Šis palyginimas paaiškina ryšį tarp mutacijos, pagrindinio proceso, sukuriančio naujus genetinius pokyčius, ir genetinės variacijos, bendros alelių įvairovės populiacijoje. Nors mutacija yra pagrindinis pokyčių šaltinis, genetinė variacija yra platesnis šių pokyčių, rekombinacijos ir natūralios atrankos, rezultatas.
Akcentai
Mutacija yra šaltinis; genetinė variacija yra rezultatų visuma.
Ne visi genetiniai pokyčiai atsiranda tiesiogiai dėl naujų mutacijų; daugelis jų atsiranda dėl esamų genų pertvarkymo.
Mutacija vyksta individuose, o kintamumas yra populiacijų savybė.
Kintamumas yra būtinas, kad evoliucija vyktų natūraliosios atrankos būdu.
Kas yra Mutacija?
Specifinis, atskiras organizmo genomo DNR sekos pokytis, kurį sukelia klaidos arba aplinkos veiksniai.
Gamta: pavienis įvykis arba procesas
Šaltinis: replikacijos klaidos arba mutagenai
Įvykis: Spontaniškas ir atsitiktinis
Mastelis: Gali būti vienas pagrindas arba dideli segmentai
Vaidmuo: Naujų alelių kūrėjas
Kas yra Genetinė variacija?
Bendra skirtingų genų ir alelių įvairovė, randamų tarp individų konkrečioje populiacijoje ar rūšyje.
Gamta: grupės būsena arba charakteristika
Šaltinis: Mutacija ir seksualinė rekombinacija
Paplitimas: Palaikomas dauginantis
Mastelis: pasiskirstymas visoje populiacijoje
Vaidmuo: Žaliava natūraliai atrankai
Palyginimo lentelė
Funkcija
Mutacija
Genetinė variacija
Apibrėžimas
DNR struktūros pokytis
Alelių įvairovė baseine
Priežastis
DNR pažeidimai arba kopijavimo klaidos
Mutacija, kryžminimas ir poravimasis
Studijų vienetas
Atskiras genas arba chromosoma
Visa populiacija arba rūšis
Naudingas ir žalingas
Dažnai neutralus arba žalingas
Paprastai teigiamas išgyvenimui
Laikotarpis
Momentinis įvykis
Kaupiasi per kartas
Evoliucinis vaidmuo
Naujumo kilmė
Adaptacijos substratas
Išsamus palyginimas
Kilmė ir rezultatas
Mutacija yra tikrasis mechanizmas, sukeliantis genetinio kodo pakitimą, pavyzdžiui, taškinę mutaciją arba deleciją. Genetinė variacija yra populiacijos, turinčios daug skirtingų tų kodų versijų, būsena. Be pradinio mutacijos įvykio nebūtų pirminio gamtoje matomo varianto šaltinio.
Individualus ir populiacijos mastelis
Mutacija yra įvykis, įvykstantis vienoje ląstelėje arba organizme, galintis paveikti jo sveikatą arba bruožus. Genetinė variacija apibūdina šių bruožų pasiskirstymą grupėje, pavyzdžiui, skirtingos kailio spalvos vilkų gaujoje. Nors viena mutacija gali būti reta, genetinė variacija atspindi daugelio sėkmingai išlikusių mutacijų bendrą istoriją.
Priežiūros mechanizmai
Mutacijas sukelia cheminė žala, radiacija arba biologinės klaidos DNR sintezės metu. Genetinė įvairovė išlieka ir keičiasi lytinio dauginimosi metu, konkrečiai per tokius procesus kaip nepriklausoma asortimentacija ir kryžminimasis mejozės metu. Šie dauginimosi procesai nesukuria naujų DNR sekų, kaip tai daro mutacijos, bet jie sukuria naujus esamų DNR sekų derinius.
Adaptyvi reikšmė
Dauguma mutacijų yra neutralios arba žalingos, dažnai sukeldamos genetinius sutrikimus arba sumažėjusį tinkamumą. Tačiau genetinė įvairovė beveik visada yra naudinga rūšiai, nes ji suteikia „buferį“ nuo aplinkos pokyčių. Jei populiacija yra genetiškai įvairi, didesnė tikimybė, kad kai kurie individai turės savybių, reikalingų išgyventi naują ligą ar klimato kaitą.
Privalumai ir trūkumai
Mutacija
Privalumai
+Sukuria visiškai naujas savybes
+Skatina ilgalaikę evoliuciją
+Įgalina biologines inovacijas
+Esminis įvairovei
Pasirinkta
−Gali sukelti ligas
−Paprastai atsitiktinis/nenuspėjamas
−Dažnai mažina fizinį pasirengimą
−Retai naudinga
Genetinė variacija
Privalumai
+Padidina rūšių atsparumą
+Sumažina veisimosi riziką
+Leidžia prisitaikyti
+Buferuoja aplinkos pokyčius
Pasirinkta
−Gali paslėpti recesyvinius defektus
−Reikalingas didelis gyventojų skaičius
−Lėtai kaupiasi
−Pasiklydę kliūtyse
Dažni klaidingi įsitikinimai
Mitas
Visos mutacijos yra kenksmingos arba sukelia tokias ligas kaip vėžys.
Realybė
Nors kai kurios mutacijos sukelia žalą, dauguma jų yra neutralios ir neturi jokios įtakos organizmo išlikimui. Labai maža dalis yra naudingos, suteikiančios savybes, kurios galiausiai tampa įprastos dėl genetinės variacijos.
Mitas
Mutacija ir genetinė variacija yra tas pats dalykas.
Realybė
Jie yra susiję, bet skirtingi. Mutacija yra DNR keitimo veiksmas, o genetinė variacija yra matas, rodantis, kiek skirtingų DNR versijų egzistuoja organizmų grupėje.
Mitas
Evoliucija gali vykti ir be mutacijų.
Realybė
Trumpuoju laikotarpiu evoliucija gali paveikti esamą kintamumą, tačiau galiausiai populiacija pritrūktų „galimybių“. Mutacija yra vienintelis būdas į rūšies liniją įnešti tikrai naujos genetinės informacijos.
Mitas
Organizmai gali „pasirinkti“ mutuoti, kad išgyventų.
Realybė
Mutacijos yra visiškai atsitiktinės. Jos neatsiranda todėl, kad organizmui jų „reikia“; priešingai, jei atsitiktinė mutacija pasirodo esanti naudinga, tie individai geriau išgyvena ir perduoda tą variantą kitai kartai.
Dažnai užduodami klausimai
Ar kiekviena mutacija sukelia genetinę variaciją?
Nebūtinai. Kad mutacija prisidėtų prie populiacijos genetinės variacijos, ji turi įvykti gemalo linijoje (spermos arba kiaušialąstės ląstelėse), kad galėtų būti perduota palikuonims. Somatinės mutacijos, pavyzdžiui, odos ląstelėse, kurias sukelia saulė, gali paveikti individą, bet išnyksta jam mirštant, niekada nepatekdamos į platesnį populiacijos genų fondą.
Kaip lytinis dauginimasis padidina genetinę variaciją?
Lytinis dauginimasis padidina variaciją trimis pagrindiniais būdais: krosingoveriu (kai chromosomos keičia segmentus), nepriklausomu asortimentu (atsitiktiniu chromosomų rūšiavimu) ir atsitiktiniu apvaisinimu. Šie procesai nesukuria naujos DNR, bet sumaišo esamas mutacijas į trilijonus unikalių derinių, užtikrindami, kad nė vienas palikuonis nebūtų identiškas.
Kas yra „populiacijos kliūtis“ ir kaip ji veikia kintamumą?
Kliūtis atsiranda, kai populiacijos dydis smarkiai sumažėja dėl tokio įvykio kaip stichinė nelaimė ar pernelyg didelė medžioklė. Šis įvykis atsitiktinai nužudo individus, nepriklausomai nuo jų genų, o tai smarkiai sumažina genetinę įvairovę. Net jei populiacija atsigauna, ji išlieka genetiškai „reta“ ir labiau pažeidžiama ligų daugelį kartų.
Kokios yra dažniausios mutacijų priežastys?
Dažniausia priežastis yra tiesiog DNR polimerazės klaida DNR replikacijos metu. Aplinkos veiksniai, vadinami mutagenais, taip pat vaidina svarbų vaidmenį; tai ultravioletinė (UV) saulės spinduliuotė, rentgeno spinduliai ir tam tikros cheminės medžiagos, pavyzdžiui, randamos cigarečių dūmuose, kurios gali fiziškai nutraukti arba chemiškai pakeisti DNR grandines.
Kodėl genetinė įvairovė yra svarbi nykstančioms rūšims?
Maža genetinė įvairovė kelia didelę grėsmę nykstančioms rūšims, nes ji veda prie giminingo veisimo. Giminingas veisimas padidina tikimybę, kad palikuonys paveldės dvi kenksmingos recesyvinės mutacijos kopijas. Be to, nesant įvairovės, visą rūšį gali sunaikinti vienas virusas, nes nė vienas iš individų neturi genetinio atsparumo jam išgyventi.
Ar mutacija gali būti ir gera, ir bloga?
Taip, tai vadinama kompromisu. Klasikinis pavyzdys yra pjautuvinė ląstelių anemija. Dvi mutacijos kopijos sukelia pjautuvinę ląstelių anemiją (blogai), tačiau viena kopija suteikia didelį atsparumą maliarijai (gerai). Regionuose, kuriuose maliarija dažna, ši mutacija išlieka populiacijos genetinėje variacijoje dėl savo apsauginės naudos.
Kuo skiriasi alelis ir mutacija?
Alelis yra specifinė geno versija (kaip mėlynų ir rudų akių alelis). Mutacija yra istorinis įvykis, kuris pirmiausia sukūrė tą alelį. Kai mutacija sėkmingai išplinta populiacijoje ir tampa nuolatiniu genofondo variantu, mes ją vadiname aleliu.
Kaip mokslininkai matuoja genetinę variaciją?
Mokslininkai variaciją matuoja pagal „heterozigotiškumą“ – populiacijos individų, turinčių du skirtingus konkretaus geno alelius, procentą. Jie taip pat naudoja DNR sekos nustatymą, kad palygintų daugelio individų genomus, apskaičiuodami „vieno nukleotido polimorfizmų“ (SNP) skaičių, kai DNR seka skiriasi viena raide.
Nuosprendis
Aptardami konkretų molekulinį procesą, kuris pakeičia DNR seką arba konkretaus genetinio sutrikimo priežastį, rinkitės mutaciją. Analizuodami populiacijos sveikatą, rūšies istoriją arba natūralios atrankos evoliucijos skatinimo mechanizmą, rinkitės genetinę variaciją.