Evolutsiooni mutatsiooniprotsess on arengu üks olulisemaid lülisid. Enamikul juhtudel avaldab see algselt ebasoodsat mõju indiviidide fenotüübile. Kuid retsessiivsena esinevad muutunud alleelid reeglina vastava lookuse heterosügootsete genotüüpide geenifondides. Mõelge lähem alt mutatsiooniprotsessi rollile evolutsioonis.
Üldine teave
Mutatsiooniprotsess on pärilik äkiline muutus, mille kutsub esile geneetilise materjali järsk funktsionaalne ja struktuurne transformatsioon. Viimane on organiseeritud mitmesuguste elementide hierarhiasse, alates geenis esinevatest molekulaarsetest saitidest kuni kromosoomide ja genoomideni. Mutatsiooniprotsess on elanikkonnale survet avaldav tegur. Selle tulemusena muutub ühe alleeli sagedus teise suhtes.
Parim efekt
Kuna heterosügootse genotüübi genofondis on mutantseid alleele, on välistatud otsene negatiivne mõju selle geeni poolt kontrollitava tunnuse fenotüübilisele ekspressioonile.
Hübriidvõimsuse (heteroosi) tõttu paljudmutatsioonid heterosügootses olekus aitavad sageli kaasa organismi elujõulisuse suurenemisele.
Alleelide säilimise kaudu, millel pole praeguses eksistentsikeskkonnas kohanemisväärtust, kuid mis on võimelised seda omandama kas tulevikus või muude ökoloogiliste niššide arendamisel, moodustub varieeruvuse reserv.
Mutatsiooniprotsessi tähendus
Olulisus tuleneb sellest, et iseeneslike muutuste ja nende kombinatsioonide pideva esinemisega tekivad ristumisel uued geenide ja transformatsioonide kombinatsioonid. See omakorda toob paratamatult kaasa rahvastiku päriliku kohanemise. Mutatsiooniprotsessi roll on suurendada geneetilist heterogeensust. Samas pole see ilma muude tegurite osaluseta suuteline suunama loomuliku populatsiooni transformatsiooni.
Mutatsiooniprotsess on elementaarse materjali allikas, muutlikkuse reserv. Teisenduste ilmumisel on statistiline ja tõenäosuslik iseloom. Protsessi evolutsiooniline tähtsus seisneb looduslike populatsioonide kõrge heterogeensuse säilitamises, osalemises erinevate alleelide tekkes ja uute geenide tekkes. Mutatsiooniprotsess loob teatud geenifondis täieliku varieeruvuse. Pideva vooluga on sellel suunamatu ja juhuslik iseloom.
Eriandmed
Mutatsiooniprotsess toimub kogu elu jooksul. Mõned transformatsioonid võivad erinevates organismides toimuda korduv alt. Geenivaramud on pideva mõju allmutatsiooniprotsess. See kompenseerib üheainsa muudatuse kadumise suure tõenäosuse mitme põlvkonna jooksul. Vaatamata asjaolule, et mutatsiooniprotsess avaldab ühele geenile suhteliselt vähe survet, kui neid on palju, toimub geneetiline struktuur olulisi muutusi.
Mehhanism ja tulemus
Pidevate ristamiste tulemusena ilmnevad paljud alleelide kombinatsioonid. Geneetiline kombinatoorika uurib korduv alt mutatsioonide olulisust. Nad tungivad uutesse genoomidesse, esinevad erinevates genotüüpsetes keskkondades. Selliste geneetilise materjali kombinatsioonide potentsiaalne arv igas populatsioonis on tohutu. Teoreetiliselt tõenäolisest valikuvõimaluste hulgast realiseerub aga vaid tühine osa. Teostatud kombinatsioonide osakaal määrab peaaegu iga indiviidi ainulaadsuse. See tegur on äärmiselt oluline loodusliku valiku rakendamiseks.
Avaldamise tunnused
Mutatsioonid on evolutsiooni põhielemendid. Neid on mitut tüüpi: genoomne, kromosomaalne, geen. Mutatsioonide avaldumise tunnuste hulgas tuleks esile tõsta nende väljendusvõimet. See peegeldab nende fenotüübilise väljenduse astet. Lisaks iseloomustab mutatsioone läbitungimine. See näitab fenotüüpiliste ilmingute sagedust populatsiooni konkreetse geeni ühes alleelis, sõltumata ekspressiivsusest.
Geenimutatsioonid
Need esindavad nukleotiidjärjestuse transformatsiooni. Mutatsiooniprotsess muudab sel juhul geeni toime olemust. Tavaliselt toimub molekulaarne transformatsioon, mis põhjustab fenotüübilise efekti. Oletame, et teatud geenis, teatud punktis koodides, on glutamiinhapet kodeeriv CTT. Ainult ühe nukleotiidi asendamisel võib see muutuda GTT koodoniks. Ta ei osale mitte glutamiinhappe, vaid glutamiini sünteesis. Algsed ja mutantsed valgumolekulid on erinevad ja see põhjustab tõenäoliselt fenotüüpse iseloomuga sekundaarseid erinevusi. Uue alleeli täpne replikatsioon toimub kuni uue muutuse toimumiseni. Geenimutatsiooniga tekib seega homoloogsete elementide seeria või paar. Võite teha ka vastupidise järelduse. Konkreetse geeni alleelse varieeruvuse olemasolu tähendab, et see muteeriti teatud ajahetkel.
Extra
Heterosügootne seisund, diploidne genotüüp, "vaikne DNA" – kõik need on mutatsioonide lõksud. Geneetilise koodi taandarenguga räägib transformatsioonide esinemise haruldus reparatsioonist. Olemasolevates elusorganismides peaksid mutatsiooniprotsessid toimuma teatud sagedusega. Sellest peaks piisama muutuste tekitamiseks, millega populatsioonid viidaks uuele tasemele. Mutatsioone leidub erinevates kontsentratsioonides. Mõned neist peaksid osalema elusorganismide ajaloolises arenguprotsessis, aidates kaasa uute taksonite tekkele. Mutatsioonid ilmnevad reeglina ilma üleminekuteta, diskreetselt jaspasmiliselt. Kui muutus toimub, on see stabiilne. See kandub edasi järglastele. Mutatsioonid ei toimu suunatud viisil. Sama muudatust saab korrata ikka ja jälle.
Adaptiivne väärtus
Enamik uutest mutantidest on oluliselt madalama elujõulisusega kui metsik/tavaline tüüp. Samal ajal väljendub see erineval määral: subvitaalsest, vaevumärgatavast kuni poolsurmava ja letaalse seisundini. X-kromosoomi muutustega ilmnenud Drosophila mutantide elujõulisuse analüüsis oli see 90% isikutel madalam kui normaalsetel. 10%-l oli supervitaalne seisund – suurenenud elujõud. Üldiselt on tekkivate mutantide kohanemisväärtus reeglina langenud. Seda iseloomustab morfoloogiliste tunnuste ja viljakuse funktsionaalne kasulikkus, füsioloogiline elujõud.
