями наследования признаков (см. Менделя законы) положило начало цитогенетическим исследованиям. В конце 19 — начале 20 века Сеттоном (W. Sutton), Бовери (Th. Boveri), Уилсоном (Е. В. Wilson) были заложены основы хромосомной теории наследственности (см.), согласно которой гены локализованы в хромосомах и поведение последних при созревании гамет и их слиянии в момент оплодотворения объясняет законы передачи признаков в поколениях. Теория получила окончательное обоснование в цитогенетических экспериментах, проведенных на дрозофиле (см.) Т. Морганом и его учениками, которые доказали, что каждая хромосома есть группа генов, сцепленно наследуемых и расположенных в линейном порядке, что в мейозе осуществляется рекомбинация генов (см. Рекомбинация) гомологичных (идентичных) хромосом.
Изучение биохимической природы хромосом, начатое в 30—40-е годы 20 века, первоначально основывалось на цитохимическом качественном и количественном определении содержания ДНК, РНК и белков в ядре. С 50-х годов для этих целей стали применять фото- и спектрометрию (см. Спектрофотометрия), рентгеноструктурный анализ (см.) и другие физико-химические методы.
Физические факторы
На строение наследственного аппарата оказывают влияние разнообразные физические факторы, механизм повреждающего действия которых не до конца понятен. Считается, что под влиянием этих факторов возникают разрывы между отдельными нуклеиновыми кислотами. Появляются ошибки в последовательности аминокислот, а в дальнейшем изменения свойств белков. К основным физическим мутагенам относятся:
- ионизирующая радиация (рентгеновское и гамма-излучение),
- продукты распада радиоактивных веществ (альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское излучение),
- ультрафиолетовые лучи,
- экстремально низкие или высокие температуры.
Важно отметить, что любая хромосомная мутация может возникать под воздействием света видимого спектра. Это наблюдается у лиц со склонностью к фотосенсибилизации, на фоне приема некоторых лекарственных препаратов (антибиотики, мочегонные, антиаритмические, антидепрессанты) или при некоторых заболеваниях (псориаз, системная красная волчанка, острые вирусные заболевания)
Хромосомная мутация
Генные мутации
Изменение нуклеотидной последовательности приводит к генной мутации
Это изменение нуклеотидной последовательности в одной молекуле ДНК. При этом в том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, мутация называется точечной. При точечной мутации одно азотистое основание в ДНК или РНК заменяется другим. Если же один участок ДНК заменяется участком другой длины и другого нуклеотидного состава, то такая генная мутация уже называется не точечной, а сложной. Строго говоря, к генной мутации может приводить не только замена одного нуклеотида другим, но и просто вставка другого нуклеотида (без выпадения прежнего) или, наоборот, выпадение нуклеотида без его замены на другой.
Пример генной мутации у животных и человека
Фенилкетонурия. Это встречающееся у людей наследственное заболевание, кстати, одно из немногих, поддающихся успешному лечению. Оно связано с нарушением метаболизма аминокислот, главным образом фенилаланина.
Какое влияние оказала научная революция на европейское чудо
30 интересных фактов о Каспийском море
Изменчивость хромосом в онтогенезе и эволюции
Постоянство числа хромосом в хромосомном наборе и структуры каждой хромосомы — непременное условие нормального развития в онтогенезе (см.) и сохранения биол. вида. В течение жизни организма могут происходить изменения числа отдельных хромосом и даже их гаплоидных наборов (геномные мутации) или структуры хромосом (хромосомные мутации). Необычные варианты хромосом, обусловливающие уникальность хромосомного набора индивидуума, применяются в качестве генетических маркеров (маркерных хромосом). Геномные и хромосомные мутации играют важную роль в эволюции биол. видов. Данные, полученные при изучении хромосом, вносят большой вклад в систематику видов (кариосистематику). У животных одним из главных механизмов эволюционной изменчивости является изменение числа и структуры отдельных хромосом
Важное значение имеет также изменение содержания гетерохроматина в отдельных или нескольких хромосомах. Сравнительное изучение хромосом человека и современных человекообразных обезьян позволило на основании сходства и различия индивидуальных хромосом установить степень филогенетического родства этих видов и смоделировать кариотип их общего ближайшего предка.
Библиогр.:
Бочков Н. П., Захаров А. Ф. и Иванов В. И. Медицинская генетика, М., 1984; Дарлингтон С. Д. и Ла Кур Л. Ф. Хромосомы, Методы работы, пер. с англ., М., 1980, библиогр.; Захаров А. Ф. Хромосомы человека (проблемы линейной организации;, М., 1977, библиогр.; Захаров А. Ф. и др. Хромосомы человека, Атлас, М., 1982; Кикнадзе И. И. Функциональная организация хромосом, Л., 1972, библиогр.; Основы цитогенетики человека, под ред. А. А. Прокофьевой-Бельговской, М., 1969: Суонсо н К., Мерц Т. и Янг У. Цитогенетика, пер. с англ., М., 1969; Cell biology, A comprehensive treatise, ed. by L. Goldstein a. D. M. Prescott, p. 267, N. Y. a. o., 1979; Seuanez H. N, The phylogeny of human chromosomes, v. 2, B. a. o. 1979; Sharm a A. K. a. Sharma A. Chromosome techniques, L. a. o., 1980; ThermanE. Human chromosomes, N. Y. a. o., 1980.
А. Ф. Захаров.
Как происходит образование хромосом?
Хромосомы – это структуры, содержащие гены, которые являются основными носителями наследственной информации у организмов. Образование хромосом происходит в процессе ядерного деления – митоза (у происходит с точки зрения размножения клеток) или мейоза (у происходит с точки зрения полового размножения).
В процессе митоза, единичная хромосома дублируется, и образуется две идентичные хромосомы, называемые сестринскими хромосомами. Затем происходит деление ядра, и каждая из дочерних клеток получает одну из сестринских хромосом. Таким образом, образовывается две гаплоидные (содержащие один комплект хромосом) клетки.
В процессе мейоза происходит более сложное образование хромосом. Сначала происходит дубляж хромосом, а затем происходит два последовательных деления, в результате которых формируются четыре гаплоидные клетки
Важно отметить, что второе деление мейоза происходит без предварительного дублирования хромосомы, что позволяет образоваться гаплоидным клеткам
Образование хромосом в мейозе также сопровождается перекрестным сопряжением (кроссинговером) между непарными хромосомами, часто определенными как гомологичные хромосомы. В результате кроссинговера, сегменты генов с одной хромосомы обмениваются сегментами генов с другой хромосомы, что способствует увеличению генетического разнообразия и созданию новых комбинаций генов у потомков.
Таким образом, образование хромосом происходит как в процессе митоза, так и мейоза, и включает дублирование хромосом, деление ядра и перекрестное сопряжение. Эти процессы играют важную роль в наследственной информации и генетическом разнообразии у организмов.
Как эволюционное событие
Эволюционная судьба повторяющихся генов
Скорость дупликации гена
Сравнение геномов показывает, что дупликации генов обычны у большинства исследованных видов. На это указывает переменное количество копий (вариация количества копий) в геноме человека или плодовой мушки. Однако было трудно измерить скорость, с которой происходит такое дублирование. Недавние исследования дали первую прямую оценку скорости дупликации генов по всему геному у C. elegans , первого многоклеточного эукариота, для которого такие оценки стали доступны. Уровень дупликации генов у C. elegans составляет порядка 10-7 дупликаций на ген / поколение, то есть в популяции из 10 миллионов червей у одного будет дупликация гена на поколение. Эта скорость на два порядка больше, чем скорость спонтанной точечной мутации на нуклеотидный сайт у этого вида. В более ранних (непрямых) исследованиях сообщалось о степени локус-специфической дупликации у бактерий, дрозофилы и людей в диапазоне от 10 -3 до 10 -7 / ген / поколение.
Неофункционализация
Дупликации генов — важный источник генетической новизны, которая может привести к эволюционным инновациям. Дупликация создает генетическую избыточность, при которой вторая копия гена часто свободна от селективного давления, то есть ее мутации не оказывают вредного воздействия на организм-хозяин. Если одна копия гена подвергается мутации, которая влияет на ее исходную функцию, вторая копия может служить «запасной частью» и продолжать правильно функционировать. Таким образом, гены-дубликаты накапливают мутации быстрее, чем функциональные гены-единственные копии, на протяжении поколений организмов, и у одной из двух копий может развиться новая и отличная функция. Некоторыми примерами такой неофункционализации являются очевидная мутация дублированного пищеварительного гена в семействе ледяной рыбы в ген антифриза и дупликация, приводящая к новому гену змеиного яда и синтезу 1-бета-гидрокситестостерона у свиней.
Считается, что дупликация генов играет важную роль в эволюции ; такую позицию придерживаются представители научного сообщества более 100 лет. Сусуму Оно был одним из самых известных разработчиков этой теории в своей классической книге « Эволюция путем дупликации генов» (1970). Оно утверждал, что дупликация генов — самая важная эволюционная сила с момента появления универсального общего предка . Основные случаи дупликации генома могут быть довольно частыми. Считается, что весь геном дрожжей подвергся дупликации около 100 миллионов лет назад. Растения — самые плодовитые дупликаторы генома. Например, пшеница — гексаплоид (разновидность полиплоида ), что означает, что у нее шесть копий своего генома.
Субфункционализация
Другая возможная судьба повторяющихся генов заключается в том, что обе копии в равной степени могут накапливать дегенеративные мутации, если любые дефекты дополняются другой копией. Это приводит к нейтральной модели «субфункционализации» или модели DDC (дупликация-дегенерация-комплементация), в которой функциональность исходного гена распределяется между двумя копиями. Ни один из генов не может быть потерян, поскольку оба теперь выполняют важные неизбыточные функции, но в конечном итоге ни один из них не может достичь новых функций.
Субфункционализация может происходить через нейтральные процессы, в которых мутации накапливаются без вредных или положительных эффектов. Однако в некоторых случаях может происходить субфункционализация с явными адаптивными преимуществами. Если предковый ген является плейотропным и выполняет две функции, часто ни одна из этих двух функций не может быть изменена, не затрагивая другую функцию. Таким образом, разделение наследственных функций на два отдельных гена может позволить адаптивную специализацию подфункций, тем самым обеспечивая адаптивное преимущество.
Потеря
Часто в результате геномные вариации гена приводит к дозированному зависимым неврологическим расстройствам , таким как Ретта как синдром и болезнь Пелицеуса-Мерцбахер . Такие вредные мутации, вероятно, будут утеряны в популяции и не будут сохранены или не будут развиваться в новых функциях. Однако многие дупликации на самом деле не являются вредными или полезными, и эти нейтральные последовательности могут быть потеряны или могут распространяться по популяции посредством случайных колебаний через генетический дрейф .
Механизмы кроссинговера
Кроссинговер — это процесс обмена генетическим материалом между хромосомами во время мейоза, который приводит к рекомбинации генетической информации и разнообразию в потенциальном потомстве. Механизмы кроссинговера могут быть разделены на три основных этапа: формирование ломков, формирование обменных точек и резекция.
Первый этап — формирование ломков — начинается со случайного разрыва двух нитей гомологичных хромосом на одном и том же участке ДНК. Это происходит, когда в кроссинговере участвуют хроматиды, представляющие собой полудочерние молекулы ДНК.
Второй этап заключается в образовании обменных точек, где ломки примыкают друг к другу, связывая разрывы в одно целое. Этот процесс осуществляется с помощью ферментов, которые помогают связать концы разорванных нитей хромосом.
Третий этап — резекция — заключается в удалении неправильных участков ДНК, образовавшихся в результате обмена генетическим материалом. Этот процесс позволяет обновить концы разорванных нитей и закрепить их в окончательной форме.
В результате этих механизмов происходит обмен генетическим материалом между хромосомами, что приводит к комбинированию генов и возникновению новых комбинаций в последующих поколениях. Кроссинговер является ключевым процессом для генетической вариабельности и эволюции организмов.