Слайд: модификациялық және тұқым қуалайтын өзгергіштік

Модификациялық өзгергіштік — бұл өзгермейтін генотип кезінде сыртқы орта жағдайларының өзгеруіне ағзаның эволюциялық бекітілген реакциялары. Слайд өзгергіштіктің мұндай түрі екі басты ерекшелігі бар. Біріншіден, өзгерістер популяциядағы көптеген немесе барлық дарақтарды қозғайды және олардың барлығында бірдей көрінеді. Екіншіден, бұл өзгерістер әдетте бейімделген сипатқа ие. Әдетте, модификациялық өзгерістер келесі ұрпаққа берілмейді. Модификациялық өзгергіштіктің классикалық үлгісі су үсті жапырақтары стреловид пішініне ие болатын, ал су асты — таспа тәрізді өсімдік береді.

Егер Гималай қоянының артқы жағында ақ жүнді алып тастаса және оны суық салса, бұл жерде қара жүн өседі. Егер қара жүн алып, жылы таңғышты қойсаңыз, ақ жүн өседі. Гималай қоянын 30*С температурада өсіру кезінде оның барлық жүні ақ болады. Қалыпты жағдайда өсірілген осындай екі ақ қоянның ұрпағында «гималайская», түсі пайда болады. Сыртқы ортаның әсерінен туындаған белгілердің мұндай өзгергіштігі модификациялық деп аталады. Модификациялық өзгергіштіктің мысалдары суретте келтірілген. 12 .

Әдетте, модификациялық өзгерістер туралы айтатын болсақ, морфологиялық өзгерістер (мысалы, жапырақтар формасының өзгеруі) немесе бояудың өзгеруі (кейбір мысалдар генотип пен ортаның фенотипке әсері п.келтірілген). Алайда, бұл топқа физиологиялық реакциялар да жиі кіреді. Ішек таяқшасының лактозалы оперонының гендерінің жұмысын реттеу осындай физиологиялық реакцияның мысалы болып табылады. Естеріңізге сала кетейік, ол неден тұрады. Мекендейтін ортада глюкоза бактериялары болмаған кезде және лактоза болған кезде бактерия осы қантты қайта өңдеу үшін ферменттерді синтездей бастайды. Егер ортада глюкоза пайда болса, бұл ферменттер жоғалады және бактериялар стандартты зат алмасуға қайтарылады.

Физиологиялық реакцияның тағы бір мысалы — тауға көтерілген адамның қанында эритроциттер санының артуы. Адам төмен түскенде, онда оттегі құрамы қалыпты, эритроциттер саны нормаға қайтарылады.

Екі мысалда да модификациялық өзгерістер айқын бейімделген сипатқа ие, сондықтан олар жиі физиологиялық бейімделу деп аталады.

Көптеген модификациялар мұра емес. Алайда, келесі ұрпақта сақталатын ұзақ модификациялық өзгерістер белгілі (кейде тіпті бірнеше ұрпақта). Олардың механизмі қандай болуы мүмкін? Сыртқы ортаның әсерінен болатын және генотиптің өзгерістерімен байланысты емес өзгерістер бірнеше ұрпақ бойына қалай сақталуы мүмкін?

Мұндай ұзақ модификация механизмінің ықтимал нұсқаларының бірін қарастырайық. Бактериялардың оперондарында құрылымдық гендерден басқа ерекше учаскелер бар — промотор және оператор. Оператор-өндіріс пен құрылымдық гендердің арасында орналасқан ДНҚ учаскесі. Оператор ДНҚ тізбегі бойынша РНК — полимеразаға қозғалмайтын және ферменттердің синтезіне кедергі келтіретін ерекше ақуыз-репрессормен байланысты болуы мүмкін. Осылайша, слайд гендер торда тиісті ақуыз-репрессорлардың болуына байланысты қосылуы және өшірілуі мүмкін. Бірінші оперонның құрылымдық гендерінің бірі екінші оперонға арналған белок-репрессор кодтайтын осындай екі оперонды елестетеміз, ал екінші оперонның құрылымдық гендерінің бірі бірінші оперонға арналған белок-репрессор кодтайды ( сурет. 123 ). Егер бірінші оперон қосылған болса, екіншісі бұғатталған және керісінше. Мұндай құрылғы екі күйде триггер деп аталады . Сыртқы ортаның қандай да бір әсері триггерді бірінші күйден екінші күйге ауыстырғанын елестетіп көрейік. Сонда бұл жағдай мұраға алынуы мүмкін. Жұмыртқа жасушасында триггерге ауысуға болмайтын репрессорлар болады. Алайда, орта жағдайлары өзгергенде, жасушаға ақуыз-репрессор алып тастайтын қандай да бір заттар еніп, триггер екінші күйден біріншіге ауысады.

Ұзақ модификацияның мұндай механизмі ойлап табылған жоқ, мысалы, кейбір фагтар бар. Егер фаги жасушаға түссе, онда олар үшін қоректік заттар аз болса, олар бір жағдайда — көбеймейді, тек қана жасушаны еншілес болып бөлу кезінде беріледі. Егер клеткада қолайлы жағдай туындаса, фагтар көбеюде, иесі торын бұзады және одан қоршаған ортаға шығады. Фагтарды бір күйден екіншісіне ауыстыру молекулалық триггер көмегімен жүзеге асырылады.

Модификациялық өзгергіштік ағзаның тұқым қуалайтын негізін қозғамайды — генотип, сондықтан ата-аналардан ұрпағына берілмейді. Модификациялық өзгергіштіктің тағы бір ерекшелігі — оның топтық сипаты. Сыртқы ортаның белгілі бір факторы осы слайдтың тұқымның немесе сорттың барлық дарақтарының белгілерінің ұқсас өзгеруін тудырады: ультракүлгін сәулелердің әсерінен барлық адамдар жанады, ыстық елдерде ақ қырыққабаттың барлық өсімдіктері кочан түзбейді. Бұл ретте, мутациялар, модификациялар бағытталған, бейімделу мәні бар, заңды болып табылады,оларды болжауға болады. Егер ағаштардың жапырақтары бос болса, түнде аяз болса, таңертең ағаштардың жапырақтары қызыл түске айналады. Егер тауға жақын жазықтарда тұрған тышқандар тауға көшсе, онда оларда қандағы гемоглобин мөлшері артады.

Дарақтың модификациясының пайда болуына байланысты орта жағдайларының өзгеруіне тікелей (барабар) ден қояды және оған жақсы бейімделеді, бұл аман қалу және ұрпағын қалдыру мүмкіндігін береді.

Модификация — нақты жағдайларда «үнсіз» гендердің фенотиптік көрінісіне әкелетін жасушалық метаболизмнің икемділік нәтижесі. Осылайша, өзгермейтін жасушалық генотип шеңберінде модификациялық өзгерістер орын алады.

Слайд бойынша модификациялық өзгерістердің бірнеше түрі бар. Ең танымал адаптивті модификациялар, яғни ағзаға пайдалы және өзгерген жағдайларда оның өмір сүруіне ықпал ететін тергеуге жатпайтын өзгерістер. Бейімделу модификациясының себептері гендердің әсерін реттеу механизмдерінде жатыр. Адаптивті модификация Е. coli жасушаларының жаңа субстрат ретінде лактозаға бейімделуі болып табылады. Бірқатар бактерияларда әртүрлі стресстік әсерлерге (жоғары және төмен температуралар, рН күрт ығысуы және т.б.) жауап ретінде ұқсас белоктардың шағын тобының қарқынды синтезінде көрінетін әмбебап адаптивті реакция анықталды. Мұндай ақуыздар жылы шок ақуыздарының атауын алды , ал құбылыстың өзі — жылу шок синдромы . Бактериялық жасушаға стрестік әсер ету әдеттегі ақуыз синтезінің тежеуін тудырады, бірақ функциясы маңызды жасушалық құрылымдарды, бірінші кезекте нуклеоид пен мембраналарды қорғау арқылы стрестік әсерге қарсы әрекет ету болып табылатын ақуыздардың шағын тобының синтезін индуциялайды. Жылу шок синдромын тудыратын әсер ету кезінде жасушада іске қосылатын реттеуші механизмдер әлі анық емес,бірақ бұл спецификалық емес адаптивті модификацияның әмбебап механизмі.

Барлық модификациялар міндетті түрде бейімделген емес. Көптеген агенттердің қарқынды әрекеті кезінде олардың ықпалына байланысты кездейсоқ зерттелмейтін өзгерістер байқалады. Олар тек оларды тудыратын жағдайларда ғана көрінеді. Мұндай фенотипиялық өзгерген жасушалардың пайда болу себептері осы агенттер туындаған трансляция процесінің қателіктерімен байланысты.

Осылайша, модификациялық өзгергіштік ағзаның генетикалық Конституциясын қозғамайды, яғни тұқым қуалаушылық емес. Сонымен қатар ол эволюция процесіне белгілі бір үлес қосады. Бейімделу модификациялары ағзаның өмір сүру және көбею мүмкіндіктерін сыртқы орта жағдайларының кең ауқымында кеңейтеді. Бұл жағдайда пайда болатын тұқым қуалайтын өзгерістер табиғи іріктеумен ұсталады және осылайша жаңа экологиялық тауашаларды неғұрлым белсенді игеру жүргізіледі және оларға неғұрлым тиімді бейімделуге қол жеткізіледі.

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *