Генетички дрифт
Генетички дрифт (алелски дрифт или Сивол Рајтов ефекат) је промена у учесталости постојеће варијанте гена (алела) у популацији услед случајног узорковања организама.[1][2] Алели у потомству су узорак оних код родитеља, а случај има улогу у одређивању да ли јединка преживи и репродукује се. Фреквенција алела популације је део копија једног гена који деле одређени облик.[3]
Ако се од једне велике популације издвоји мања група јединки и оформи нову популацију, она не мора бити иста већ се чак може веома разликовати од матичне популације. У тако малобројној популацији су ефекти генетичког дрифта најизраженији. Илустративан пример за хумане популације је учесталост крвних група код Индијанаца у Северној Америци. Већина тих Индијанаца има крвну групу О, али једна изолована група услед генетичког дрифта има најучесталију крвну групу А. Ова учесталост је већа не само у поређењу са осталим северноамеричким Индијанцима него је већа и од учесталости у било којој хуманој популацији.
Генетски дрифт може довести до потпуног нестанка варијанти гена и на тај начин смањити генетске варијације.[4] Он такође може проузроковати да у почетку ретки алели постану много чешћи, па чак и фиксирани.
Када постоји неколико копија алела, ефекат генетског померања је већи, а када постоји много копија, ефекат је мањи. Средином 20. века водиле су се жестоке дебате о релативном значају природне селекције у односу на неутралне процесе, укључујући генетски дрифт. Роналд Фишер, који је објаснио природну селекцију користећи Менделову генетику,[5] сматрао је да генетски дрифт игра у најмању руку мању улогу у еволуцији, и то је остало доминантно гледиште неколико деценија. Године 1968, популациони генетичар Мото Кимура поново је покренуо дебату својом неутралном теоријом молекуларне еволуције, која тврди да је већина случајева у којима се генетска промена шири кроз популацију (иако не нужно промене у фенотиповима) узрокована генетским дрифтом који делује на неутралне мутације.[6][7] Деведесетих година прошлог века предложена је конструктивна неутрална еволуција која настоји да објасни како комплексни системи настају кроз неутралне транзиције.[8][9]
Аналогија са кликерима у тегли
уредиПроцес генетског померања може се илустровати коришћењем 20 кликера у тегли да би се представило 20 организама у популацији.[10] Размотрите ову теглу с кликерима као почетну популацију. Половина кликера у тегли је црвена, а половина плава, при чему свака боја одговара различитом алелу једног гена у популацији. У свакој новој генерацији, организми се насумично размножавају. Да бисте представили ову репродукцију, насумично изаберите кликер из оригиналне тегле и ставите нови кликер исте боје у нову теглу. Ово је „потомак” оригиналног кликера, што значи да оригинални кликер остаје у својој тегли. Овај процес се понавља све док се у другој тегли не нађе 20 нових кликера. Друга тегла ће сада садржати 20 „потомака” или кликера разних боја. Осим ако друга тегла не садржи тачно 10 црвених кликера и 10 плавих кликера, дошло је до насумичне промене у фреквенцијама алела.
Ако се овај процес понови неколико пута, број црвених и плавих кликера који су изабрани за сваку генерацију варира. Понекад тегла има више црвених кликера од „родитељске” тегле, а понекад више плавих. Ова флуктуација је аналогна генетском дрифту – промена у фреквенцији алела популације која је резултат насумичне варијације у дистрибуцији алела из једне генерације у другу.
У било којој генерацији, може доћи до тога се не може изабрати кликер одређене боје, што значи да немају потомство. У овом примеру, ако није изабран ниједан црвени кликер, тегла која представља нову генерацију садржи само плаво потомство. Ако се то догоди, црвени алел је трајно изгубљен у популацији, док је преостали плави алел постао фиксиран; све будуће генерације су потпуно плаве. У малим популацијама, фиксација се може десити за само неколико генерација.
Референце
уреди- ^ Gould, Stephen Jay (2002). „Chapter 7, section "Synthesis as Hardening"”. The Structure of Evolutionary Theory.
- ^ Masel J (октобар 2011). „Genetic drift”. Current Biology. Cell Press. 21 (20): R837—8. PMID 22032182. doi:10.1016/j.cub.2011.08.007 .
- ^ Futuyma 1998, Glossary
- ^ Star B, Spencer HG (мај 2013). „Effects of genetic drift and gene flow on the selective maintenance of genetic variation”. Genetics. 194 (1): 235—44. PMC 3632471 . PMID 23457235. doi:10.1534/genetics.113.149781.
- ^ Miller 2000, стр. 54
- ^ Kimura M (фебруар 1968). „Evolutionary rate at the molecular level”. Nature. Nature Publishing Group. 217 (5129): 624—6. Bibcode:1968Natur.217..624K. PMID 5637732. S2CID 4161261. doi:10.1038/217624a0.
- ^ Futuyma 1998, стр. 320
- ^ Stoltzfus, Arlin (1999). „On the Possibility of Constructive Neutral Evolution”. Journal of Molecular Evolution (на језику: енглески). 49 (2): 169—181. ISSN 0022-2844. doi:10.1007/PL00006540.
- ^ Muñoz-Gómez, Sergio A.; Bilolikar, Gaurav; Wideman, Jeremy G.; Geiler-Samerotte, Kerry (2021-04-01). „Constructive Neutral Evolution 20 Years Later”. Journal of Molecular Evolution (на језику: енглески). 89 (3): 172—182. ISSN 1432-1432. doi:10.1007/s00239-021-09996-y.
- ^ „Sampling Error and Evolution”. Understanding Evolution. University of California, Berkeley. Архивирано из оригинала 8. 12. 2015. г. Приступљено 2015-12-01.
Литература
уреди- Думановић, Ј, маринковић, Д, Денић, М: Генетички речник, Београд, 1985.
- Косановић, М, Диклић, В: Одабрана поглавља из хумане генетике, Београд, 1986.
- Маринковић, Д, Туцић, Н, Кекић, В: Генетика, Научна књига, Београд
- Prentis S: Биотехнологија, Школска књига, Загреб, 1991.
- Ридли, М: Геном - аутобиографија врсте у 23 поглавља, Плато, Београд, 2001.
- Туцић, Н, Матић, Гордана: О генима и људима, Центар за примењену психологију, Београд, 2002.
- Швоб, Т. и срадници: Основи опће и хумане генетике, Школска књига, Загреб, 1990.
- Avers, Charlotte J. (1989). Process and Pattern in Evolution. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-505275-7. LCCN 88005368. OCLC 17677554.
- Barton, Nicholas H.; Briggs, Derek E.G.; Eisen, Jonathan A.; Goldstein, David B.; Patel, Nipam H. (2007). Evolution. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-684-9. LCCN 2007010767. OCLC 86090399.
- Campbell, Neil A. (1996). Biology . Benjamin/Cummings Series in the Life Sciences (4th изд.). Menlo Park, CA: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 0-8053-1940-9. LCCN 95045572. OCLC 33333455.
- Cavalli-Sforza, L. Luca; Menozzi, Paolo; Piazza, Alberto (1996). The History and Geography of Human Genes (Abridged paperback изд.). Princeton, N.J.: Princeton University Press. ISBN 0-691-02905-9. OCLC 35527063.
- Ewens, Warren J. (2004). Mathematical Population Genetics I. Theoretical Introduction. Interdisciplinary Applied Mathematics. 27 (2nd изд.). New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-20191-2. LCCN 2003065728. OCLC 53231891.
- Freeman, Scott; Herron, Jon C. (2007). Evolutionary Analysis (4th изд.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-227584-2. LCCN 2006034384. OCLC 73502978.
- Futuyma, Douglas (1998). Evolutionary Biology (3rd изд.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-189-9. LCCN 97037947. OCLC 37560100.
- Golding, Brian, ур. (1994). Non-Neutral Evolution: Theories and Molecular Data . New York: Chapman & Hall. ISBN 0-412-05391-8. LCCN 93047006. OCLC 29638235. "Papers from a workshop sponsored by the Canadian Institute for Advanced Research."
- Hartl, Daniel L.; Clark, Andrew G. (2007). Principles of Population Genetics (4th изд.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-308-2. LCCN 2006036153. OCLC 75087956.
- Hedrick, Philip W. (2005). Genetics of Populations (3rd изд.). Boston, MA: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-4772-6. LCCN 2004056666. OCLC 56194719.
- Hey, Jody; Fitch, Walter M.; Ayala, Francisco J., ур. (2005). Systematics and the Origin of Species: On Ernst Mayr's 100th Anniversary. Washington, D.C.: National Academies Press. ISBN 978-0-309-09536-5. LCCN 2005017917. OCLC 70745851.
- Howard, Daniel J.; Berlocher, Steward H., ур. (1998). Endless Forms: Species and Speciation . New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-510901-6. LCCN 97031461. OCLC 37545522.
- Kimura, Motoo; Ohta, Tomoko (1971). Theoretical Aspects of Population Genetics . Monographs in Population Biology. 4. Princeton, NJ: Princeton University Press. стр. 1—219. ISBN 0-691-08096-8. LCCN 75155963. OCLC 299867647. PMID 5162676.
- Larson, Edward J. (2004). Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory. Modern Library Chronicles. 17. New York: Modern Library. ISBN 0-679-64288-9. LCCN 2003064888. OCLC 53483597.
- Li, Wen-Hsiung; Graur, Dan (1991). Fundamentals of Molecular Evolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-452-9. LCCN 90043581. OCLC 22113526.
- Lynch, Michael (2007). The Origins of Genome Architecture. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-484-3. LCCN 2007000012. OCLC 77574049.
- Miller, Geoffrey (2000). The Mating Mind: How Sexual Choice Shaped the Evolution of Human Nature. New York: Doubleday. ISBN 0-385-49516-1. LCCN 00022673. OCLC 43648482.
- Sadava, David; Heller, H. Craig; Orians, Gordon H.; Purves, William K.; Hillis, David M. (2008). Life: The Science of Biology. II: Evolution, Diversity and Ecology (8th изд.). Sunderland, MA; Gordonsville, VA: Sinauer Associates; W. H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-7674-1. LCCN 2006031320. OCLC 71632224.
- Stevenson, Joan C. (1991). Dictionary of Concepts in Physical Anthropology. Reference Sources for the Social Sciences and Humanities. 10. Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 0-313-24756-0. LCCN 90022815. OCLC 22732327.
- Tian, Jianjun Paul (2008). Evolution Algebras and their Applications. Lecture Notes in Mathematics. 1921. Berlin; New York: Springer. ISBN 978-3-540-74283-8. LCCN 2007933498. OCLC 173807298. Zbl 1136.17001. doi:10.1007/978-3-540-74284-5.
- Wolf, Jason B.; Brodie, Edmund D.; Wade, Michael J., ур. (2000). Epistasis and the Evolutionary Process. Oxford, UK; New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-512806-0. LCCN 99046515. OCLC 42603105.
- Zimmer, Carl (2001). Evolution: The Triumph of an Idea. Introduction by Stephen Jay Gould; foreword by Richard Hutton (1st изд.). New York: HarperCollins. ISBN 0-06-019906-7. LCCN 2001024077. OCLC 46359440.
Спољашње везе
уреди- Sheehy, Bob. „Population genetics simulation program”. Radford, VA: Radford University. Приступљено 2015-12-21.
- Grimes, Bill. „Genetic Drift Simulation”. Tucson, Arizona: The University of Arizona. Приступљено 2016-08-25.