Популационна генетика

Популационна
генетика
Лекция
10

Популационната
генетика изучава
явленията
наследственост и
изменчивост
на ниво популация. Тя
изследва
генетичната структура на
популациите
и нейните промени под
влияние
на различните еволюционни
фактори
.

В
областта на ветеринарната медицина
основната
задача на популационната
генетика
е установяване степента на
разпределение
на наследствените
болести
и аномалии както и
закономерностите
на унаследяване на
устойчивостта
на заболявания при
разпространените
в страната популации
животни
.

Популация
­
разнообразна
по генотип
съвкупност
от свободни съешаващи се
организми
от един вид, които живеят и се
размножават
на определена територия в
продължение
на редица поколения
изолирано
от други съобщества
организми
от същия вид.
ПОПУЛАЦИЯТА
Е ЕЛЕМЕНТАРНА
ЕДИНИЦА
НА ЕВОЛЮЦИОННИЯ
ПРОЦЕС
.

ВИДОВЕ
ПОПУЛАЦИИ
Панмикстична
(свободносъешаваща
се
)­
неограничено
по численост
съобщество
организми от един вид, които
се
размножават без отбор и подбор при
еднаква
вероятност на всички възможни
комбинации
на родителските двойки. Тя е
идеализиран
модел, който в природата
не
може да съществува.

Локална
популация­
група
организми от
един
вид, които живеят съвместно и се
размножават
помежду си на една
територия
. Генетичните изменения, които
настъпват
в една локална популация
могат
да се разпространят по целия
ареал
на вида. Разделянето на вида на
локални
популации допринася за по­
доброто
му приспособяване към
условията
на средата.

Симпатрична
популация­

популации
с
огромно ареали на обитаване
(
страни, континенти)
Алопатрични
популации­
тези
,
които
имат ограничен ареал на
разпространение
(родопско говедо).

Генофонд
на популацията
Определение
­

съвкупността от
генотиповете
на всички организми в
популацията
. Той включва N чифта
хомоложни
хромозоми и 2N броя
гени
за всеки локус с изключение на
половите
хромозоми и скачените с
пола
гени.

Генетична
структура на популацията
За
генетичната структура на популацията
съдим
от честотата на гените и
генотиповете
и от генетичното
равновесие
.
Генна
честота­
относителния
дял на всеки
отделен
алелен ген в общия генофонд на
популацията
.
Генотипна
честота­

тя зависи от честотата
на
гените в популацията.
По
фенотипа съдим за честотата на гените
и
генотиповете.

Генетично
равновесие
Съотношението
между доминантните и
рецесивните
алели както и
съотношението
между хомозиготните и
хетерозиготните
генотипове се запазва
постоянно
от поколение на поколение.
При
генетично равновесие честотата на
гените
и генотиповете не се изменя. То
се
запазва постоянно от поколение на
поколение
и популацията се намира в
генетично
равновесие.

Фактори
влияещи върху генетичната
структура
на популацията
Мутациите­
те са първоизточник на нови
алели
и стоят в основата на генетичната
изменчивост
в популацията. Те се
появяват
с ниска честота и водят до
появата
на наследствени болести и
аномалии
. Мутантните гени не изчезват
от
популацията и тяхната честота се
повишава
в генофонда на популацията.

Миграцията

–
преместването на
организми
от една популация в друга
популация
. Това води до промени в
честотата
на алелите в рамките на
локалните
популации. Това се нарича
поток
на гените
.
Миграцията може да
бъде
два вида:

1.Емиграция­
напускане или отстраняване
на
определен брой организми от дадена
популация
;
2.Имиграция­
пренасяне или включване на
организми
от една популация в друга
или
други популации. Тя е особено
важна
при създаването на нови породи
животни
.

Дрейф
на гените­
генетико
­
автоматични
процеси, които
представляват
случайни колебания в
честотата
на алелите от поколение
на
поколение при малобройни
популации
. Това се дължи на
разчленяването
на популациите на
голям
брой локални популации.

Отбор
(естествен или изкуствен)­
диференцираното
възпроизвеждане
на
различни генотипове т.е.
оставянето
на потомство с един
генотип
и отстраняване на други
генотипове
.

Генетична
обремененост на
популацията

Във
всяка популация се появяват
генотипове
, които по­трудно се
приспособяват
към условията на средата
и
се явяват като бреме на популацията.
Тя
се дължи на намиращите се в
хетерозиготно
състояние патологични
гени
. Когато те дойдат в хомозиготно
състояние
те понижават силно
приспособителните
възможности на
организмите
и намаляват средната
приспособеност на популацията.

Сегрегационна
обремененост­
дължи

се
на разпадането на генотиповете на
популацията
и се дължат на
действието
на отбора.
Мутационна
обрамененост­
тя

възниква
в резултат на мутантни алели.
Естествения
отбор действа срещу тях и
затова
честотата им е ниска.

Генно
и генетично инженерство
Генно
инженерство­
метод
за
целенасочено
изменение на генетичните
програми
на клетките, при което
изходните
форми придобиват нови
свойства
или се създават нови форми
организми
.
Генотерапия
­
избирателно
отстраняване
на
определени гени от генома на клетката
и
замяната им с други гени осигуряващи
нормалната
им функция.

Етапи
на генното инженерство
Синтезиране
или изолиране на
определен
ген или гени;
Получаване
на рекомбинантни
молекули
ДНК;
Пренасяне
на рекомбинантната ДНК в
клетката
и включването ѝ в генома
(
трансгеноза);

Синтезиране
и изолиране на гени
Изкуствено
синтезиране на гени­ става по
два
начина:
­
химичен начин­ използва се за
синтезиране
на малки гени с къси
полинуклеотидни
вериги.
­
ензимен начин­ бърз, достъпен използва
се
обратна транскриптаза.
Изолиране
на гени­ изолират се ДНК
молекули
от прокариотни клетки.

Получаване
на рекомбинантни
молекули
ДНК
Пренасянето
на изолираните или
синтезирани
гени в клетките реципиенти
става
чрез специални молекули ДНК
наречени
вектори. Те могат да проникват
в
клетките без да ги разрушават и
осигуряват
репликация на
рекомбинантните
молекули в
реципиентната
клетка и предаването им
в
следващите клетъчни поколения.

Пренасяне
на рекомбинантните
молекули
ДНК и тяхната експресия в
клетката
реципиент
Трансгеноза
­ пренасянето на генетичен
материал
от една клетка в друга с
помощта
на несвойствени за нея вируси
или
плазмиди (вектори). Когато векторът
е
плазмид трансгенозата протича чрез
трансформация
, а когато са вируси
транфекция
.
Експресията
на екзогенната ДНК е
основния
признак за нормалното
функциониране на гена при трансгеноза.

Генетично
инженерство
Определение
­

метод за получаване
на
хибридни организми чрез
пренасяне
на изолирани хромозоми и
ядра
от една в друга клетка или чрез
обединяване
геномите на различни
организми
с помощта на
хибридизация
на соматични клетки.

Хибридизация
на соматични клетки
Това
е метод за сливане в една клетка на
две
или повече соматични клетки.
Образуват
се клетъчни хибриди, които
могат
да бъдат вътрешновидови и
междувидови
хибридни клетки.
Хибридните
соматични клетки рядко
възникват
спонтанно. Най­често те са
резултат
от външни въздействия.