Mutačný proces evolúcie je jedným z najdôležitejších článkov vo vývoji. Vo väčšine prípadov má spočiatku nepriaznivý vplyv na fenotyp jedincov. Keďže sú však recesívne, zmenené alely sú spravidla prítomné v genofondoch v heterozygotných genotypoch pre zodpovedajúci lokus. Ďalej zvážte úlohu mutačného procesu v evolúcii.
Všeobecné informácie
Mutačný proces je dedičná náhla zmena vyvolaná prudkou funkčnou a štrukturálnou transformáciou genetického materiálu. Ten je usporiadaný do hierarchie rôznych prvkov, od molekulárnych miest prítomných v géne po chromozómy a genómy. Mutačný proces je faktorom tlaku na populáciu. V dôsledku toho sa frekvencia jednej alely mení vo vzťahu k inej.
Najlepší efekt
Vzhľadom na prítomnosť mutantných alel v genofonde v heterozygotnom genotype je vylúčený priamy negatívny vplyv na fenotypovú expresiu znaku kontrolovaného týmto génom.
Vďaka hybridnej sile (heteróze) mnohémutácie v heterozygotnom stave často prispievajú k zvýšeniu životaschopnosti organizmu.
Zachovaním alel, ktoré nemajú adaptívnu hodnotu v súčasnom prostredí existencie, ale sú schopné ju nadobudnúť buď v budúcnosti alebo pri rozvoji iných ekologických výklenkov, sa vytvára rezerva variability.
Význam mutačného procesu
Význam je daný tým, že pri neustálom výskyte spontánnych zmien a ich kombinácií vznikajú pri krížení nové kombinácie génov a premien. To následne nevyhnutne vedie k dedičným úpravám populácie. Úlohou mutačného procesu je zvýšiť genetickú heterogenitu. Zároveň bez spoluúčasti ďalších faktorov nie je schopný usmerňovať transformáciu prirodzeného obyvateľstva.
Mutačný proces je zdrojom elementárneho materiálu, rezervou variability. Výskyt transformácií má štatistický a pravdepodobnostný charakter. Evolučný význam procesu spočíva v udržiavaní vysokej heterogenity prirodzených populácií, podieľajúcich sa na tvorbe rôznych alel a vzniku nových génov. Mutačný proces vytvára celý rad variability v konkrétnom genofonde. Vďaka svojmu neustálemu toku má neriadený a náhodný charakter.
Specific
Proces mutácie prebieha počas existencie celého života. Niektoré premeny sa môžu opakovať v rôznych organizmoch. Genofondy sú pod neustálym vplyvommutačný proces. To kompenzuje vysokú pravdepodobnosť straty jedinej zmeny v niekoľkých generáciách. Napriek skutočnosti, že proces mutácie vyvíja relatívne malý tlak na jeden gén, pri veľkom počte z nich prechádza genetická štruktúra významnými zmenami.
Mechanizmus a výsledok
V dôsledku súvislého kríženia sa objavuje mnoho kombinácií alel. Genetická kombinatorika opakovane skúma význam mutácií. Prenikajú do nových genómov, objavujú sa v rôznych genotypových prostrediach. Potenciálny počet takýchto kombinácií genetického materiálu v rámci akejkoľvek populácie je obrovský. Realizuje sa však len zanedbateľná časť z teoreticky pravdepodobného počtu možností. Realizovaný pomer kombinácií určuje jedinečnosť takmer každého jedinca. Tento faktor je mimoriadne dôležitý pre realizáciu prirodzeného výberu.
Funkcie prejavu
Mutácie sú základným prvkom evolúcie. Existuje niekoľko typov: genómový, chromozomálny, génový. Medzi znakmi prejavu mutácií je potrebné zdôrazniť ich expresivitu. Odráža stupeň ich fenotypového prejavu. Okrem toho sa mutácie vyznačujú penetranciou. Predstavuje frekvenciu fenotypových prejavov v jednej alele konkrétneho génu v populácii, bez ohľadu na expresivitu.
Génové mutácie
Predstavujú transformáciu nukleotidovej sekvencie. Mutačný proces v tomto prípade mení charakter pôsobenia génu. Zvyčajne dochádza k molekulárnej transformácii, ktorá spôsobuje fenotypový efekt. Predpokladajme, že v určitom géne sa v určitom bode kódov nachádza CTT kódujúca kyselinu glutámovú. Pri nahradení iba jedného nukleotidu sa môže zmeniť na kodón GTT. Bude sa podieľať na syntéze nie kyseliny glutámovej, ale glutamínu. Pôvodné a mutantné proteínové molekuly sú odlišné a to pravdepodobne povedie k sekundárnym rozdielom fenotypovej povahy. Presná replikácia novej alely bude prebiehať, kým nenastane nová zmena. Pri génovej mutácii tak vzniká séria alebo pár homológnych prvkov. Môžete vyvodiť aj opačný záver. Prítomnosť alelickej variability pre konkrétny gén znamená, že bol zmutovaný v určitom čase.
Extra
Heterozygotný stav, diploidný genotyp, „tichá DNA“– to všetko sú pasce na mutácie. S degeneráciou genetického kódu vzácnosť výskytu transformácií hovorí o náprave. Mutačné procesy by sa mali v existujúcich živých organizmoch vyskytovať s určitou frekvenciou. Malo by to stačiť na to, aby spôsobilo zmeny, ktorými by sa populácia dostala na novú úroveň. Mutácie sa nachádzajú v rôznych koncentráciách. Niektoré z nich by sa mali podieľať na historickom procese vývoja živých organizmov, prispievať k formovaniu nových taxónov. Mutácie sa spravidla objavujú bez prechodov, diskrétne akŕčovito. Akonáhle dôjde k zmene, je stabilná. Prenáša sa na potomstvo. Mutácie sa nevyskytujú riadeným spôsobom. Tá istá zmena sa môže opakovať znova a znova.
Adaptívna hodnota
Väčšina nových mutantov má výrazne nižšiu životaschopnosť ako divoký/normálny typ. Zároveň sa prejavuje v rôznych stupňoch: od subvitálneho, sotva viditeľného až po semiletálny a letálny stav. Pri analýze životaschopnosti mutantov Drosophila, ktorá sa objavila so zmenami na X chromozóme, bola u 90% jedincov nižšia ako u normálnych. 10 % malo supervitálny stav – zvýšená vitalita. Celkovo je adaptačná hodnota vznikajúcich mutantov spravidla znížená. Vyznačuje sa funkčnou užitočnosťou morfologických znakov a plodnosťou, fyziologickou vitalitou.
