Случайные процессы в генетик

Типы случайных процессов, используемых в моделях популяционной генетики [c.315]

Дрейф генов, или генетико-автоматические процессы — изменение генетической конституции популяции, вызываемое случайными причинами, например малыми размерами популяции (поэтому дрейф генов не ведет к генотипическому приспособлению к среде). [c.455]

Детерминистические и стохастические модели. До сих пор наше обсуждение полностью основывалось на менделевских соотношениях и на законе Харди—Вайнберга. Такие популяционно-генетические параметры, как скорость мутирования, коэффициенты отбора и инбридинга, считались постоянными и связанными определенными соотношениями. Другими словами, рассматриваемые нами модели были детерминистическими. Однако в действительности все эти параметры являются статистическими переменными, подверженными случайным изменениям, а изучаемые популяционной генетикой процессы не строго детерминистическими, а стохастическими (случайными). [c.367]

Как было показано, в популяции, не испытывающей влияния отбора, возможны лишь очень медленные изменения за счет мутационного процесса или случайные флуктуации частот аллелей вследствие генетико-автоматических процессов. Значение искусственного отбора по достоинству оценил Ч. Дарвин. Собственно успехи селекционеров, владевших приемами отбора, и натолкнули Ч. Дарвина на идею естественного отбора. Сходство между эволюционным процессом и селекцией дало Н. И. Вавилову основание назвать селекцию эволюцией, направляемой человеком. [c.551]

Открытие этого важнейшего правила молекулярной генетики заняло много лет. Сейчас это аксиома для протекания каждой отдельной химической реакции в живой клетке необходим специфический белковый фермент (или молекула РНК с ферментными функциями). Ферменты — это биологические катализаторы, они изменяют субстрат, сами оставаясь неизменными. Это очень важная концепция. Из нее следует, что ни один многоступенчатый биологический процесс не может происходить случайно. Все они регулируются рядом координированных взаимодействий между молекулами, которые по форме подходят друг к другу как два кусочка трехмерной мозаики. [c.45]

Стохастические модели изменения состояний нонуляции будем описывать с помощью случайных процессов. Нередко в генетике разумно считать, что поведение популяции при условии ее настоящего состояния не зависит от того, каким образом это состояние было достигнуто (т. е. при фиксированном настоящем будущее не зависит от прошлого). Такие случайные процессы называются марковскими. [c.317]

Почти до середины XX в. среди бактериологов господствовало мнение, что в отличие от других живых организмов бактерии при неблагоприятных внешних воздействиях выживают не благодаря случайным генетическим изменениям (мутациям), а вследствие того, что именно эти воздействия в большинстве случаев запускают физиологические процессы, которые и позволяют бактериям выжить. Эта теория была опровергнута исследованиями С.Е. Лурия и М. Дельбрюка (Luria S.E., Delbru k М., Geneti s 28 491-511, 1943), которые доказали, что устойчивость Е. соИ к бактериальным вирусам (бактериофагам) обусловлена именно произошедшими в них мутациями, а не реакцией бактерий на воздействие со стороны бактериофага. Эти данные нашли подтверждение в работах других авторов, изучавших последствие других неблагоприятных внешних воздействий. Исследования Лурия—Дельбрюка положили начало современной генетике микроорганизмов. [c.26]

Некоторые данные о важности биохимической индивидуальности были впервые приведены в книге Гаррода Врожденные нарушения обмена [35]. Эти нарушения часто обнаруживались по различиям в составе мочи. Распространенная идея о том, что такие нарушения являются случайными ошибками природы и представляют интерес в первую очередь для генетиков, поскольку они могут пролить свет на механизм действия гена, не разделялась Гарродом в ранний период его работы над этим вопросом. В 1902 г. он писал Само собой возникает представление, что эти факты (алькаптонурия и т. д.) выражают лишь крайние вариации химического поведения, вариации, которые в меньшей степени присущи, вероятно, каждому из нас. Как среди представителей одного и того же вида нельзя найти двух индивидов с абсолютно идентичным строением тела, так нельзя найти и двух таких, у которых химические процессы протекали бы точно одним и тем же путем [1]. Это утверждение могло бы привести к своевременной проверке высказанной Гарродом гипотезы, но, к сожалению, этого не произошло. Между тем серьезная проверка неизбежно показывает, что изменчивость среди нормальных индивидов отнюдь не мала, а, напротив, велика. [c.135]

Идея о том, что действие мутационных факторов опосредовано ферментами, возникла почти одновременно с возрождением генетики. В работах, проведенных с 1902 по 1908 г., Геррод (Garrod) высказал мнение, что болезнь человека-алкаптонурия-обусловлена нарушением какой-то метаболической реакции, катализируемой ферментом. Его фраза- врожденные ошибки метаболизма - заключает в себе концепцию, согласно которой генетический дефект может привести к нарушению определенного метаболического процесса, обусловливая тем самым наблюдаемый фенотип. В последующие три десятилетия накопились примеры влияния специфических мутаций на определенные биохимические реакции. Основная трудность исследований этого периода состояла в том, что приходилось довольствоваться случайно отобранными мутациями, не всегда пригодными ДJiя биохимического изучения. [c.17]

Популяционная генетика отвечает на вопросы о том, как реализуются законы Менделя на уровне популяций, как влияют на генетическую структуру популяций такие факторы, как мутационный процесс, отбор, миграции, случайное изменение генных частот. Знание популяционной генетики необходимо для понимания эпидемиологии наследственных болезней, для планирования мероприятий по предупреждению неблагоприятного воздействия на генетиче-кий аппарат факторов окружающей среды. Еще одна сфера приложения популяционно-генетических исследований-теория эволюции, обоснование тенденций биологической эволюции человечества в связи с различными изменениями окружающей среды. Преимуществом популяций человека как объекта генетических исследований является то, что они описаны гораздо лучше и полнее, чем популяции любого другого вида. [c.278]

Генетико-автоматические процессы представляют собой исключение из закона Харди — Вайнберга. Этот закон основан на статистических закономерностях и, как всякий статистический закон, теряет свою силу при малых числах или небольших выборках. В любой численно ограниченной популяции протекают чисто ве-роятностаые процессы изменения концентрации аллелей, свизаи-ные с ошибками ограниченной выборки гамет при образовании следующих поколений. Оказалось, что в небольших скрещивающихся популяциях гетерозиготные генотипы становятся гомозиготными скорее в результате случайности, чем под влиянием отбора. Это явление может привести к накоплению тех или иных неблагоприятных признаков и последующей элиминации из популяции их носителей независимо от отбора. Действие генетико-автоматических процессов можно реально представить при изоляции группы организмов на каком-нибудь небольшом острове или озере, или при уничтожении большинства особей на какой-либо территории в результате стихийного бедствия (лесной пожар, наводнение и т. д.), или в результате эпифитотин вредных микроорганизмов, массового распространения вредителей и т. д. Изолированные или оставшиеся в живых особи не будут полноценными представителями исходной популяции, генофонд их случаен и обеднен. Но дальнейшее размножение и эволюция популяции пойдет на его основе, при этом будет действовать механизм случайного основания. [c.325]

IX микроэволюционных процессов. В Происхождении видов Дарвин сал о накоплении многочислеииых, слабых, случайных изменений , торые соответствуют малым мутациям современных генетиков. Малые гтации дают возможность отбору наиболее плавно и пластично изме-[ть генетическую структуру популяции и являются наиболее благоприят-IM материалом для постепенной интегрирующей работы отбора. [c.494]

Д. Ромашова (1932) и особенно Райта (Wright, 1921, 1931, 1932), Добр-анского и Павловского (Dobzhansky, Pavlovsky, 1957) и Малеко (Ма- ot, 1948, 1959). Это теория случайного генетического дрейфа (дрейфа нов), или, как ее предпочитают называть Дубинин и Ромашов, орпя генетико-автоматических процессов. [c.502]

Первые опыты по переносу генетического материала осуществляли с помощью слияния целых клеток [1]. Такая техника нашла применение при изучении процессов дифференци-ровки и канцерогенеза, однако наиболее успешно ее использовали при картировании генов человека [2] и получении моноклональных антител [3]. Известно, что сформировавшийся при слиянии клеток грызуна и человека межвидовой гибрид спонтанно теряет человеческие хромосомы [4]. Как правило, утрата хромосом происходит случайным образом, и это позволяет конструировать гибридные линии клеток, в которых содержатся разные хромосомы человека. Корреляция между присутствием конкретной хромосомы человека и экспрессией генетического маркера является основой для отнесения соответствующего гена к определенной группе сцепления. Из 1300 генов человека, картированных на сегодняшний день, примерно треть локализована на конкретных хромосомах с помощью методов генетики соматических клеток [5]. Процесс утраты хромосом у внутривидовых гибридов происходит не так быстро, как у гибридов межвидовых [6]. При слиянии клеток мышиной мие-ломы с клетками селезенки формируются стабильные линии гибридных клеток. Их характеризует иммортальность (способность к неограниченному делению), унаследованная от миелом- [c.8]

В сущности, вся история проблемы генетической изменчивости— яркая иллюстрация той роли, которую глубоко укоренившиеся идеологические предрассудки играют в определении научной истины и направлении научного поиска. Те, кто, подобно Moho (1971), считает, что факты говорят сами за себя, могут допустить, что борьба между классической и балансовой гипотезами завершена благодаря решающим данным, полученным новой молекулярной генетикой популяций. Но они заблуждаются. Классическая гипотеза развилась в обширную дисциплину, питаясь, усваивая, ассимилируя и нагуливая жир за счет тех самых фактов, с помощью которых ее надеялись разрушить. Дело не в фактах, а в мировоззрении, расхождении во взглядах между теми, кто считает динамические процессы в популяциях по существу консервативными, очищающими и защищающими адаптированное и рациональное status quo от неадаптивных искажающих и иррациональных сил случайного мутирования, и теми, для кого природа — это процесс, и всякий существующий порядок вещей становится неустойчивым со временем, кто, как Дени Дидро, видит, что все изменяется, все проходит, сохраняется лишь целое . [c.166]

Из постулированных в СТЭ особенностей наследственной изменчивости (которая на основе достижений генетики одна признается меющей эволюционное значение) легко выводится классическая дарвинистская триада закономерностей эволюции (ненаправленность, градуализм, монофилия). Наследственная изменчивость в СТЭ выступает как совокупность случайных, ненаправленных мутаций, и именно их постепенное накопление служит основой эволюционного процесса. Следовательно, эволюция сама по себе не направлена. Она постепенна, градуальна, ибо осуществляется по мере накопления случайных мутаций. Эта аккумуляция постепенно изолирует одну группу организмов от другой. Так зарождаются новые виды, и в СТЭ реализуется, таким образом, очень близкая к классической дарвинистской модель эволюционного процесса с той лишь разницей, что единицей эволюционного события является не особь, как у Дарвина, а совокупность особей — популяция. Это не изменяет, однако, сути еще одного положения, вытекающего из такой модели, а именно — тезиса о монофилетическом характере эволюции Все живое из одного корня . [c.393]

Индуцированные наследственные изменения классической генетики— мутации, вызываемые высокочастотным излучением и мутагенными веществами,— случайны , т. е. ненаправленны. Тот или иной мутагенный фа ктор индуцирует разнообразные мутации в разных локусах. Индуцирование направленных наследственных изменений было предметом опекуляций в классической генетике и в эволюционной генетике начального периода. Направленные наследственные изменения рассматривались в то время как интересная возможность, связанная с переносом специфичного генетического материала из одного организма в другой и его включением в клетки зародышевой линии организма-реципиента. В третьем издании книги Добржанского Генетика и происхождение видов есть специальный раздел В поисках направленного мутационного процесса (Dobzhansky, 1951). [c.187]

Развигие генетики родило гипотезу, по которой все гены, кодирующие изменчивую часть антител, - результат случайных мутаций. Но антитела формируются при жизни особи миллионами вариантов могут пи ничем не управляемые случайные мутации обеспечить столь быстрый массовый процесс Простой расчет показывает, что ддя этого нужна такая интенсивность мутаций, какая разрушила бы всю наследственность. Эту трудность и пыталась обойти инструктивная школа. Она приводила в свою пользу сильный довод антитела вырабатываются даже на синтетические антрпены, никогда в прежней эволюции данного вида не встречавшиеся, - как же возможен иммунитет к ним, если не путем считывания с антигена [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология