Мутации – источник генетической изменчивости популяций Выполнили студенты Трунин Сергей и Казьмин Георгий Ю-103

Содержание

Слайд 2

Причины мутаций Эволюция была бы невозможной, если бы генетические программы воспроизводились

Причины мутаций

Эволюция была бы невозможной, если бы генетические программы воспроизводились

абсолютно точно.
Копирование генетических программ – репликация ДНК – происходит с высочайшей, но не абсолютной точностью. Изредка возникают ошибки – мутации.
Частота мутаций не одинакова для разных генов, для разных организмов. Она возрастает, иногда очень резко, в ответ на воздействие внешних факторов, таких как ионизирующая радиация, некоторые химические соединения, вирусы и при изменениях внутреннего состояния организма (старение, стресс и т.п.).
Слайд 3

Частота возникновения мутаций Средняя частота мутаций у бактерий оценивается как 10-9

Частота возникновения мутаций

Средняя частота мутаций у бактерий оценивается как 10-9 на

ген на клетку за поколение.
У человека и других многоклеточных она выше и составляет 10-5 на ген на гамету за поколение.
Только в одной из 100 тысяч гамет ген оказывается измененным. Это ничтожно малая величина.
Генов в каждой гамете очень много. По современным оценкам геном человека содержит около 30 тысяч генов.
В каждом поколении около трети человеческих гамет несут новые мутации по какому-нибудь гену.
Слайд 4

Частота возникновения мутаций Несмотря на чрезвычайную редкость каждой отдельной мутации, в

Частота возникновения мутаций

Несмотря на чрезвычайную редкость каждой отдельной мутации, в каждом

поколении появляется огромное количество носителей мутантных генов.
Благодаря мутационному процессу генотипы всех организмов, населяющих Землю, постоянно меняются:
появляются все новые и новые варианты генов (аллели)
создается огромное генетическое разнообразие, которое служит материалом для эволюции.
Слайд 5

Вредные, полезные и нейтральные мутации Мутации различаются по своим фенотипическим эффектам.

Вредные, полезные и нейтральные мутации

Мутации различаются по своим фенотипическим эффектам.
Большинство

мутаций вовсе никак не сказываются на фенотипе. Их называет нейтральными мутациями.
Большой класс нейтральных мутаций обусловлен заменами нуклеотидов, которые не меняют смысла кодонов. Такие замены называют синонимическими.
Например, аминокислота аланин кодируются триплетами ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА и ГЦГ. Если в результате мутации ГЦУ превращается в ГЦЦ, то белок, синтезированный по измененной программе, остается тем же самым. Если мутация изменяет смысл кодона (несинонимическая мутация) и одна аминокислота заменяется другой, это может привести к изменению свойств белка.
Слайд 6

Вредные, полезные и нейтральные мутации Большинство несинонимических мутаций оказывается вредными. Они

Вредные, полезные и нейтральные мутации

Большинство несинонимических мутаций оказывается вредными.
Они нарушают

скоординированное в ходе предшествующей эволюции взаимодействие генетических программ в развивающимся организме, и приводят либо к его гибели, либо к тем или иным отклонениям в развитии.
Только очень малая доля вновь возникающих мутаций может оказаться полезной.
Полезность, вредность, или нейтральность мутации зависит от условий, в которых живет организм. 
Слайд 7

Вредные, полезные и нейтральные мутации Мутация нейтральная или даже вредная для

Вредные, полезные и нейтральные мутации

Мутация нейтральная или даже вредная для данного

организма и данных условиях, может оказаться полезной для другого организма и в других условиях, и наоборот.
Естественный отбор «оценивает» вредность и полезность мутаций по их эффектам на выживание и размножение мутантных организмов в конкретных экологических условиях.
Вредность мутации, как правило, обнаруживается немедленно, а ее полезность часто определяется задним числом: мы называем полезными те мутации, которые позволяют популяциям адаптироваться к изменяющимся условиям среды.
Слайд 8

Вредные, полезные и нейтральные мутации Чем сильнее фенотипический эффект мутации, тем

Вредные, полезные и нейтральные мутации

Чем сильнее фенотипический эффект мутации, тем вреднее

такая мутация, тем выше вероятность того, что такая мутация будет отбракована отбором.
Как правильно отметил Ч.Дарвин, природа не делает скачков. Ни одна сложная структура не может возникнуть в результате мутации с сильным фенотипическим эффектом.
Новые признаки не возникают мгновенно, они формируется медленно и постепенно путем естественного отбора случайных мутаций со слабыми фенотипическими эффектами, которые чуть-чуть изменяют старые признаки.
Слайд 9

Вредные, полезные и нейтральные мутации Мутации случайны и не направлены. Принципиальным

Вредные, полезные и нейтральные мутации

Мутации случайны и не направлены.
Принципиальным положением мутационной

теории является утверждение, что мутации случайны и не направлены. Под этим подразумевается, что мутации изначально не адаптивны.
Применение инсектицидов не ведет к направленному возникновению мутаций устойчивости к ним у насекомых.
Инсектициды могут приводить к общему повышению частоты мутаций, в том числе и мутаций в генах устойчивости к ним, в том числе и таких мутаций, которые эту устойчивость повышают.
Но на одну такую «адаптивную» мутацию в «нужном» гене возникают десятки тысяч любых других – нейтральных и вредных - мутаций в генах, которые не имеют никакого отношения к устойчивости к инсектицидам.