Genetički drift
Genetički drift (alelski drift ili Sivol Rajtov efekat) je promena u učestalosti postojeće varijante gena (alela) u populaciji usled slučajnog uzorkovanja organizama.[1][2] Aleli u potomstvu su uzorak onih kod roditelja, a slučaj ima ulogu u određivanju da li jedinka preživi i reprodukuje se. Frekvencija alela populacije je deo kopija jednog gena koji dele određeni oblik.[3]
Ako se od jedne velike populacije izdvoji manja grupa jedinki i oformi novu populaciju, ona ne mora biti ista već se čak može veoma razlikovati od matične populacije. U tako malobrojnoj populaciji su efekti genetičkog drifta najizraženiji. Ilustrativan primer za humane populacije je učestalost krvnih grupa kod Indijanaca u Severnoj Americi. Većina tih Indijanaca ima krvnu grupu O, ali jedna izolovana grupa usled genetičkog drifta ima najučestaliju krvnu grupu A. Ova učestalost je veća ne samo u poređenju sa ostalim severnoameričkim Indijancima nego je veća i od učestalosti u bilo kojoj humanoj populaciji.
Genetski drift može dovesti do potpunog nestanka varijanti gena i na taj način smanjiti genetske varijacije.[4] On takođe može prouzrokovati da u početku retki aleli postanu mnogo češći, pa čak i fiksirani.
Kada postoji nekoliko kopija alela, efekat genetskog pomeranja je veći, a kada postoji mnogo kopija, efekat je manji. Sredinom 20. veka vodile su se žestoke debate o relativnom značaju prirodne selekcije u odnosu na neutralne procese, uključujući genetski drift. Ronald Fišer, koji je objasnio prirodnu selekciju koristeći Mendelovu genetiku,[5] smatrao je da genetski drift igra u najmanju ruku manju ulogu u evoluciji, i to je ostalo dominantno gledište nekoliko decenija. Godine 1968, populacioni genetičar Moto Kimura ponovo je pokrenuo debatu svojom neutralnom teorijom molekularne evolucije, koja tvrdi da je većina slučajeva u kojima se genetska promena širi kroz populaciju (iako ne nužno promene u fenotipovima) uzrokovana genetskim driftom koji deluje na neutralne mutacije.[6][7] Devedesetih godina prošlog veka predložena je konstruktivna neutralna evolucija koja nastoji da objasni kako kompleksni sistemi nastaju kroz neutralne tranzicije.[8][9]
Analogija sa klikerima u tegli
[uredi | uredi izvor]Proces genetskog pomeranja može se ilustrovati korišćenjem 20 klikera u tegli da bi se predstavilo 20 organizama u populaciji.[10] Razmotrite ovu teglu s klikerima kao početnu populaciju. Polovina klikera u tegli je crvena, a polovina plava, pri čemu svaka boja odgovara različitom alelu jednog gena u populaciji. U svakoj novoj generaciji, organizmi se nasumično razmnožavaju. Da biste predstavili ovu reprodukciju, nasumično izaberite kliker iz originalne tegle i stavite novi kliker iste boje u novu teglu. Ovo je „potomak” originalnog klikera, što znači da originalni kliker ostaje u svojoj tegli. Ovaj proces se ponavlja sve dok se u drugoj tegli ne nađe 20 novih klikera. Druga tegla će sada sadržati 20 „potomaka” ili klikera raznih boja. Osim ako druga tegla ne sadrži tačno 10 crvenih klikera i 10 plavih klikera, došlo je do nasumične promene u frekvencijama alela.
Ako se ovaj proces ponovi nekoliko puta, broj crvenih i plavih klikera koji su izabrani za svaku generaciju varira. Ponekad tegla ima više crvenih klikera od „roditeljske” tegle, a ponekad više plavih. Ova fluktuacija je analogna genetskom driftu – promena u frekvenciji alela populacije koja je rezultat nasumične varijacije u distribuciji alela iz jedne generacije u drugu.
U bilo kojoj generaciji, može doći do toga se ne može izabrati kliker određene boje, što znači da nemaju potomstvo. U ovom primeru, ako nije izabran nijedan crveni kliker, tegla koja predstavlja novu generaciju sadrži samo plavo potomstvo. Ako se to dogodi, crveni alel je trajno izgubljen u populaciji, dok je preostali plavi alel postao fiksiran; sve buduće generacije su potpuno plave. U malim populacijama, fiksacija se može desiti za samo nekoliko generacija.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Gould, Stephen Jay (2002). „Chapter 7, section "Synthesis as Hardening"”. The Structure of Evolutionary Theory.
- ^ Masel J (oktobar 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 (maj 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, str. 54
- ^ Kimura M (februar 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, str. 320
- ^ Stoltzfus, Arlin (1999). „On the Possibility of Constructive Neutral Evolution”. Journal of Molecular Evolution (na jeziku: engleski). 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 (na jeziku: engleski). 89 (3): 172—182. ISSN 1432-1432. doi:10.1007/s00239-021-09996-y.
- ^ „Sampling Error and Evolution”. Understanding Evolution. University of California, Berkeley. Arhivirano iz originala 8. 12. 2015. g. Pristupljeno 2015-12-01.
Literatura
[uredi | uredi izvor]- Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
- Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
- Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
- Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
- Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
- Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
- Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 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 izd.). 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 izd.). 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 izd.). New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-20191-2. LCCN 2003065728. OCLC 53231891.
- Freeman, Scott; Herron, Jon C. (2007). Evolutionary Analysis (4th izd.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-227584-2. LCCN 2006034384. OCLC 73502978.
- Futuyma, Douglas (1998). Evolutionary Biology (3rd izd.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-189-9. LCCN 97037947. OCLC 37560100.
- Golding, Brian, ur. (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 izd.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-308-2. LCCN 2006036153. OCLC 75087956.
- Hedrick, Philip W. (2005). Genetics of Populations (3rd izd.). Boston, MA: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-4772-6. LCCN 2004056666. OCLC 56194719.
- Hey, Jody; Fitch, Walter M.; Ayala, Francisco J., ur. (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., ur. (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. str. 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 izd.). 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., ur. (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 izd.). New York: HarperCollins. ISBN 0-06-019906-7. LCCN 2001024077. OCLC 46359440.
Spoljašnje veze
[uredi | uredi izvor]- Sheehy, Bob. „Population genetics simulation program”. Radford, VA: Radford University. Pristupljeno 2015-12-21.
- Grimes, Bill. „Genetic Drift Simulation”. Tucson, Arizona: The University of Arizona. Pristupljeno 2016-08-25.