تعدد الأشكال الجيني هو حالة يوجد فيها تنوع طويل الأمد للجينات ، لكن تواتر الجين الأكثر ندرة في السكان هو أكثر من واحد بالمائة. تحدث صيانتها بسبب الطفرة المستمرة للجينات ، وكذلك إعادة التركيب المستمر. وفقًا للدراسات التي أجراها العلماء ، فإن تعدد الأشكال الجيني منتشر ، لأنه يمكن أن يكون هناك عدة ملايين من مجموعات الجين.
مخزون كبير
يعتمد التكيف الأفضل للسكان مع بيئة جديدة على مخزون كبير من تعدد الأشكال ، وفي هذه الحالة ، يحدث التطور بشكل أسرع. لا توجد إمكانية عملية لتقييم العدد الكامل للأليلات متعددة الأشكال باستخدام الطرق الجينية التقليدية. هذا يرجع إلى حقيقة أن وجود جين معين في النمط الجيني يتم عن طريق تهجين الأفراد الذين لديهم سمات نمطية مختلفة يحددها الجين. إذا كنت تعرف أي جزء في مجتمع معين يتكون من أفرادنمط ظاهري مختلف ، يصبح من الممكن تحديد عدد الأليلات التي يعتمد عليها تكوين سمة معينة.
كيف بدأ كل شيء؟
بدأ علم الوراثة في التطور بسرعة في الستينيات من القرن الماضي ، ثم بدأ استخدام البروتين أو الإنزيم الكهربائي للهلام ، مما جعل من الممكن تحديد تعدد الأشكال الجيني. ما هي هذه الطريقة؟ وبمساعدته ، تحدث حركة البروتينات في مجال كهربائي ، والذي يعتمد على حجم البروتين المتحرك ، وتكوينه ، وكذلك الشحنة الكلية في أجزاء مختلفة من الهلام. بعد ذلك ، اعتمادًا على الموقع وعدد البقع التي ظهرت ، يتم تحديد المادة المحددة. لتقييم تعدد أشكال البروتين في مجموعة سكانية ، يجدر فحص حوالي 20 موقعًا أو أكثر. ثم ، باستخدام الطريقة الرياضية ، يتم تحديد عدد الجينات الأليلية ، وكذلك نسبة متجانسة الزيجوت ومتغايرة الزيجوت. وفقًا للبحث ، يمكن أن تكون بعض الجينات أحادية الشكل ، في حين أن البعض الآخر يمكن أن يكون متعدد الأشكال بشكل غير عادي.
أنواع تعدد الأشكال
مفهوم تعدد الأشكال واسع للغاية ، فهو يتضمن نسخة انتقالية ومتوازنة. يعتمد ذلك على القيمة الانتقائية للجين والانتقاء الطبيعي ، مما يضغط على السكان. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون وراثيًا وصبغيًا.
تعدد الأشكال الجيني والكروموسوم
يتم تمثيل تعدد الأشكال الجيني في الجسم بأكثر من أليل واحد ، مثال صارخ على ذلك يمكن أن يكون الدم. الكروموسوماتيمثل الاختلافات داخل الكروموسومات التي تحدث بسبب الانحرافات. في الوقت نفسه ، هناك اختلافات في المناطق غير المتجانسة. في غياب علم الأمراض الذي سيؤدي إلى الانتهاك أو الموت ، تكون هذه الطفرات محايدة.
تعدد الأشكال العابر
يحدث تعدد الأشكال الانتقالي عندما يتم استبدال الأليل الذي كان شائعًا في مجتمع ما بآليل آخر يوفر لحامله قدرة أكبر على التكيف (يسمى أيضًا الأليلات المتعددة). مع هذا التنوع ، هناك تحول موجه في النسبة المئوية للأنماط الجينية ، بسبب حدوث التطور ، ويتم تنفيذ دينامياته. يمكن أن تكون ظاهرة الآلية الصناعية مثالًا جيدًا يميز تعدد الأشكال الانتقالي. ما تظهره فراشة بسيطة ، مع تطور الصناعة ، غيرت اللون الأبيض لجناحيها إلى اللون الداكن. بدأت هذه الظاهرة بالملاحظة في إنجلترا ، حيث تحول أكثر من 80 نوعًا من عثة البتولا إلى اللون الداكن من الزهور الكريمية الباهتة ، والتي لوحظت لأول مرة بعد عام 1848 في مانشستر فيما يتعلق بالتطور السريع للصناعة. بالفعل في عام 1895 ، اكتسب أكثر من 95 ٪ من العث لون جناح داكن. ترتبط هذه التغييرات بحقيقة أن جذوع الأشجار أصبحت أكثر تدخينًا ، وأصبحت الفراشات الخفيفة فريسة سهلة لمرض القلاع وروبينز. حدثت التغييرات بسبب الأليلات الصباغية الطافرة.
تعدد الأشكال المتوازن
التعريفيميز "تعدد الأشكال المتوازن" عدم وجود تحول في أي نسب عددية لأشكال مختلفة من الأنماط الجينية في مجموعة سكانية تعيش في ظروف بيئية مستقرة. هذا يعني أنه من جيل إلى جيل تظل النسبة كما هي ، ولكنها قد تتقلب قليلاً ضمن قيمة أو أخرى ، وهو أمر ثابت. بالمقارنة مع تعدد الأشكال العابر والمتوازن - ما هو؟ إنها في المقام الأول عملية تطورية ثابتة. I. Schmalhausen في عام 1940 أطلق عليها أيضًا اسم تغاير التوازن.
مثال على تعدد الأشكال المتوازن
خير مثال على تعدد الأشكال المتوازن هو وجود جنسين في العديد من الحيوانات أحادية الزواج. هذا يرجع إلى حقيقة أن لديهم مزايا انتقائية مكافئة. نسبتهم داخل عدد سكان واحد متساوية دائمًا. إذا كان هناك تعدد الزوجات في السكان ، فيمكن انتهاك النسبة الانتقائية لممثلي كلا الجنسين ، وفي هذه الحالة يمكن تدمير ممثلي أحد الجنسين تمامًا أو استبعادهم من التكاثر إلى حد أكبر من ممثلي الجنس الآخر.
مثال آخر هو فصيلة الدم وفقًا لنظام AB0. في هذه الحالة ، قد يكون تواتر الأنماط الجينية المختلفة في مجموعات سكانية مختلفة مختلفًا ، ولكن إلى جانب ذلك ، من جيل إلى جيل ، لا يغير ثباته. ببساطة ، لا يوجد نمط وراثي واحد لديه ميزة انتقائية على الآخر. وفقًا للإحصاءات ، فإن الرجال من فصيلة الدم الأولى لديهممتوسط العمر المتوقع أكبر من بقية الجنس الأقوى مع أنواع الدم الأخرى. على قدم المساواة مع هذا ، فإن خطر الإصابة بقرحة الاثني عشر في وجود المجموعة الأولى أعلى ، لكنها يمكن أن تثقب ، وهذا سيسبب الوفاة في حالة المساعدة المتأخرة.
التوازن الجيني
يمكن انتهاك هذه الحالة الهشة لدى السكان نتيجة للطفرات العفوية ، بينما يجب أن تكون بتردد معين وفي كل جيل. أظهرت الدراسات أن تعدد الأشكال لجينات نظام الإرقاء ، والذي يوضح فك تشفيره ما إذا كانت العملية التطورية تساهم في هذه التغييرات أو ، على العكس من ذلك ، تتعارض معها ، مهمة للغاية. إذا تتبعنا مسار عملية الطفرات في مجموعة سكانية معينة ، فيمكننا أيضًا الحكم على قيمتها للتكيف. يمكن أن تكون مساوية لواحد إذا لم يتم استبعاد الطفرة أثناء عملية الاختيار ، ولا توجد عقبات أمام انتشارها.
تظهر معظم الحالات أن قيمة مثل هذه الجينات أقل من واحد ، وفي حالة عدم قدرة مثل هذه الطفرات على التكاثر ، فإن كل شيء ينخفض إلى 0. يتم تجاهل الطفرات من هذا النوع في عملية طبيعية الانتقاء ، ولكن هذا لا يستبعد التغيير المتكرر لنفس الجين الذي يعوض عن الإزالة التي يتم إجراؤها عن طريق الانتقاء. ثم يتم الوصول إلى التوازن ، ويمكن أن تظهر الجينات الطافرة أو ، على العكس من ذلك ، تختفي. ينتج عن هذا عملية متوازنة.
مثال يمكن أن يميز بوضوح ما يحدث هو فقر الدم المنجلي. في هذه الحالةيساهم الجين المتحور السائد في الحالة المتماثلة اللواقح في الموت المبكر للكائن الحي. الكائنات الحية غير المتجانسة تعيش ولكنها أكثر عرضة للإصابة بالملاريا. يمكن تتبع تعدد الأشكال المتوازن لجين فقر الدم المنجلي في مناطق انتشار هذا المرض المداري. في مثل هذه المجموعة السكانية ، يتم القضاء على متماثلة الزيجوت (الأفراد الذين لديهم نفس الجينات) ، جنبًا إلى جنب مع هذا ، يعمل الاختيار لصالح متغاير الزيجوت (الأفراد الذين لديهم جينات مختلفة). نظرًا للاختيار المستمر متعدد النواقل في مجموعة الجينات للسكان ، يتم الحفاظ على الأنماط الجينية في كل جيل ، مما يوفر قدرة أفضل على التكيف للكائن الحي مع الظروف البيئية. إلى جانب وجود جين فقر الدم المنجلي في البشر ، هناك أنواع أخرى من الجينات التي تميز تعدد الأشكال. ماذا يعطي؟ ستكون الإجابة على هذا السؤال ظاهرة مثل التغاير.
الطفرات متغايرة الزيجوت وتعدد الأشكال
تعدد الأشكال متغاير الزيجوت يوفر عدم وجود تغييرات النمط الظاهري في وجود الطفرات المتنحية ، حتى لو كانت ضارة. لكن إلى جانب ذلك ، يمكن أن تتراكم في السكان إلى مستوى عالٍ ، والذي يمكن أن يتجاوز الطفرات السائدة الضارة.
شرط لا غنى عنه للعملية التطورية
العملية التطورية مستمرة ، وشرطها الإلزامي تعدد الأشكال. ما هو - يُظهر القدرة المستمرة على التكيف لسكان معينين مع بيئتهم. الكائنات الحية المتنوعة التي تعيش داخل نفس المجموعة يمكن أن تكون في حالة متغايرة الزيجوت وتنتقل من جيل إلى جيل من أجللعدة سنوات. إلى جانب ذلك ، قد لا يكون لديهم مظهر مظهري - بسبب الاحتياطي الهائل من التباين الجيني.
جين الفبرينوجين
في معظم الحالات ، يعتبر الباحثون تعدد الأشكال الجيني الفبرينوجين بمثابة مقدمة لتطور السكتة الدماغية. لكن في الوقت الحالي ، تظهر المشكلة في المقدمة ، حيث يمكن للعوامل الوراثية والمكتسبة أن تمارس تأثيرها على تطور هذا المرض. يتطور هذا النوع من السكتة الدماغية بسبب تجلط شرايين الدماغ ، ومن خلال دراسة تعدد الأشكال لجين الفيبرينوجين ، يمكن للمرء أن يفهم العديد من العمليات ، التي تؤثر على أي منها ، يمكن الوقاية من المرض. العلاقة بين التغيرات الجينية والبارامترات البيوكيميائية للدم لا تدرس حاليا بشكل كاف من قبل العلماء. سيسمح البحث الإضافي بالتأثير على مسار المرض أو تغيير مساره أو ببساطة منعه في مرحلة مبكرة من التطور.
