ČO JE GENOFOND? - BIOLÓGIE - 2024

Genofond je termín používaný v genetike populácie opísať súbor alel nesených všetkým osobám, ktoré sú súčasťou populácie. Nazýva sa tiež genofond alebo „genofond“.

Rovnakým spôsobom má každý špecifický gén svoju vlastnú génovú zásobu vytvorenú z každej alely tohto génu. V populácii sa každý jednotlivec považuje za jedinečný z hľadiska genetického zloženia.

Zdroj: Smihael, z Wikimedia Commons

Pochopenie pojmu genofond je kľúčom k evolučnej biológii, pretože tento pojem je súčasťou definície evolúcie. Populácia je teda v rovnováhe, keď sa genofond nemení; Naopak, hovoríme, že populácia sa vyvíja, ak dôjde k zmene genofondu z jednej generácie na nasledujúcu.

Môžeme vziať alelu a určiť jej frekvenciu - génovú frekvenciu - a môžeme ju tiež vyjadriť v percentách ako vyjadrenie množstva danej alely v porovnaní so zvyškom alel, ktoré nachádzame v populácii.

definícia

Genofond je definovaný ako celý súbor génov v populácii. V biológii sa definícia populácie týka zoskupenia jedincov toho istého druhu, ktorí zdieľajú fyzický priestor a môžu sa potenciálne rozmnožovať.

Tento výraz prvýkrát použil v roku 1920 ruský rodák Aleksandr Sergeevich. Slávny a vplyvný evolučný biológ Theodosius Dobzhansky tak priniesol tento termín do Spojených štátov a preložil ho ako „genofond“.

Každý gén môže mať rôzne formy alebo varianty a každý sa považuje za alelu.

Vezmime napríklad hypotetický príklad génu, ktorý kóduje kožušinu určitého cicavca. Tento cicavec môže mať bielu alebo čiernu srsť. Gén, ktorý kóduje bielu farbu, sa považuje za alelu aj za ďalšiu charakteristiku.

Dôsledky vo variácii genofondov

Každá populácia má genofond, ktorý ju charakterizuje, niektoré sú bohaté na rôzne gény, zatiaľ čo iné majú zlú variabilitu vo všetkých svojich génoch.

Populácie, ktoré majú početné variácie v ich genofondoch, môžu predstavovať priaznivé variácie, ktoré umožňujú zvýšenie ich frekvencie v populácii.

Je potrebné si uvedomiť, že rozdiely v populácii sú nevyhnutnou podmienkou, aby mohli pôsobiť mechanizmy, ktoré vedú k evolúcii - nazývajú sa to prirodzený výber alebo genetický unášaný pohyb.

Na druhej strane, znížený počet génov môže mať vážne následky na osud populácie - v najzávažnejších prípadoch podporuje vyhynutie. Napríklad v niektorých populáciách mačiek je genetická variabilita extrémne zlá, a preto sa uvádza, že sú vystavené nebezpečenstvu vyhynutia.

Genofond v genetike a evolučnej biológii

Z hľadiska populačnej genetiky je mikroevolúcia definovaná ako „zmena frekvencií aliel v populácii“.

V populačných štúdiách sa genetici často zameriavajú na súbor génov v populácii v danom čase. Zásoba génov sa považuje za nádobu, od ktorej potomkovia získavajú svoje gény.

Gény majú fyzické umiestnenie, známe ako loci, a môžu sa skladať z dvoch alebo viacerých alel v génovej skupine. Na každom mieste môže byť jednotlivec homozygotný alebo heterozygotný. V prvom prípade sú dve alely identické, zatiaľ čo heterozygot má dve rôzne alely.

Génový bazén v škvrnitých moriach

Typickým príkladom evolučnej biológie je bodkovaný mol. V tomto lepidopteráne sú dve alely, ktoré určujú farbu tela. Jeden z nich určuje svetlú farbu a druhý tmavú farbu.

Postupom času sa v populácii môžu meniť frekvencie oboch alel. Ľudské pôsobenie malo výrazný vplyv na vývoj farby v mesiacoch.

V nekontaminovaných oblastiach sa alela, ktorá určuje farbu svetla, bude zvyšovať s frekvenciou, pretože poskytuje fyzickú výhodu jednotlivcovi, ktorý ju vlastní. Napríklad môže pôsobiť ako kamufláž v ľahkej kôre stromov v oblasti.

Naopak, znečistené oblasti často stmavnú kôru stromov. V týchto oblastiach sa zvýši relatívna frekvencia alely pre tmavú farbu.

V obidvoch prípadoch pozorujeme zmenu relatívnych frekvencií alel. Túto variáciu v génovej skupine nazývame mikroevolúcia.

Pôvod súboru ľudských génov

Pääbo (2015) nám dáva pohľad na rozmanitý genofond nášho druhu. Pôvod toho, ako sa noví ľudia objavili, bol vždy predmetom osobitného záujmu paleontológov a evolučných biológov. Ďalej urobíme zhrnutie autorovej práce:

Pochádza celý náš genofond z Afriky?

Najznámejšou teóriou je pôvod človeka v Afrike a následné rozptýlenie po celom svete. Naši predkovia tak konkurenčne vysídlili zvyšky vražd, ktoré obývali planétu, bez toho, aby si s nimi vymieňali gény.

Naopak, z iného hľadiska sa tvrdí, že medzi hominidnými populáciami existuje výmena génov, ktorá vytvára určitý druh „regionálnej kontinuity“.

Obe teórie formulujú rôzne pôvody toho, ako vznikli všetky variácie v našej génovej skupine, či už všetky variácie, ktoré sme našli, pochádzajú z Afriky alebo majú hlbšie korene a pôvody.

Aktuálne dôkazy

Dôkazy nájdené v genóme neandertálskeho človeka (Homo neanderthalensis) nám umožňujú dospieť k záveru, že žiadny zo vznesených názorov nie je úplne správny. V skutočnosti je náš genofond zložitejší, ako sme očakávali.

Aj keď je pravda, že ľudský génový fond pochádza z Afriky, približne 1 až 3% genómu pochádza z krajín mimo subsaharskej Afriky a vykazuje pôvod z Neardentalu.

Zdá sa, že asi 5% nášho genofondu pochádza zo skupiny nachádzajúcej sa v Oceánii: Denisovanovci, vzdialení príbuzní neandertálcov, ktorých sekvencia pochádza z kosti nájdenej v južnej Sibíri.

Súčasné dôkazy podporujú najmenej tri „génové“ pohyby: jeden z Neandertálcov po predkov Ázie, ďalší z Neandertálcov do Denisovanov a konečný tok z Denisovanov do neznámej skupiny hominidov, ktoré sa oddeľujú od počet riadkov asi pred miliónom rokov.

Referencie

1. Campbell, NA (2001). Biológia: Koncepty a vzťahy. Pearson Education.
2. Dawkins, R. (2010). Evolution: najväčšia show na Zemi. Grupo Planeta Španielsko.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
4. Monge-Nájera, J. (2002). Všeobecná biológia. EUNED.
5. Pääbo, S. (2015). Rôzne pôvody ľudského génového fondu. Nature Reviews Genetics, 16 (6), 313-314.