Генетическая элиминация

Способность многих плазмид передаваться из клетки в клетку при конъюгации также становится понятной исходя из предположения об их эгоистичности . Действительно, такое заражение все новых клеток — очевидный (и, по-видимому, достаточно распространенный) способ избежать элиминации из бактериальной популяции в условиях, когда плазмида не приносит хозяину явных селективных выгод. Цель будет достигнута, если частота переноса в среднем не меньше, чем частота спонтанной утери плазмид, или если она компенсирует несколько меньшую скорость роста содержащих плазмиду бактерий, которая, в принципе,. может наблюдаться из-за необходимости реплицировать дополнительный генетический материал. В этой связи необходимо отметить, что присутствие на плазмиде транспозонов и 18-эле.ментов. может расширить ее возмож- [c.125]

Первое преимущество обеспечивает микробным клеткам лучшие возможности для изменения и перестроек наследственного материала, например, включение в него чужеродной генетической информации, привнесение в клетки или, напротив, элиминация из них плазмид, и пр. [c.375]

В отсутствие рекомбинации генетический материал каждой хромосомы был бы фиксирован в ее аллелях. Единственным источником изменчивости в этом случае служили бы мутации. Протяженность мишени для мутационных повреждений увеличилась бы от одного гена до целой хромосомы. Накопление вредных изменений в отдельной хромосоме приводило бы к ее элиминации вместе с присутствующими в ней полезными мутациями. Однако рекомбинация существует, в результате чего в хромосомах происходит перераспределение генов, полезные мутации отделяются от вредных и проверяются в новых сочетаниях. Таким образом, генетическая рекомбинация способствует спасению и распространению полезных и элиминации вредных аллелей. С эволюционной точки зрения хромосома-это непостоянная структура, образуемая временно связанными определенными аллелями. Такое непостоянство обусловлено рекомбинацией. [c.443]

У млекопитающих и птиц большинство нормальных клеток проявляет поразительную несклонность делиться неопределенно долго. Это отличает их от стабильных культивируемых клеточных линий, таких как ЗТЗ, в которых, видимо, произошли какие-то генетические изменения, делающие их бессмертными . Например, фибробласты, взятые от человеческого плода, при выращивании в стандартной среде осуществляют только около 50 удвоений популяции к концу этого периода пролиферация замедляется и затем останавливается, и все клетки, пробыв некоторое время в состоянии покоя, погибают. Такие же клетки, взятые от 40-летнего человека, перестают делиться примерно после 40 удвоений, а от 80-летнего - примерно после 30 удвоений. Фибробласты от животных с более короткой продолжительностью жизни прекращают деление в культуре после меньшего числа циклов. По аналогии со старением организма в целом это было названо клеточным старением. Клеточное старение представляет собой загадочный феномен. Короткие запрограммированные серии клеточных делений, которые заканчиваются дифференцировкой, -характерная особенность эмбрионального развития разд. 16.3.4), однако трудно представить себе, как клетки могли бы в течение долгого времени отсчитывать свои митотические циклы и останавливаться, пройдя, скажем, 50 делений. Согласно одной из теорий, клеточное старение - это результат катастрофического накопления самовоспроизводящихся ошибок биосинтетических механизмов клетки эти ошибки несущественны в природных условиях, где большинство животных гибнет от других причин задолго до того, как у них подвергнется старению значительное число клеток. С этой точки зрения клеточное старение просто отражает черты несовершенства в физиологии клетки, которые вполне естественны при очень слабом давлении отбора, направленного на их элиминацию. Однако в этом случае необходимо было бы объяснить, каким же образом клетки зародышевого пути, бессмертные клетки культивируемых линий и даже обычные соматические клетки при некоторых специальных условиях (описанных ниже) способны к бесконечной пролиферации. Другая гипотеза состоит в том, что клеточное старение-это результат механизма, который выработался для защиты от рака путем ограничения роста опухолей. Однако подобная защита представлялась бы неэффективной, так как пятидесяти циклов деления вполне достаточно [c.423]

Штриховая кривая соответствует теоретически ожидаемому распределению при случайном скрещивании и отсутствии отбора. Сплошная линия аппроксимирует реально наблюдаемое распределение. Жесткий отбор — это процесс элиминации летальных и субвитальных гомозиготных генотипов. Возможен также прямой отбор гетерозигот либо вследствие их превосходства, либо вследствие их большей способности к выживанию в изменчиво среде. Наблюдаемый избыток гетерозигот может быть также обусловлен потоком генов и случайным дрейфом. Генотипы, гомозиготные по летальным аллелям, образуют генетический груз более высококачественные (в смысле приспособленности) генотипы получили название генетической элиты . Промежуточные генотипы составляют генетическую [c.257]

Оценка выявляемого генетического груза. Следующим пунктом в рассуждениях авторов был вывод, что те же самые гены могут оказывать неблагоприятное воздействие даже в гетерозиготном состоянии, т.е. что их доминантность к больше 0. Согласно формуле 6.15, вероятность элиминации данного мутанта в условиях естественной системы скрещивания равна приблизительно г у. 8, где г = Р - - д к (обозначения те же, что и выше). Можно показать, что число выявляемых летальных эквивалентов равно произведению общего числа летальных эквивалентов на гармоническую среднюю величин г для отдельных мутантов. Сведения, необходимые для определения № у человека отсутствовали, поэтому были использованы данные, полученные на дрозофиле. На их основе для 16 аутосомных леталей рассчитаны значения /г со средней, равной 0,04. Учитывая, что мутации с более вредным эффектом в природных популяциях должны встречаться реже, и предполагая, что в основном вредное влияние производится гетерозиготами (из-за их более высокой частоты), оценка гармонической средней 7 для всех вредных генов составляет 0,02. [c.352]

Элиминация генетических адаптаций, сопряженных с неблагоприятными в других отношениях последствиями (инфекции или недостаточное питание) [c.179]

Небольшие популяции, в которых фиксированы все локусы, не проявляют никакой генетической изменчивости. При изменении условий среды такие популяции окажутся не в состоянии путем генетических реорганизаций приспособиться к новой ситуации. Поэтому каким бы благоприятным ни был фиксированный тип при существующих условиях, конечной его судьбой в длительном процессе эволюции является, вероятно, элиминация. Вот почему частичная изоляция (с миграцией между группами, которая предотвращает полную изоляцию, но все же допускает значительную дифференциацию) создает гораздо более благоприятные условия для успешной эволюции. Она обеспечивает тонкий баланс между адаптацией в данный момент и способностью к адаптации в будущем. [c.501]

Наличие скрытого резерва адаптивного реагирования труднообъяснимо с позиций концепции И. И. Шмальгаузена (см. выше). С позиций предлагаемой концепции оно находит объяснение. Отбор на расширение нормы реакции приводит в череде поколений к формированию непрерывного спектра онтогенетических, физиологических или поведенческих реакций, позволяющих особям уклоняться от элиминации. При наличии воздействия включается тот или иной онтогенетический (или физиологический) механизм, что и приводит к формированию соответствующей реакции, в том числе адаптивной модификации. Иными словами, внешнее воздействие, вызывающее соответствующую реакцию, с самого начала имеет-до некоторой степени сигнальное значение направление изменения среды определяет направление реакции. Однако, поскольку для выживания важна именно пластичность реагирования, пределы выражения реакции генетически не запрограммированы. Напротив, отбор на расширение нормы реакции все время [c.37]

К факторам, нарушающим постоянство генетической структуры популяций, относится и естественный отбор, вызывающий направленное изменение генофонда путем элиминации из попу- [c.26]

Дрейф неуклонно снижает генетическую изменчивость популяций, увеличивая частоту гомозигот. Окончательным итогом действия генетического дрейфа является элиминация либо фиксация аллеля. [c.190]

В патогенезе мультифакториальных болезней могут участвовать аллели генов, вызывающих рецессивно передающиеся моногенные дефекты, которые не имеют прямого отношения к соответствующей болезни. Такие явления отмечены у гетерозиготных носителей генов, вызывающих болезни репарации ДНК — анемию Фанкони, синдром Блюма, атаксию-телеангиэктазию и некоторые другие. У лиц, гетерозиготных по этим генам, существенно повышена частота возникновения рака. В этом случае данные гены играют роль факторов, генетически предрасполагающих к болезни, и, по-видимому, болезнь возникает в результате ослабления иммунной системы элиминации соматических мутаций. Широкое распространение гетерозиготного носительства разных мутантных генов, возможно, ещё недостаточно оценено как потенциальный фактор предрасположенности к болезням. [c.211]

Таким образом, медико-генетический подход к профилактике путём элиминации эмбрионов и плодов с наследственной патологией как бы заменяет спонтанный аборт как природное явление. Методы пренатальной диагностики быстро развиваются, и поэтому профилактический подход получает всё более щирокое распространение. Установление наследственного заболевания у плода служит показанием для прерывания беременности. [c.307]

Первый этап — попадание антигена извне или образование его внутри организма. Второй этап — распознавание антигена как генетически чужеродного вещества, т. е. отличие своего от чужого . Третий этап — включение комплекса защитных реакций специфического и неспецифического характера. Четвертый этап — обезвреживание, элиминация антигена и приобретение организмом нового иммунного состояния (невосприимчивость, толерантность, иммунологическая память, аллергия). Эти стадии являются непременными компонентами иммунного процесса при воздействии на организм любых антигенов — бактериальных, вирусных, тканевых, опухолевых, растительных, трансплантационных и др. Однако антиген может включать не все, а лишь отдельные системы или факторы иммунитета, причем один из них может быть ведущим. Такой механизм в работе иммунной системы выработался эволюционно, рассчитан на разнообразие мира антигенов, путей воздействия их на биологические процессы и клетки-мишени, но конечная цель этого механизма — обеспечение постоянства внутренней среды и сохранение устойчивости жизненно важных процессов в организме. С этих позиций и необходимо рассматривать особенности противовирусного, противоопухолевого и трансплантационного видов иммунитета. [c.166]

Многие рецессивные аллели элиминируются потому, что они неблагоприятны для фенотипа. Такая элиминация может произойти либо в результате гибели организма еще до того, как он успеет оставить потомство, либо в результате так называемой генетической смерти , т. е. неспособности к размножению. Однако не все рецес- [c.317]

Достигнутые за последнее время успехи в изучении структуры гена, генетического кода, механизмов наследственности в дородовой диагностике генетических дефектов создали возможности для закрепления или элиминации некоторых признаков у человека. Евгеника давно уже занимается проблемой улучшения человеческого рода путем избирательного подбора партнеров при зачатии детей. Это весьма волнующая тема, вызывающая всевозможные возражения. Олдос Хаксли в своем романе Дивный новый мир , опубликованном в 1932 г., описал воображаемое время, когда евгеника достигнет вершины своих возможностей и будет создавать индивидуумов в соответствии с потребностями общества. Подобные идеи противоречат морали любого общества, ставящего на первое место свободу и права личности однако можно привести немало аргументов в пользу ограниченного применения в этой области некоторых достижений генетики. В медицине получает все большее признание генетическое консультирование, когда супругам, в роду которых имеются генетические аномалии, разъясняют, с каким риском сопряжено для них рождение детей. С помощью уравнения Харди-Вайнберга можно вычислить частоту носителей таких нарушений метаболизма, как фенилкетонурия, или таких болезней крови, как талассемия, серпоЁидноклеточная анемия или гемофилия. Носителям генов того или иного из этих заболеваний следует разъяснять, какова для них вероятность вступления в брак с другим носителем тех же генов, и каковы шансы на то, что их дети в этом случае окажутся больными. В таких формах профилактическая меди- [c.326]

На рис. 2.9, Д изображена большая популяция, разделенная на ряд субпопуляций, каждая из которых занимает части данного адаптивного ландшафта, несколько отличающиеся друг от друга. Такие популяции, вероятно, встречаются довольно часто. Степень отклонения каждой группы (в результате отбора или дрейфа) от среднего генетического состава популяции в целом зависит от интенсивности обмена генами (т. е. миграции индивидуумов) между группами. Для того чтобы противодействовать отбору, поступление данного гена в субпопуляцию должно лревышать его элиминацию отбором, а для того, чтобы противодействовать дрейфу, — превышать случайные потери этого гена. Когда такие субпопуляции более или менее изолированы, их называют демами. Демовая структура потенциально важна ля эволюционных процессов, и мы обсудим этот вопрос в разд. 3.6. [c.53]

Высказанные выше соображения касались механизмов развития начального радиационного поражения. Последнее десятилетие ознаменовалось крупнейшим открытием не только для радиационной биологии, но и для молекулярной биологии в целом. Доказано существование ферментативных систем, способных репарировать начальные радиационные повреждения генетического аппарата клетки. Изучение биохимических механизмов репаративных процессов показало, что облученные клетки способны выщеплять поврежденные азотистые основания, воссоединять разрывы полинуклеотидных цепей ДНК. Постепенно перед исследователями начинает развертываться сложная картина борьбы облученной клетки за выживание и сохранение нативных свойств путем активации репарирующих систем. Эти идеи привели к существенной трансформации представлений о характере действия ионизирующей радиации на клетку. Если на заре развития радиобиологии предпочтение отдавалось статичным моделям, которые рассматривали гибель клетки как результат простого поражения гипотетических субклеточных мишеней, то для современного периода характерен динамический подход, который в целом соответствует представлениям динамической биохимии и биофизики. Становится общепринятым рассмотрение радиобиологического эффекта как результата интерференции двух противоположно направленных процессов — развития начального радиационного поражения и его элиминации за счет функционирования репарирующих систем. Основываясь на этом, Хуг и Келлерер предложили в качестве общей теории действия ионизирующих излучений на клетку стохастическую гипотезу . Она базируется на представлениях о том, что случайные и диффузно расположенные акты ионизации и возбуждения только в редких и маловероятных случаях однозначно приводят клетку к гибели. На эту стохастику первого порядка должна накладываться стохастика более высоких порядков , которая определяется динамической нестабильностью жизненных процессов, способных элиминировать или усиливать начальное радиационное повреждение. Разработанный авторами математический аппарат позволяет формально оценить вероятность перехода повреждения с одного уровня на следующий (развитие повреждения) или обратного перехода, связанного с восстановлением радиационного повреждения. Предложенные математические модели позволили Хугу и Келлереру получить семейство дозных кривых, хорошо согласующихся с наблюдаемыми в реальных экспериментах на клетках. Это послужило важным критерием приложимости динамических моделей для объяснения радиобиологических феноменов. [c.135]

Различная скорость мутирования. Эта гипотеза рассматривалась серьезно [1836]. Для вычисления частоты возникновения мутаций HbS был использован косвенный метод Холдейна (разд. 5.1.3). Согласно этому методу, сначала определяется число мутантных генов у пораженных неразмно-жающихся гомозигот, которые в каждом поколении элиминируются из популяции. Если считать, что между мутационным процессом и отбором существует генетическое равновесие, то частота возникновения мутаций HbS приблизительно равна частоте элиминации этих мутаций из популяции. Подсчитанная таким образом скорость мутирования в некоторых популяциях оказалась равной 10 (1 100). Эта величина настолько высока, что представляется маловероятной. Гипотеза о необыкновенно высокой частоте возникновения мутаций серповидноклеточности действительно вскоре была отвергнута [1805]. [c.312]

Т 1блица 6.14. Селективное преимущество нормальной гомозиготы ( 1), необходимое для поддержания сбалансированного полиморфизма, если отбор приводит к полной элиминации аномальных гомозигот ( 2 = О при генетическом равновесии [c.319]

Влияние уменьшения частоты кровнородственных браков на частоту рецессивных заболеваний. Предположим, что в популяции со средним коэффициентом инбридинга F при частоте гена, равной д, скорость мутирования ц и коэффициент отбора находятся в состоянии равновесия. Пусть в течение короткого промежутка времени, равного, скажем, одному поколению, коэффициент инбридинга уменьшился от до р2-Число гомозигот соответственно упадет с + Рурд до + РгРЯ- Это изменение частот нарушит генетическое равновесие. Поскольку гомозигот стало меньше, давление отбора теперь недостаточно для элиминации возникающих в результате мутирования генов. Например, для населения Европы Ру варьирует в пределах 0,003-0,005. Предположим, что скорость мутирования равна 10 , а коэффициент отбора (л) против гомозигот-0,5. Равновесная частота д = 2,6- 3,2 X 10 . В этом случае полное прекращение инбридинга приводит к падению частоты гомозигот, показанному на рис. 6.42. Для того чтобы пройти половину пути к достижению новой равновесной час- [c.348]

Прошедшая элиминация клонов, способных реагировать как с собственными антигенами, так и с антигенами гистосовместимости конкретного по гаплотипу донора, обеспечивает эффективное приживление кожного трансплантата донора на генетически чужеродном реципиенте. Успех трансплантации связан с отсутствием в лимфоидной ткани периферии клонов Т-клеток, реагирующих с антигенами гистосовместимости донора. Индуцируемая неонатальная толерантность строго специфична и не проявляется по отношению к трансплантату линий мышей, не участвующих в переносе клеток костного мозга (С). Для поддержания состояния неотвечаемости у реципиента на чужеродные антигены необходимы [c.315]

Случайные колебания интенсивности отбора также могут понизить генетическую изменчивость. Правда, некоторые из них будут действовать как уравновешивающий отбор даже при отсутствии сверхдоминирования, однако колебания, вызванные другими причинами, будут ускорять гомозиготизацию, сдвигая частоты аллелей к значениям, достаточно близким к О или I, чтобы случайная потеря могла играть важную роль, хотя в среднем отбор, направленный на сохранение или элиминацию данного аллеля, может быть очень слабым или даже отсутствовать вовсе (Райт, 1948 Кимура, 1955). [c.198]

Существует еще одна грань понятия относительной приспособленности, которая не так давно была источником затруднений для генети-ков-популяционистов, и нуждается в дополнительном пояснении. Рассмотрим еще раз относительные приспособленности 2 3 1 для АА, Аа и аа. Предположим, что каждый гетерозиготный индивидуум [Аа) имеет в среднем по три взрослых ребенка. В такой модели вовсе не подразумевается, что у каждого гомозиготного индивидуума АА или аа также родится по три ребенка при смертности 1/3 и 2/3 соответственно. Приведенные соотношения могут быть обусловлены более низкой плодовитостью (fertility, или fe undity) гомозиготных индивидуумов, т. е. в первую очередь меньшим числом самих рождений, а не тем, что часть детей умирает после рождения. Дело в том, что генетический отбор не обязательно связан с какими-либо регистрируемыми смертями. При описании последствий генетического отбора мы действительно пользуемся такими терминами, как элиминация и потери , однако эти термины являются чисто риторическими и не означают действительной гибели или смерти. [c.365]

Осмысленное следование законам природы является основой успеха конструирования искусственных генетических систем вообще и новых белков в частности. Попытки использовать знания о механизмах функционирования природных экстремозимов при конструировании белков с помощью рационального редизайна уже приносят определенные плоды. Так, введение в белки дополнительных внутримолекулярных ионных связей путем добавления в полипептидную цепь новых аминокислотных остатков приводит к их стабилизации, хотя часто ценой уменьшения удельной активности [201]. Элиминация же таких связей дестабилизирует ферменты. Конформационная гибкость ферментов тесно связа- [c.399]

В заключение следует отметить, что распространение мультифакториальных болезней в разных популяциях человека может значительно варьировать, что связано с различием генетических и средовых факторов. В результате генетических процессов, происходящих в человеческих популяциях (отбор, мутации, миграции, дрейф генов), частота генов, определяющих наследственную предрасположенность, может возрастать или уменьшаться вплоть до полной их элиминации. [c.224]

Патогенное действие мутации (или мутаций) может приводить к летальному исходу на разных стадиях онтогенеза. Существенный вклад летальных и полулетальных мутаций во внутриутробную гибель и в раннюю постнаталь-ную смертность не вызывает сомнений, хотя и не всегда можно разграничить, прямое это действие (этиологическое) или опосредованное через патогенез. Летальный эффект мутаций может проявиться сразу после оплодотворения. По-видимому, 50% всех зачатий не реализуется в беременность, в большинстве случаев в результате наследственных нарушений. Около 50% всех спонтанных абортов связано с генетическими факторами. В первой половине беременности происходит наибольшая элиминация эмбрионов и плодов. При этом чем раньше прерывается беременность, тем вероятнее, что причиной аборта были хромосомные аномалии. Хотя механизмы гибели различны, в целом они связаны с нарушениями генетического контроля различных этапов эмбриогенеза от невозможности имплантации бластоцисты до неспособности карио-типически аномальных клеток формировать тканевые структуры. [c.43]

Фенотипическая пластичность оказывает задерживающее влияние на селективное воздействие среды, и этот задерживающий эффект сказывается как на негативных, так и на позитивных аспектах отбора. Фенотипическая пластичность обусловливает вапазды-вание элиминирующего действия отбора она дает возможность популяции оставаться в среде, которая изменилась неблагоприятным обра зом. Эта отсрочка элиминации увеличивает шансы тошу-ляции на приобретение в результате мутационного процесса, потока генов и рекомбинации новых генетических. вариаций, которые дадут ей (возможность создать генотипическую реакцию на новые неблагоприятные условия среды. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология