Генетический груз, мутационный груз. Очищение популяции от мутаций при остром хроническом облучении
 Скачать 18.7 Kb.
|
|
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ А. Д. САХАРОВА» БЕЛОРУССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ФАКУЛЬТЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «РАДИАЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА» НА ТЕМУ: «ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ГРУЗ, МУТАЦИОННЫЙ ГРУЗ. ОЧИЩЕНИЕ ПОПУЛЯЦИИ ОТ МУТАЦИЙ ПРИ ОСТРОМ ХРОНИЧЕСКОМ ОБЛУЧЕНИИ» ВЫПОЛНИЛИ: СТУДЕНТЫ 3 КУРСА ГРУППЫ А71МЕД2 ЯРОШЕВИЧ ВИКТОРИЯ ИВАНОВНА ГРЕЦКАЯ ЯНА НИКОЛАВЕНА МИНСК 2020 Генетический груз – часть наследственной изменчивости популяции, определяющая появление менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в результате естественного отбора. Существует 3 типа генетического груза. 1. Мутационный. 2. Сегрегационный. 3. Субституционный. Каждый тип генетического груза коррелирует с определенным типом естественного отбора. Мутационный генетический груз - побочное действие мутационного процесса. Стабилизирующий естественный отбор удаляет вредные мутации из популяции. Сегрегационный генетический груз – характерен для популяций, использующих преимущество гетерозигот. Удаляются хуже приспособленные гомозиготные особи. Если обе гомозиготы летальны – половина потомков погибает. Субституционный генетический груз – происходит замена старого аллеля новым. Соответствует движущей форме естественного отбора и переходному полиморфизму. Впервые генетический груз в популяции человека был определен в 1956г в Северном полушарии и составил 4%. Т.е. 4% детей рождались с наследственной патологией. В настоящее время число врожденных отклонений увеличилось в 1,5 – 2 раза (10%), а медицинские генетики говорят о цифре – 12-15%. Генетический груз в популяциях людей – это совокупность патологических генов в популяции людей. Бремя генетического груза человечества можно оценить, введя понятие летальных эквивалентов. Число их в пересчете на гамету колеблется от 1,5 до 2,5 или от 3 до 5 на зиготу. Это означает, что количество неблагоприятных аллелей, которое имеется в генотипе каждого человека, по своему суммарному действию эквивалентно действию 3-5 рецессивных аллелей, приводящих в гомозиготном состоянии к смерти индивидуума до достижения им репродуктивного возраста. При наличии неблагоприятных аллелей и их сочетаний примерно половина зигот, образующихся в каждом поколении людей, в биологическом плане несостоятельна. Такие зиготы не участвуют в передаче генов следующему поколению. Неблагоприятные последствия генетического груза в виде рецессивных аллелей, если они не приводят к гибели организма, проявляются в снижении ряда важных показателей состояния индивидуума, в частности его умственных способностей. Например, в Израиле, где распространены близкородственные браки. Исторические перспективы человека в силу его социальной сущности не связаны с генетической информацией, накопленной видом Homo sapiens в ходе эволюции. Тем не менее человечество продолжает «оплачивать» эти перспективы, теряя в каждом поколении часть своих членов из-за их генетической несостоятельности. Под влиянием ионизирующей радиации в популяциях появляется большое количество мутаций разных типов: летальных, полулетальных и других мутаций, способных снижать жизнеспособность особей. Популяции постепенно очищаются от вредных мутаций. Быстрее всего из облученных популяций элиминируют особи, несущие хромосомные перестройки и доминантные летальные мутации. Остальные типы мутаций, меньше влияющие на жизнеспособность их носителей, могут оставаться в популяции на протяжении многих поколений, снижая её приспособленность. Таким образом, после прекращения острого облучения в популяции в течение более или менее длительного времени происходит процесс очищения от возникших вредных мутаций. Полезные мутации, которые возникают гораздо реже, чем вредны, сохраняются, если дают несущим их особям какие-то преимущества. То есть некоторые мутации закрепляются естественным отбором. Элиминация мутации сопровождается гибелью особей на разных этапах онтогенеза. Вновь возникающие мутации могут сохраняться в цепи поколение лишь в том случае, когда несущие их особи способны конкурировать с представителями исходной геодезической линии. Сохранение мутаций зависит от способности к спариванию гетерозиготных самцов и плодовитости гетерозиготных самок, поэтому элиминация мутации определяется главным образом конкурентоспособностью самцов несущих такие мутации и жизнеспособностью гетерозигот. Более сложные процессы возникают в популяциях при периодическом или хроническом облучении при этом радиации выступает как новые постоянный фактор внешней среды с высокой мутаген активностью. При непрерывном хроническом облучении мутационные изменения накапливаются в обучаемых популяциях, передаваясь из поколения в поколение, и через несколько поколений частота мутаций достигает нового более высокого уровня. Этот уровень, называемый равновесием, при неизменности мощности дозы облучения будет поддерживаться достаточно долго за счет установления равновесия между давлением мутационного процесса с одной стороны и давлением отбора с другой. При воздействии хронического облучения в популяциях происходит постоянно индукция мутаций, часть которых элиминируется уже следующим поколением и в тоже время и рецессивные летальные мутации сохраняются до тех пор пока их частота в популяции достигнет такой величины, когда они начнут переходить в гомозиготном состоянии. Судьба других мутаций не летальна, но снижает жизнеспособность их носителей зависит этот уровня естественного отбора чем они интенсивнее тем быстрее элиминация не конкурентно способных особей. Оставшиеся мутации оставляют генетический груз популяции, при этом динамика мутационного процесса в хронически облучаемых популяциях состоит из 4 этапов: 1) нарастание уровня мутационного процесса в начале эксперимента, когда скорость индукции мутации превышает скорость элиминации. 2) плато, стабилизация уровня мутации, когда скорости этих двух процессов равны и когда рецессивные летальные мутации начинают расщепляться вследствие их перехода в гомозиготное состояние. 3) постепенное снижение уровня мутации. 4) стабилизация популяции на новом уровне мутагенеза и радиорезистентность. В определенных случаях радиационные мутации включаются в генофонд популяции и повышают их жизнеспособность. Это помогает ускорению адаптивного сдвига популяции при выявление новых условий среды, в том числе повышение фона радиации. Только при постоянном жёстком действии отрицательного естественного отбора, облученные популяции адаптировались к облучению. Было обнаружено что при периодическом облучение бактерии высокими дозами их устойчивость к облучению увеличивается в несколько раз. |