Фенотипическая и генотипическая изменчивость

Фенотипическая и генотипическая изменчивость

Изменчивость – это способность организмов изменять свои признаки под воздействием внешних или внутренних факторов.

Наряду с наследственностью (противоположным свойством, которое заключается в способности организмов сохранять свои признаки из поколения в поколение) изменчивость является ключевым понятием современной генетики.

Итак, изменчивость бывает двух видов: генотипическая (наследственная) и фенотипическая (ненаследственная). Рассмотрим каждую подробнее.

Фенотипическая изменчивость

Говоря о ней, мы в первую очередь имеем в виду модификации.

Модификационная изменчивость – это изменение фенотипа, возникающие под влиянием внешней среды и имеющее адаптивный характер. Генотип организма при этом остаётся неизменным.

Основные признаки модификационной изменчивости:

• не передаётся по наследству;

• носит приспособительный (адаптивный) характер;

• обратима;

• характерна для всех особей данного вида (то есть носит групповой характер).

Хотя конкретные модификационные изменения не наследуются, их диапазон – это генетически определённый параметр, который передаётся по наследству. Этот параметр носит название нормы реакции.

Норма реакции – это диапазон возможного проявления признака у организма, заданный генетически. Другими словами, это те пределы, в которых возможно изменение признака.

Яркий пример модификационной изменчивости, которые ты наблюдаешь каждое лето, – это загар. Твоя кожа обладает способностью менять оттенок благодаря выработке особого пигмента меланина в ответ на воздействие солнечных лучей. В отличие от самого загара, способность кожи синтезировать меланин передаётся по наследству.

Изменение окраски меха у животных в разное время года – ещё один пример адаптивной модификации.

Генотипическая изменчивость

Генотипическая изменчивость заключается в изменении генотипа особи и передаётся по наследству потомству. Она, в свою очередь, делится на комбинативную и мутационную.

1. Комбинативная изменчивость

В её основе лежит образование новых комбинаций генов (так называемых рекомбинаций), которых не было у родительских особей. Этот вид изменчивости возможен благодаря половому размножению, в результате которого возникает большое разнообразие генотипов.

Источниками комбинативной изменчивости у эукариот являются три процесса:

• независимое расхождение гомологичных хромосом во время мейоза (в анафазе I);

• кроссинговер, или взаимный обмен участками гомологичных хромосом;

• случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Эти источники обеспечивают постоянную перекомбинацию генов, однако возникшие в результате их изменения не носят стабильный характер. Более стабильные изменения возникают вследствие мутаций.

2. Мутационная изменчивость

Как ты наверняка помнишь, мутация – это устойчивое и ненаправленное изменение в геноме, которое сохраняется неограниченно долго в ряду поколений.

Какие бывают мутации? По характеру изменения генома их разделяют на:

• генные (точечные);

• хромосомные;

• геномные.

Генные (точечные) мутации – возникают в результате изменения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК (в пределах одного гена).

Когда такое происходит, меняется последовательность иРНК (информационной РНК), что в свою очередь может повлечь за собой изменение последовательности аминокислот в цепи полипептидов. В результате синтезируется новый белок, что ведёт к появлению нового признака.

Генные мутации бывают следующих типов:

• дупликация – повторение участка гена;

• вставка – появление лишней пары нуклеотидов;

• делеция – выпадение одной или нескольких пар нуклеотидов;

• замена пар нуклеотидов в цепи;

• инверсия – поворот участка гена на 180°.

Генные мутации наиболее распространены и являются, как правило, нейтральными.

Хромосомные мутации – это изменения в структуре хромосом. В отличие от генных мутаций (в большинстве своём вполне безобидных) хромосомные мутации часто бывают летальными или являются причиной серьёзных наследственных заболеваний.

Этот вид мутаций включает 4 типа:

• делеция – утрата (выпадение) участка хромосомы;

• транслокация – изменение положения какого-то участка хромосомы;

• инверсия – поворот участка хромосомы на 180°;

• дупликация – удвоение участка хромосомы.

Геномные мутации – это изменение числа хромосом. Некоторые из таких мутаций приводят к весьма плачевным для организма последствиям (например, синдром Дауна или синдром Патау).

Геномные мутации бывают двух типов:

• анеуплоидия – увеличение или уменьшение числа хромосом;

• полиплоидия – кратное увеличение гаплоидного набора хромосом (Зn, 4n и т. д.).

Полиплоидия характерна для растений и простейших и практически не встречается у животных. Кстати, полиплоидные растения часто отличаются повышенной урожайностью, устойчивостью к болезням и жизнеспособностью, а потому это свойство активно используется в селекции.