Окружающая среда как причина модификаций

Модификационная изменчивость — это результат не изменений генотипа, а его реакции на условия окружающей среды. При модификационной изменчивости наследственный материал не изменяется, — изменяется проявление генов.

Под действием определенных условий окружающей среды на организм изменяется течение ферментативных реакций (активность ферментов) и может происходить синтез специализированных ферментов, некоторые из которых (MAP-киназа

и др.) ответственны за регуляцию транскрипции генов, зависящую от изменений окружающей среды. Таким образом, факторы окружающей среды способны регулировать экспрессию генов, то есть интенсивность выработки ими специфических белков, функции которых отвечают специфическим факторам окружающей среды.

Например, за выработку меланина ответственны четыре гена, которые находятся в разных хромосомах. Наибольшее количество доминантных аллелей этих генов — 8 — содержится у людей негроидной расы. При воздействии специфической окружающей среды, например, интенсивного воздействия ультрафиолетовых лучей, происходит разрушение клеток эпидермиса, что приводит к выделению эндотелина-1 и эйкозаноидов. Они вызывают активацию фермента тирозиназы и его биосинтез. Тирозиназа, в свою очередь, катализирует окисление аминокислоты тирозина. Дальнейшее образование меланина проходит без участия ферментов, однако большее количество фермента обуславливает более интенсивную пигментацию.

11. Генотип и фенотип

Термин "генотип" был введен в науку Иогансоном в 1909 г. Генотип (genotype, от греч. genos - род и typos - отпечаток, форма, образец) - совокупность генов организма, в более широком смысле - совокупность всех наследственных факторов организма, как ядерных, так и неядерных. Сочетание уникальных геномов (наборов), полученных от каждого из родителей, создает генотип, лежащий в основе генетической индивидуальности.

Понятия генотип и фенотип - очень важные в биологии. Как сказано выше, совокупность всех генов организма составляет его генотип. Совокупность всех признаков организма (морфологических, анатомических, функциональных и др.) составляет фенотип. На протяжении жизни организма его фенотип может изменяться, однако генотип при этом остается неизменным. Это объясняется тем, что фенотип формируется под влиянием генотипа и условий среды.

Слово генотип имеет два смысла. В широком смысле - это совокупность всех генов данного организма. Но применительно к опытам того типа, которые ставил Мендель, словом генотип обозначают сочетание аллелей, которые контролируют данный признак (например, организмы могут иметь генотип AA, Aа или аа).

Таким образом, генотип - это:

- характерная для данного индивидуума вся совокупность генетических (геномных) характеристик и

- характеристика определенных пар аллелей , которые индивидуум имеет в исследуемом районе генома.

Итак, фенотип - это различимые или измеряемые характеристики (физические, биохимические, физиологические) индивидуума. Любые поддающиеся наблюдению свойства и физические характеристики организма. Термин фенотип относится к любым морфологическим, биохимическим, физиологическим и поведенческим характеристикам организмов. Термин признак (trait) - отдельная характеристика организма, например, форма носа, цвет глаз, количество пальцев. Существуют определенные трудности в трактовке термина "признак" (trait) в литературе. Иногда trait отождествляют с англоязычным термином character. В других случаях их различают, и trait рассматривают как частное проявление более общего образа - character. В этом случае термин character относят к таким общим образам, как форма носа, цвет глаз и т.д., тогда как trait обозначет частные проявления этих образов у отдельных индивидуумов - короткий нос, голубые глаза. В этом смысле character в фенотипе соответствует локусу в генотипе , a trait соответствует определенному аллелю локуса.

Термин "фенотип", как и генотип , используется в двух смыслах. В широком смысле - это совокупность всех признаков организма. Но применительно к моногибридному скрещиванию словом фенотип обычно обозначают тот признак, который в этом скрещивании изучается, например высокое растение имеет один фенотип, а карликовое - другой.

12. Норма реакции

способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Она характеризует долю участия среды в реализации признака и определяет модификационную изменчивость вида. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Один и тот же ген в разных условиях среды может реализоваться в несколько проявлений признака (фенов). В каждом конкретном онтогенезе из спектра проявлений признака реализуется только один. Аналогично один и тот же генотип в разных условиях среды может реализоваться в целый спектр потенциально возможных фенотипов, но в каждом конкретном онтогенезе реализуется только один фенотип. Под наследственной нормой реакции понимают максимально возможную ширину этого спектра: чем он шире, тем шире норма реакции. Фенотипическое значение любого количественного признака (Ф) определяется, с одной стороны, его генотипическим значением (Г), с другой стороны — влиянием среды (С):

Ф = Г + С

Если влияние среды выразить в виде доли (χ) от фенотипического значения, то есть

С = χ * Ф, то

Ф = Г / (1 — χ).

Если взять крайние значения фенотипа при максимальном влиянии среды, то:

χ = 1 — (Г / Ф) = 1 — H, где H — наследуемость. χ является нормой реакции по данному признаку. Норма реакции — это та максимальная доля от фенотипического значения признака, на которую может изменить признак среда.

Все биологические виды имеют определённую норму реакции генотипа, без изменения которого (в ходе микроэволюции) амплитуда изменений фенотипа не может выйти за генетически детерминированный предел.

13. Типы признаков по характеру детерминации.?????????????

14. Фенотип как результат взаимодействия генетических и средовых факторов.