Biến đổi gen: Các loại và tầm quan trọng của biến thể di truyền

Đọc bài viết này để tìm hiểu về biến thể di truyền: Các loại và tầm quan trọng của biến thể di truyền!

Biến thể là sự khác biệt về hình thái, sinh lý, tế bào học và hành vi giữa các cá thể cùng loài và con cái của cùng một cha mẹ. Chúng được tìm thấy trong tất cả các nhân vật và theo mọi hướng có thể tưởng tượng được. Do đó, không có hai cá nhân giống nhau.

Hình ảnh lịch sự: homes.cs.washington.edu/~suinlee/fftime/systems-genetic2.JPG

Biến thể xuất hiện ngay cả trong các bản sao và cặp song sinh đơn nhân. Ở đây, chúng có được hoặc gây ra bởi đột biến. Các biến thể có được thường là do ảnh hưởng của môi trường. Họ không được thừa kế. Đột biến là các biến thể di truyền đột ngột hoặc không liên tục được tạo ra do lỗi sao chép DNA.

Các sinh vật sinh sản hữu tính có các biến thể di truyền phong phú. Các biến thể trở nên ít hơn nếu có cận huyết sâu (giao phối các sinh vật có liên quan chặt chẽ như các thành viên trong cùng một gia đình, anh em họ, v.v.). Thực tế đã được tổ tiên của chúng ta biết đến sớm nhất là 8000- 10000 trước Công nguyên. Họ biết rằng sinh sản hữu tính mang lại sự thay đổi. Tổ tiên của chúng ta đã khai thác các biến thể được tìm thấy trong thực vật và động vật hoang dã để chọn lọc giống cây trồng và động vật để thuần hóa, ví dụ, giống Sahiwal từ bò hoang.

Thông qua chọn lọc nhân giống và chọn lọc nhân tạo, con người đã nuôi hàng trăm ngàn giống và giống trước khi phát hiện ra các nguyên tắc thừa kế. Nó chỉ ra rõ ràng rằng tổ tiên của chúng ta có kiến ​​thức tốt về thừa kế và các biến thể. Tuy nhiên, họ không có ý kiến ​​trái chiều về cơ sở khoa học của những hiện tượng này.

Các loại biến thể:

Biến thể được phân loại khác nhau theo:

(i) Đặc điểm bị ảnh hưởng:

Hình thái, sinh lý, tế bào học và hành vi.

(ii) Tác động:

Hữu ích, có hại và trung tính hoặc thờ ơ.

(iii) Bộ phận:

Meristic (số phần và quan hệ hình học của chúng) và thực chất (ngoại hình),

(iv) Bằng cấp:

Liên tục và không liên tục,

(v) Các tế bào bị ảnh hưởng:

Soma và mầm,

(vi) Kiểu hình (có thể quan sát) và kiểu gen (hiến pháp).

I. Biến thể Somatic hoặc Somatogen:

Chúng là các biến thể ảnh hưởng đến các tế bào soma hoặc cơ thể của các sinh vật. Chúng cũng được gọi là sửa đổi hoặc nhân vật có được bởi vì chúng được một cá nhân trong suốt cuộc đời của nó. Lamarck (1801, 1809) dựa trên lý thuyết tiến hóa của ông về sự kế thừa các nhân vật có được. Tuy nhiên, như được chứng minh bởi Weismann (1892), các biến thể soma thường chết cùng với cái chết của cá nhân và do đó không thể di truyền. Chúng được gây ra bởi ba yếu tố môi trường, sử dụng và vô hiệu hóa các cơ quan và nỗ lực có ý thức.

(a) Các yếu tố môi trường:

Các yếu tố môi trường là trung bình, ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng, gió, cung cấp nước, vv Các yếu tố môi trường mang lại sự thay đổi về kiểu hình của cá thể. Những thay đổi khác nhau về kiểu hình để đáp ứng với các yếu tố môi trường khác nhau, được gọi là độ dẻo kiểu hình. Một kiểu hình cụ thể được phát triển để đáp ứng với một điều kiện sinh thái cụ thể được gọi là kiểu sinh thái.

Chỉ có những sửa đổi nhỏ ở động vật nhưng ở thực vật, những sửa đổi dễ thấy hơn nhiều. Điều này là do hiệu ứng môi trường trên các mô phân sinh của các bộ phận khác nhau. Một thay đổi nhỏ trong hoạt động thương mại có thể có tác dụng vĩnh viễn đối với nhà máy. Môi trường cũng có thể thay đổi số lượng hoa và mang lại những thay đổi không di truyền trong các bộ phận hoa. Một số yếu tố môi trường quan trọng hơn là:

1. Trung bình:

Một số loài thực vật lưỡng cư cho thấy dị hình với những chiếc lá được mổ xẻ bên trong nước và toàn bộ lá bên ngoài, ví dụ, Ranunculus aquatilis. Stockard đặt trứng của cá Fundulus trong nước biển có chứa magiê clorua. Những con non được nuôi trong một môi trường trung bình như vậy sở hữu một mắt trung bình thay vì hai mắt bên thông thường. Hoa cẩm tú cầu có hoa màu xanh trong đất chua và hoa màu hồng trong đất kiềm.

2. Ánh sáng:

Trong điều kiện không có ánh sáng, cây vẫn bị ăn mòn. Bóng râm tạo ra các tế bào dài và lá mỏng hơn và rộng hơn. Nó làm tăng độ mềm của nhiều loại rau. Ánh sáng mạnh, ngược lại, giúp sản xuất nhiều mô cơ học hơn và lá nhỏ hơn và dày hơn. Nhu mô Palisade trở nên đa lớp dưới ánh sáng mạnh nhưng vẫn duy trì một lớp dưới cường độ ánh sáng vừa phải (ví dụ: Peach).

Hiệu ứng của ánh sáng cũng đã được quan sát bởi Cickyham ở cá dẹt Solea. Cá thường xuyên nằm nghiêng bên trái. Nó phát triển sắc tố và mắt ở bên phải, bên tiếp xúc với ánh sáng. Nếu bên trái tiếp xúc với ánh sáng ở cá con, cả mắt và sắc tố đều phát triển ở bên đó.

3. Nhiệt độ:

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động trao đổi chất của sinh vật và tốc độ thoát hơi nước ở thực vật. Thực vật phát triển trong khu vực nóng cho thấy nanism của các bộ phận trên không và sự phát triển lớn hơn của hệ thống rễ. Ánh sáng mặt trời mạnh và nhiệt độ cao mang lại làn da rám nắng cho da người bằng cách sản xuất nhiều melanin để bảo vệ chống lại sự cách nhiệt quá mức và bức xạ cực tím.

4. Dinh dưỡng:

Cá nhân được cung cấp dinh dưỡng tối ưu tăng trưởng tốt nhất trong khi cá thể thiếu dinh dưỡng cho thấy sự phát triển chậm chạp. Sự phong phú hoặc thiếu hụt của một loại muối khoáng tạo ra các loại dị dạng khác nhau ở thực vật. Một ấu trùng ong mật được nuôi bằng sữa ong chúa phát triển thành nữ hoàng trong khi một con được nuôi bằng bánh mì ong phát triển thành công nhân.

5. Nước:

Cây trồng trong đất thiếu nước hoặc trong khu vực ít mưa cho thấy sự điều chỉnh để giảm thoát hơi nước và giữ nước, ví dụ như mọng nước, gai, lá giảm, lớp phủ dày, lỗ khí chìm, v.v ... Những cây mọc ở khu vực ẩm ướt và ẩm ướt sự phát triển.

(b) Sử dụng và vô hiệu hóa các cơ quan:

Điều này chủ yếu được quan sát thấy ở động vật cao hơn. Các cơ quan được đưa vào sử dụng liên tục phát triển nhiều hơn trong khi các cơ quan ít sử dụng phát triển ít. Một đô vật hoặc một người chơi thực hiện tập thể dục hàng ngày phát triển một cơ thể mạnh mẽ và cơ bắp hơn so với một người đàn ông khác không tập thể dục. Một con sư tử, hổ hoặc gấu được giữ trong vườn thú yếu hơn so với người sống trong rừng rậm.

(c) Nỗ lực ý thức:

Sửa đổi do những nỗ lực có ý thức chỉ được quan sát thấy ở những động vật có trí thông minh. Nhận được giáo dục, đào tạo một số vật nuôi, thân hình thon thả, nhàm chán của pinna, cổ dài, bàn chân nhỏ, cắt xén trong vật nuôi, cây cảnh, vv là một số ví dụ về những nỗ lực có ý thức.

II. Biến thể mầm hoặc Blastogen:

Chúng được sản xuất trong các tế bào mầm của một sinh vật và có thể di truyền. Chúng có thể đã có mặt trong tổ tiên hoặc có thể được hình thành đột ngột. Theo đó, các biến thể mầm có hai loại, liên tục và không liên tục.

1. Biến thể liên tục:

Chúng cũng được gọi là các biến thể dao động vì chúng dao động ở hai bên (cả cộng và trừ) của một giá trị trung bình hoặc trung bình của loài. Các biến thể liên tục là điển hình của đặc điểm định lượng. Chúng cho thấy sự khác biệt so với mức trung bình được kết nối với nó thông qua các hình thức trung gian nhỏ.

Nếu được vẽ dưới dạng biểu đồ, đặc tính trung bình hoặc bình thường sẽ được tìm thấy bởi số lượng cá thể tối đa. Số lượng cá nhân sẽ giảm cùng với sự gia tăng mức độ biến động. Các biểu đồ sẽ xuất hiện hình chuông (Hình 5.39). Các biến thể liên tục đã có mặt trong các sinh vật hoặc chủng tộc khác nhau của một loài.

Chúng được sản xuất bởi:

(i) Tách cơ hội hoặc phân tách nhiễm sắc thể tại thời điểm hình thành giao tử hoặc bào tử.

(ii) Giao thoa hoặc trao đổi các phân đoạn giữa các nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình phân bào.

(iii) Cơ hội kết hợp nhiễm sắc thể trong quá trình thụ tinh. Do đó, những biến thể này còn được gọi bằng tên của sự tái hợp.

Họ làm cho một sinh vật được trang bị tốt hơn để đấu tranh cho sự tồn tại trong một môi trường cụ thể. Chúng cũng cho phép con người cải thiện các chủng tộc của thực vật và động vật quan trọng. Tuy nhiên, chúng không thể tạo thành một loài mới mặc dù Darwin (1859) dựa trên lý thuyết tiến hóa của chọn lọc tự nhiên trên các biến thể liên tục. Các hoạt động liên tục có hai loại:

(a) Thực chất:

Chúng ảnh hưởng đến ngoại hình bao gồm hình dạng, kích thước, trọng lượng và màu sắc của một bộ phận hoặc toàn bộ sinh vật, ví dụ: chiều cao, hình dạng của mũi, màu da, màu mắt, tóc, chiều dài ngón tay hoặc ngón chân, sản lượng sữa, trứng, v.v. .

(b) Chủ nghĩa:

Chúng ảnh hưởng đến số lượng các bộ phận, ví dụ, nhiều alen trong các nhóm máu, số lượng hạt trong tai lúa mì, số phân đoạn epicalyx ở Althaea, các xúc tu trong Hydra hoặc các phân đoạn trong giun đất, v.v.

2. Biến thể không liên tục:

Chúng cũng được gọi là thể thao, muối hoặc đột biến. Họ đột ngột không thể đoán trước được sự khởi hành từ bình thường mà không có bất kỳ giai đoạn trung gian. Các sinh vật trong đó một đột biến xảy ra được gọi là đột biến. Các biến thể không liên tục tạo thành cơ sở của lý thuyết đột biến về tiến hóa được đề xuất bởi de Vries (1902).

Các biến đổi hoặc đột biến không liên tục được gây ra bởi (a) các sai lệch nhiễm sắc thể như xóa, nhân đôi, đảo ngược và dịch mã, (b) Thay đổi số lượng nhiễm sắc thể thông qua aneuploidy và đa bội, (c) Thay đổi cấu trúc và biểu hiện gen do bổ sung, xóa hoặc thay đổi nucleotide.

Các biến thể không liên tục có hai loại: (a) Thực chất. Chúng ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước và màu sắc, ví dụ, cừu Ancon chân ngắn, gia súc không sừng hoặc thụ phấn, mèo không lông, vá Piebald ở người, brachydactyly, syndactyly, v.v. (b) Meristic. Chúng ảnh hưởng đến số lượng các bộ phận, ví dụ, polydactyly (sáu chữ số trở lên) ở người.

Tầm quan trọng của biến thể:

1. Biến thể làm cho một số cá nhân được trang bị tốt hơn trong cuộc đấu tranh để tồn tại.

2. Họ giúp các cá nhân tự thích nghi theo môi trường thay đổi.

3. Các biến thể hoặc đột biến không liên tục tạo ra các tính trạng mới trong các sinh vật.

4. Biến thể cho phép các nhà lai tạo cải thiện các chủng tộc thực vật và động vật hữu ích để tăng sức đề kháng, năng suất tốt hơn, tăng trưởng nhanh hơn và đầu vào ít hơn.

5. Chúng tạo thành nguyên liệu thô cho sự tiến hóa.

6. Biến thể cung cấp cho mỗi sinh vật một cá thể riêng biệt.

7. Do các biến thể, các loài không tĩnh. Thay vào đó, chúng đang dần được sửa đổi hình thành các loài mới theo thời gian.

8. Sự thích nghi trước gây ra bởi sự hiện diện của các biến thể trung tính là cực kỳ hữu ích để tồn tại trước những thay đổi đột ngột của môi trường, ví dụ, khả năng chống lại thuốc trừ sâu hoặc kháng sinh mới.

9. Các biến thể Orthogenetic (định hướng hoặc xác định) tham gia vào sự hình thành các loài mới.