Variabilità genetica

La variabilità genetica è la tendenza dei genotipi a differenziarsi a vicenda

Cos'è la variabilità genetica?

IL Variabilità genetica È la variazione del materiale genetico di una specie o popolazione, e questo include genomi. Questa variazione deriva da nuove mutazioni che modificano i geni, mediante riarrangiamenti a seguito della ricombinazione e del flusso genico tra le popolazioni di specie.

Nella biologia evolutiva, la variazione delle popolazioni è una condizione indispensabile per i meccanismi che danno origine a un cambiamento evolutivo può agire. Nelle popolazioni, il termine "evoluzione" è definito come il cambiamento nelle frequenze alleliche nel tempo e se non ci sono vari alleli, la popolazione non può evolversi.

La variazione esiste a tutti i livelli di organizzazione e, quando diminuiamo nella scala, la variazione aumenta. Troviamo variazioni nel comportamento, nella morfologia, nella fisiologia, nelle cellule, nella sequenza di proteine ​​e nella sequenza di basi di DNA.

Nelle popolazioni umane, ad esempio, possiamo osservare la variabilità attraverso i fenotipi.

Non tutte le persone sono fisicamente uguali, ognuno ha caratteristiche che lo caratterizzano (ad esempio, colore degli occhi, altezza, colore della pelle) e tale variabilità si trova anche nei geni.

Cause e fonti di variabilità genetica

Mutazione

Le mutazioni sono cambiamenti nel materiale genetico, permanente e ereditabile. Possono avere un'origine spontanea o essere indotti dall'ambiente. I componenti del DNA, le purine e le pirimidine hanno una certa instabilità chimica, che si traduce in mutazioni spontanee.

Una causa comune di mutazioni specifiche spontanee è la deaminazione delle citosine, che passano a Uracile. Pertanto, dopo diverse repliche in una cella, il cui DNA aveva una coppia in una posizione, viene sostituito da una coppia CG.

Inoltre, si verificano errori quando il DNA si sta replicando. Mentre è vero che il processo sta andando con grande lealtà, non è esente dagli errori.

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D'altra parte, ci sono sostanze che aumentano i tassi di mutazioni negli organismi e quindi sono chiamati mutageni. Questi includono una serie di sostanze chimiche, come EMS, e anche radiazioni ionizzanti.

Ri combinazione

La ricombinazione è lo scambio di DNA di cromosomi materni e paterni durante la divisione meiotica. Questo processo è praticamente presente in tutti gli organismi viventi, essendo un fenomeno fondamentale della riparazione del DNA e della divisione cellulare.

La ricombinazione è un evento cruciale in biologia evolutiva, poiché facilita il processo adattivo, grazie alla creazione di nuove combinazioni genetiche. Tuttavia, ha un lato negativo: rompe combinazioni favorevoli di alleli.

La ricombinazione è una caratteristica ereditabile, diverse popolazioni hanno una variazione additiva per essa e possono rispondere alla selezione negli esperimenti condotti in laboratorio.

Il fenomeno è modificato da una vasta gamma di variabili ambientali, inclusa la temperatura.

Flusso genico

Nelle popolazioni, gli individui che provengono da altre popolazioni possono raggiungere, alterando le frequenze alleliche della popolazione di arrivo. Per questo motivo, le migrazioni sono considerate forze evolutive.

Supponiamo che l'allele si sia avviato in una popolazione A, indicando che tutti gli organismi che fanno parte della popolazione portano l'allele in condizioni omozigote.

Se alcuni individui migranti portano l'allele A, E si riproducono con gli indigeni, la risposta sarà un aumento della variabilità genetica.

In quale parte del ciclo cellulare viene fornita la variazione genetica?

La variazione genetica si verifica in metafase e successivamente in anafase.

Tutta la variabilità che vediamo è genetica?

No, non tutta la variabilità che osserviamo nelle popolazioni degli organismi viventi ha basi genetiche. C'è un termine, ampiamente usato nella biologia evolutiva, chiamato eredità.

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Questo parametro quantifica la proporzione di varianza fenotipica dovuta alla variazione genetica.

Matematicamente, è espresso come segue: h² = V_G / (V_G + V_E). Analizzando questa equazione, avrà il valore di 1 se tutta la variazione che vediamo è dovuta a fattori genetici.

Tuttavia, l'ambiente ha anche un effetto sul fenotipo. Lo "standard di reazione" descrive come i genotipi identici variano in un gradiente ambientale (temperatura, pH, umidità, ecc.).

Allo stesso modo, genotipi diversi possono verificarsi sotto lo stesso fenotipo, incanalando i processi. Questo fenomeno funziona come un ammortizzatore di sviluppo che impedisce l'espressione di variazioni genetiche.

Esempi di variabilità genetica

La variazione nell'evoluzione: la falena Biston Betularia

Il tipico esempio di evoluzione per selezione naturale è il caso della falena Biston Betularia e la rivoluzione industriale. Questo lepidopter ha due colorazioni distintive, una luce e una scura.

Grazie all'esistenza di questa variazione ereditabile, e essere correlati al fitness Dell'individuo: la caratteristica potrebbe evolversi attraverso la selezione naturale. Prima della rivoluzione, la falena era facilmente nascosta nella chiara corteccia di betulla.

Con l'aumento dell'inquinamento, gli alberi si oscurano. In questo modo, ora le falene scure avevano un vantaggio rispetto ai bianchi: questi potevano essere nascosti molto meglio e venivano consumati in misura minore della luce. Pertanto, durante la rivoluzione, le falene nere sono aumentate frequentemente.

Popolazioni naturali con poca variazione genetica

Guepardo o Chita (Acinonyx jubatus) È un felino noto per la sua morfologia stilizzata e le incredibili velocità che raggiunge. Questo lignaggio ha subito un fenomeno noto come "collo di bottiglia", nel pleistocene.

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Questa drastica riduzione della popolazione ha comportato la perdita di variabilità nella popolazione.

Oggi, le differenze genetiche tra i membri della specie raggiungono valori allarmanti. Questo fatto è un problema per il futuro della specie, poiché se viene attaccato da un virus, ad esempio, che elimina i membri, è molto probabile che li elimineranno tutti.

In altre parole, non hanno la capacità di adattarsi. Per questi motivi, è così importante che vi sia una variazione genetica sufficiente all'interno di una popolazione.

Altri esempi

- Mutazione negli elefanti: A causa della caccia intensiva che questa specie ha sofferto per ottenere avorio, in Africa, negli ultimi anni è stato osservato che coloro che sopravvivono di più sono femmine, che hanno un'alterazione delle zanne di produzione. Pertanto, ora è stato replicato nella prole, nei maschi o nelle femmine, la mutazione senza zanne, come strategia di sopravvivenza.

- Gli orsi polari: Si sono adattati geneticamente per vivere in ambienti ghiacciati artici, con uno strato grasso da 10 cm, pelle nera e peli trasparenti.

- Il cane e il gatto: Entrambi gli animali sono stati addomesticati dall'essere umano per diverse migliaia di anni. Ciò li ha resi adattati all'azienda umana come strategia di sopravvivenza, sia nel loro aspetto che nel loro comportamento.

Riferimenti

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., et al. (2002). Biologia della cellula molecolare. New York: Garland Science.
2. Freeman, s., & Herron, J. C. (2002). Analisi evolutiva. Prentice Hall.
3. Lodish, h., Berk, a., Zipursky, s.L., et al. (2000). Biologia cellulare molecolare. New York: W. H. Freeman.
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