Бір локуспен кодталатын изоферменттердің эволюциясы туралы қазақша реферат
Дарвиннің эволюциялық теориясына сәйкес, түрдің генотипі табиғи сұрыпталудан өтеді: қоршаған ортаға бейімделуге ықпал ететін гендер популяцияда сақталады, ал бейімделуге кедергі келтіретін нұсқалар бірнеше ұрпақтан кейін біртіндеп жойылады. Бір локуспен кодталатын изоферменттер мен жалпы алғанда аллельдік варианттардың популяцияда қатар кездесуі (полиморфизм) осы эволюциялық үдерістермен тығыз байланысты.
Аллельдік варианттардың сақталуын түсіндіруде ғылымда екі негізгі көзқарас қалыптасқан: сұрыпталуға негізделген түсіндіру және нейтралды (бейтарап) түсіндіру.
1) Сұрыпталу теориясын жақтаушылардың түсіндіруі
Сұрыпталу теориясын қолдайтын зерттеушілердің пайымдауынша, әрбір аллель бәсекелестік жағдайында не пайдалы, не пайдасыз болады. Олар бір локуста екі альтернативті аллельдің қатар сақталуын екі негізгі себеппен түсіндіреді.
1. Полиморфизм — ауысып отыратын (аралық) кезең
Бұл түсіндіруге сәйкес, полиморфизм эволюцияның аралық сатысы болуы мүмкін: бір аллель уақыт өте келе екіншісін (азырақ пайдалы нұсқаны) біртіндеп ығыстырады. Популяция тұрақты болғанның өзінде жаңа пайдалы мутация бірден үстем болып кетпейді, өйткені оның таралуы көптеген ұрпақ бойы жүреді.
Мысалы, дарабас жаңа пайда болған ген бойынша гетерозиготалы болса, оның ұрпағының тек бір бөлігі ғана пайдалы аллельді алады. Осылайша пайдалы аллельдің пайда болуынан бастап бұрынғы аллельді толық алмастырғанға дейін популяцияда екі аллель қатар кездесіп отырады.
2. Реттелген полиморфизм (гетерозиготалық артықшылық)
Екінші түсіндіру полиморфизмнің кездейсоқ емес, реттелген түрде сақталуын ұсынады. Яғни гомозиготалық жағдайда локус тек бір өнім түзсе, гетерозиготалық жағдайда екі түрлі өнім түзіледі. Мұндайда гетерозиготалық күй кей жағдайларда гомозиготалыққа қарағанда пайдалы болуы мүмкін.
Соның нәтижесінде популяцияда екі аллель де жоғалмай, ұзақ уақыт сақталады.
Реттелген полиморфизмге мысал: HbS және малярия
Реттелген полиморфизмнің классикалық мысалы — малярия кең таралған аймақтарда орақ тәрізді жасушалы анемия генінің (HbS) популяцияда сақталуы.
HbA HbA
Қалыпты гемоглобин. Малярия жұқтыруға бейімділік жоғары болуы мүмкін, сондықтан эндемиялық аймақтарда әрдайым тиімді емес.
HbS HbS
Орақ тәрізді анемия ауыр түрде көрініс береді, тыныс алу және қанайналым жүйелеріне байланысты асқынуларға әкеліп, ерте өлім қаупін арттырады.
HbA HbS
Гетерозиготалы күй. Малярияға төзімділікті арттырып, эндемиялық аймақтарда айқын артықшылық бере алады.
Осылайша малярия қаупі жоғары ортада гетерозиготалы генотип пайдалы болғандықтан, табиғи сұрыпталу екі аллельдің де популяцияда сақталуына жағдай жасайды.
2) Нейтралистердің көзқарасы: бейтарап аллельдер және генетикалық дрейф
Екінші көзқарасты ұстанатын нейтралистердің пікірінше, ген құрамындағы ұсақ өзгерістер міндетті түрде сол ген өніміне (мысалы, ферменттің немесе белоктың қасиетіне) әсер ете бермейді. Яғни көптеген мутациялар бейтарап болуы мүмкін.
Негізгі тұжырымдар
- Бейтарап альтернативті аллельдер популяцияда жиі кездеседі және сұрыпталу қысымына түспейтіндіктен генқорда сақталып қала алады.
- Аллельдердің кездесу жиілігі ұрпақтан ұрпаққа өзгеруі мүмкін; бұл өзгерістер кейде табиғи сұрыпталудан емес, кездейсоқ генетикалық дрейфтен туындайды.
- Нейтралды мутация гипотезасына сәйкес, эволюция барысындағы дивергенция тек ортаға біртіндеп бейімделудің нәтижесі ғана емес, сондай-ақ бейтарап мутациялардан туындайтын белоктардың әртүрлілігінің жиналуынан да қалыптасады.
Қорытынды
Бір локуспен кодталатын изоферменттер мен аллельдік полиморфизмнің популяцияда сақталуы екі түрлі механизммен түсіндіріледі: біріншісі — табиғи сұрыпталуға негізделген модель (оның ішінде гетерозиготалық артықшылық), екіншісі — бейтарап мутациялар мен генетикалық дрейфке сүйенетін нейтралды модель. Нақты жағдайларда бұл механизмдер бір-бірін жоққа шығармай, қатар әсер етуі де мүмкін.