Генетички дрифт

С Википедије, слободне енциклопедије

Генетички дрифт (алелски дрифт или Сивол Рајтов ефекат)[1] је промена у учесталости постојеће варијанте гена (алела) у популацији услед случајног узорковања организама.[2] Алели у потомству су узорак оних код родитеља, а случај има улогу у одређивању да ли јединка преживи и репродукује се. Фреквенција алела популације је део копија једног гена који деле одређени облик.[3]

Ако се од једне велике популације издвоји мања група јединки и оформи нову популацију, она не мора бити иста већ се чак може веома разликовати од матичне популације. У тако малобројној популацији су ефекти генетичког дрифта најизраженији. Илустративан пример за хумане популације је учесталост крвних група код Индијанаца у Северној Америци. Већина тих Индијанаца има крвну групу О, али једна изолована група услед генетичког дрифта има најучесталију крвну групу А. Ова учесталост је већа не само у поређењу са осталим северноамеричким Индијанцима него је већа и од учесталости у било којој хуманој популацији.

Генетски дрифт може довести до потпуног нестанка варијанти гена и на тај начин смањити генетске варијације.[4] Он такође може проузроковати да у почетку ретки алели постану много чешћи, па чак и фиксирани.

Када постоји неколико копија алела, ефекат генетског померања је већи, а када постоји много копија, ефекат је мањи. Средином 20. века водиле су се жестоке дебате о релативном значају природне селекције у односу на неутралне процесе, укључујући генетски дрифт. Роналд Фишер, који је објаснио природну селекцију користећи Менделову генетику,[5] сматрао је да генетски дрифт игра у најмању руку мању улогу у еволуцији, и то је остало доминантно гледиште неколико деценија. Године 1968, популациони генетичар Мото Кимура поново је покренуо дебату својом неутралном теоријом молекуларне еволуције, која тврди да је већина случајева у којима се генетска промена шири кроз популацију (иако не нужно промене у фенотиповима) узрокована генетским дрифтом који делује на неутралне мутације.[6][7] Деведесетих година прошлог века предложена је конструктивна неутрална еволуција која настоји да објасни како комплексни системи настају кроз неутралне транзиције.[8][9]

Аналогија са кликерима у тегли[уреди | уреди извор]

Процес генетског померања може се илустровати коришћењем 20 кликера у тегли да би се представило 20 организама у популацији.[10] Размотрите ову теглу с кликерима као почетну популацију. Половина кликера у тегли је црвена, а половина плава, при чему свака боја одговара различитом алелу једног гена у популацији. У свакој новој генерацији, организми се насумично размножавају. Да бисте представили ову репродукцију, насумично изаберите кликер из оригиналне тегле и ставите нови кликер исте боје у нову теглу. Ово је „потомак” оригиналног кликера, што значи да оригинални кликер остаје у својој тегли. Овај процес се понавља све док се у другој тегли не нађе 20 нових кликера. Друга тегла ће сада садржати 20 „потомака” или кликера разних боја. Осим ако друга тегла не садржи тачно 10 црвених кликера и 10 плавих кликера, дошло је до насумичне промене у фреквенцијама алела.

Ако се овај процес понови неколико пута, број црвених и плавих кликера који су изабрани за сваку генерацију варира. Понекад тегла има више црвених кликера од „родитељске” тегле, а понекад више плавих. Ова флуктуација је аналогна генетском дрифту – промена у фреквенцији алела популације која је резултат насумичне варијације у дистрибуцији алела из једне генерације у другу.

У било којој генерацији, може доћи до тога се не може изабрати кликер одређене боје, што значи да немају потомство. У овом примеру, ако није изабран ниједан црвени кликер, тегла која представља нову генерацију садржи само плаво потомство. Ако се то догоди, црвени алел је трајно изгубљен у популацији, док је преостали плави алел постао фиксиран; све будуће генерације су потпуно плаве. У малим популацијама, фиксација се може десити за само неколико генерација.

У овој симулацији, свака црна тачка на кликеру означава да је изабран за копирање (репродукцију) једном. фиксација у плавом „алелу” се дешава у року од пет генерација.

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Gould, Stephen Jay (2002). „Chapter 7, section "Synthesis as Hardening"”. The Structure of Evolutionary Theory. 
  2. ^ Masel J (октобар 2011). „Genetic drift”. Current Biology. Cell Press. 21 (20): R837—8. PMID 22032182. doi:10.1016/j.cub.2011.08.007Слободан приступ. 
  3. ^ Futuyma 1998, Glossary
  4. ^ Star B, Spencer HG (мај 2013). „Effects of genetic drift and gene flow on the selective maintenance of genetic variation”. Genetics. 194 (1): 235—44. PMC 3632471Слободан приступ. PMID 23457235. doi:10.1534/genetics.113.149781. 
  5. ^ Miller 2000, стр. 54
  6. ^ Kimura M (фебруар 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. 
  7. ^ Futuyma 1998, стр. 320
  8. ^ Stoltzfus, Arlin (1999). „On the Possibility of Constructive Neutral Evolution”. Journal of Molecular Evolution (на језику: енглески). 49 (2): 169—181. ISSN 0022-2844. doi:10.1007/PL00006540. 
  9. ^ 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 (на језику: енглески). 89 (3): 172—182. ISSN 1432-1432. doi:10.1007/s00239-021-09996-y. 
  10. ^ „Sampling Error and Evolution”. Understanding Evolution. University of California, Berkeley. Архивирано из оригинала на датум 8. 12. 2015. Приступљено 2015-12-01. 

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]