If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (11-րդ դասարան. կենսաբանություն)  > Բաժին 1

Դաս 3: Պոպուլացիայի ժառանգականություն
Գիտություն
11-րդ դասարան. կենսաբանություն
Կենսաբազմազանություն, էվոլյուցիան և դասակարգում
Պոպուլացիայի ժառանգականություն
© 2024 Khan AcademyՕգտագործման պայմաններԳաղտնիության քաղաքականությունՔուքի (Cookie) ծանուցում

Ալելների հաճախականություն և գենոֆոնդ

«Google Classroom»
Ինչպես գտնել ալելային հաճախականությունը և ինչպես է այն տարբերվում գենոտիպի հաճախականությունից։ Ինչ է գենոֆոնդը։

Հիմնական դրույթներ

  • Միկրոէվոլյուցիան պոպուլյացիայում գեների տարատեսակների, ալելների հաճախության փոփոխությունն է, որը սովորաբար տեղի է ունենում հարաբերականորեն կարճ ժամանակահատվածում։
  • Պոպուլյացիոն գենետիկան կենսաբանության ճյուղ է, որը ուսումնասիրում է որևէ գենի հաճախությունը և ժամանակի ընթացքում դրա փոփոխությունը պոպուլյացիայում։
  • Ալելի հաճախությունը ցույց է տալիս թե տվյալ ալելը պոպուլյացիայում որքան հաճախ է հանդիպում։ Այն կարող ենք որոշել հաշվելով թե քանի անգամ է տվյալ ալելը հանդիպում պոպուլյացիայում և ստացված թիվը պոպուլյացիայի գեների պատճենների ընդհանուր թվին բաժանելով։
    Ալելի հաճախություն A = ալելի պատճեննրի քանակը AպոպուլյացիայումՊոպուլյացիայում բոլոր գեների պատճենների ընդհանուր քանակը
  • Պոպուլյացիայի գենոֆոնդը կազմված է այդ պոպուլյացիայում առկա բոլոր գեների պատճեններից։

Դարվինը հանդիպում է Մենդելին (ոչ ուղիղ իմաստով)

Երբ Դարվինը առաջարկեց բնական ընտրության էվոլյուցիան, նա գիտեր, որ այն գործընթացները, որոնք նա նկարագրում էր կախված էին պոպուլյացիայում ժառանգական փոփոխականությունից։ Այն է դրանք հիմնված էին պոպուլյացիայում օրգանիզմների հատկանիշների տարբերությունների և դրանց հետագա սերունդներին փոխանցելու հատկության վրա։
Դարվինը, այնուամենայնիվ, չգիտեր՝ ինչպես են հատկանիշները ժառանգվում։ Իր ժամանակի այլ գիտնականների նման նա մտածում էր, որ հատկանիշները փոխանցվում էին միախառնող ժառանգականությամբ։ Համաձայն այս մոդելի ծնողների հատկանիշները պետք է մշտպես միախառնվեն իրենց սերունդներում։ Ավստրիացի վանական Գրեգոր Մենդելը հերքեց այս մոդելը և հայտնաբերեց, որ հատկանիշները պայմանավորվում են չմիախառնվող ժառանգական միավորներով, որոնք կոչվում են գեներ։
Ճնայած որ Մենդելը գենետիկայի վերաբերյալ իր աշխատությունը հրապարակեց Դարվինի էվոլյուցիայի վերաբերյալ մտքերից մի քանի տարի անց, Դարվինը ամենայն հավանականությամբ այդպես էլ երբևէ չի կարդացել Մենդելի աշխատությունը։ Այսօր կարող ենք միախառնել Դարվինի և Մենդելի մտքերը՝ ստանալով էվոլյուցիայի և դրա իրականացման վերաբերյալ ավելի պարզ պատկերացում։

Միկրոէվոլյուցիա և պոպուլյացիայի գենետիկա

Միկրոէվոլյուցիան կամ փորամասշտաբ էվոլյուցիան սահմանվում է որպես սերնդեսերունդ պոպուլյացիայում գեների տարբերակների, ալելների հաճախության փոփոխություն։ Կենսաբանության այն ճյուղը, որը ուսումնասիրում է պոպուլյացիաներում ալելների հաճախություններն ու ինչպես են դրանք փոփոխվում ժամանակի ընթացքում կոչվում թ պոպուլյացիայի գենետիկա։
Միկրոէվոլյուցիան երբեմն համեմատվում է նաև մակրոէվոլյուցայի հետ։ Վերջինս մեծ մասշտաբով փոփոխություններ առաջացնող էվոլյուցիան է, ինչպես օրինակ՝ նոր խմբերի կամ տեսակների առաջացումը, որը տեղի է ունենում երկար ժամանակի ընթացքում։ Բայց կենսաբանների հիմնական մասը դիտարկում է միկրոէվոլյուցիան և մակրոէվոլյուցիան որպես միևնույն գործընթաց, որը տեղի է ունենում տարբեր ժամանակահատվածում։ Միկրոէվոլյուցիան աստիճանաբար կուտակվում է, երկար ժամանակի ընթացքում հանգեցնելով մակրոէվոլյուցիոն փոփոխությունների։
Արի ուսումնասիրենք 3 հասկացություններ, որոնք հիմնային են միկրոէվոլյուցիայի սահմանման համար․ պոպուլյացիաներ, ալելներ և ալելների հաճախություն։

Պոպուլյացիաներ

Պոպուլյացիան միևնույն տեսակին պատկանող օրգանիզմների խումբ է, որոնք բնակվում են միևնույն տարածքում և ազատ խաչասերվում են։ Պոպուլյացիան էվոլյուցիայի տարրական միավորն է, այլ կերպ ասած՝ առանձին օրգանիզմները չեն կարող էվոլյուցիայի ենթարկվել։

Ալելներ

Ալելը գենի այլընտրանքային տարբերակն է՝ ժառանգական միավոր, որը կարգավորում է օրգանիզմի որևէ հստակ հատկանիշի արտահայտումը։
Օրինակ՝ Մենդելն ուսումնասիրեց այն գենը, որը պայմանավորում է ոլոռի ծաղկի գույնը։ Այս գենը ունի սպիտակ w և մանուշակագույն W ալելներ։ Ոլոռի յուրաքանչյուր բույս ունի տվյալ գենի երկու պատճեններ՝ կազմված լինելով միևնույն կամ երկու տարբեր ալելներից։ Այն դեպքում, երբ ալելները տարբեր են, դոմինանտը W կարող է թաքցնել մյուս՝ ռեցեսիվ ալելին w։ Բույսի ալելների հավաքածուն կոչվում է գենոտիպ, որը պայմանավորում է դրա ֆենոտիպը կամ տեսանելի հատկանիշները՝ այս պարագայում ծաղկի գույնը։
Ֆենոտիպ՝ ծաղկի գույն գենոտիպ՝ ալելների զույգ
W—դոմինանտ մանուշակագույն ալել w—ռեցեսիվ սպիտակ ալել
WW—մանուշակագույն ծաղիկ Ww—մանուշակագույն ծաղիկ ww—սպիտակ ծաղիկ

Ալելների հաճախություն

Ալելի հաճախություն ցույց է տալիս, թե որքան հաճախ է տվյալ գենը հանդիպում պոպուլյացիայում։ Օրինակ՝ եթե ոլոռնի պոպուլյացիայի բոլոր բույսերը մանուշակագույն ալելներ ունենային W, ապա W ալելի հաճախությունը 100% է կամ 1.0։ Բայց եթե ալելների կեսը լինեին W, իսկ մյուս կեսը՝ w, ապա այդ ալելներից յուրաքանչյուրը կունենար 50%, կամ 0.5 ալելի հաճախություն։
Ընդհանուր առմամբ ալելի հաճախությունը կարող ենք սահմանել հետևյալ կերպ
Ալելի հաճախություն A = ալելի պատճեննրի քանակը AպոպուլյացիայումՊոպուլյացիայում բոլոր գեների պատճենների ընդհանուր քանակը
Երբեմն պոպուլյացիայում երկուսից ավելի ալելներ կան (օրինակ՝ կարող են լինել որևէ գենի A, a, և _Ai ալելները)։ Այս դեպքում դու ստիպված կլինես հայտարարում գումարել բոլոր_ տարբեր ալելները։
Ինչպես նաև կարող ենք հաշվարկել գենոտիպի հաճախությունները՝ տվյալ գենոտիպով առանձնյակների մասնաբաժինը, և ֆենոտիպի հաճախություններ՝ տվյալ ֆենոտիպն ունեցող առանձնյակների մասնաբաժինը պոպուլյացիայում։ Սակայն հիշիր, որ ներկայացվածները ալելի հաճախությունից տարբերվող հասկացություններ են։ Հաջորդիվ մենք կտեսնենք, այս տարբերությունը ներկայացնող օրինակ։

Օրինակ․ ալելի հաճախության հաշվումը

Արի դիտարկենք հետևյալ օրինակը։ Այս օրինակում, ինչպես ցուցադրված է ստորև, ունենք 9 ոլոռի բույսերից կազմված շատ փոքր պոպուլյացիա։ Յուրաքանչյուր ոլոռի բույս կրում է դրա ծաղկի գույնը պայմանավորող գենի երկու պատճեններ։
6 WW, մանուշակագույն բույսեր 1 Ww, մանուշակագույն բույս 2 ww, սպիտակ բույսեր
Եթե յուրաքանչյուր բույսի օրգանիզմում ուսումնասիրենք գենի երկու պատճենները և հաշվենք, թե քանի W պատճեններ են առկա, ապա կտեսնենք, որ դրանց քանակը 13-ն է։ Եվ եթե հաշվենք, թե քանի w պատճեններ են առկա, ապա կտեսնենք, որ դրանց քանակը 5-ն է։ Ողջ պոպուլյացիայում գեների պատճենների քանակը 13+5=18 է։
Յուրաքանչյուր ալելի պատճենների քանակը կարող ենք պատճենների ընդհանուր թվի վրա և ստանալ ալելի հաճախությունը։ Պայմանականորեն, երբ պոպուլյացիայում դիտարկում ենք գենի երկու ալելներ, ապա դրանց հաճախությունները նշանակում ենք p և q նշաններով․
p=W−ի հաճախությունը= 13/18 = 0.72, or 72%
q=w−ի հաճախությունը= 5/18 = 0.28, or 28%
Գենի բոլոր ալելների հաճախությունների գումարը պետք է հավասար լինի 1-ի կամ 100%-ի։
Ալելի հաճախությունը տարբերվում է գենոտիպի կամ ֆենոտիպի հաճախությունից։ Մենք կարող ենք հաշվարկել նաև գենոտիպի և ֆենոտիպի հաճախությունները, որոնք կօգնեն մեզ նաև հասկանալ ինչպես են պոպուլյացիաները զարգանում։ Բայց միևնույն է, դրանք տարբերվում են ալելի հաճախությունից։ Ստորև տրամագիրը ներկայացնում է այդ տարբերությունները․
6 WW, մանուշակագույն բույսեր 1 Ww, մանուշակագույն բույս 2 ww, սպիտակ բույսեր
Գենոտիպի հաճախությունը․ որքան հաճախ ենք տեսնում յուրաքանչյուր ալելի զույգը՝ Ww, WW կամ ww
WW-ի հաճախությունը = 6/9 = 0.67 Ww-ի հաճախությունը = 1/9 = 0.11 ww-ի հաճախությունը = 2/9 = 0.22
Ֆենոտիպի հաճախություն․ որքան հաճախ ենք տեսնում սպիտակ/մանուշակագույն հարաբերությունը
մանուշակագույն բույսերի հաճախությունը = 7/9 = 0.78 Սպիտակ բույսերի հաճախությունը= 2/9 = 0.22
Ալելի հաճախությունը․ որքան հաճախ ենք տեսնում յուրաքանչյուր ալելը
p = W-ի հաճախությունը = 13/18 = 0.72 q = w-ի հաճախությունը = 5/18 = 0.28
Հիմա արի պատկերացնենք, որ մենք դիտարկում ենք նախորդ սերունդը և ստուգենք այժմյա պոպուլյացիայի ոլոռի բույսերի գենոտիպերը։ Որպեսզի գտնենք ալելի հաճախությունները, մենք կրկին պետք է ուսումնասիրենք յուրաքանչյուր առանձնյակի գենոտիպը, հաշվենք յուրաքանչյուր ալելի պատճենների քանակը և ի վերջո բաժանենք գեների պատճենների ընդհանուր քանակին։ Այսպիսով՝ W ալելի հաճախությունը նվազել է մինչև 8/18=0.44 կամ 44%, իսկ w ալելի հաճախությունը աճել է մինչև 10/18 կամ 56%։
Սկզբնական սերունդ
6 WW, մանուշակագույն բույսեր 1 Ww, մանուշակագույն բույս 2 ww, սպիտակ բույսեր
p = W-ի հաճախությունը = 13/18 = 0.72 q = w-ի հաճախությունը = 5/18 = 0.28
Հին բույսերը թոշնում են, իսկ դրանց սերունդը՝ աճում։
Նոր սերունդ․
p = W-ի հաճախությունը = 8/18 = 0.44 q = w-ի հաճախությունը = 10/18 = 0.56
Եթե ալելի հաճախությունները փոխվում են, ապա պոպուլյացիան զարգանում է՝ ենթարկվում է էվոլյուցիայի։
Սերունդների ընթացքում ինչպես տեսանք, պպուլյացիայում նկատվում է ալելների հաճախությունների փոփոխություն։ Հետևաբար համաձայն միկրոէվոլյուցիայի սահմանման կարող ենք ասել, որ այս պոպուլյացիան զարգացել է։ Եթե մենք իրական հետազոտություն իրականացնեինք, ապա կկազմեինք նաև վիճակագրական թեստ, որպեսզի ապացուցեինք, որ այս ալելների մասնաբաժինները իսկապես տարբեր էին։
Մենք կուսումնասիրենք այն բոլոր գործոնները, որոնք հանգեցնում են պոպուլյացիայի զարգացման՝ էվոլյուցիայի։ Այդպիսի գործոններից են՝ բնական ընտրությունը, գենետիկական դրիֆտը՝ պատահական փոփոխությունները և այլ գործոններ, որոնք կտեսնենք այս հոդվածի մյուս կեսում։

Գենոֆոնդ

Պոպուլյացիայում բոլոր գեների պատճենները կազմում են դրա գենոֆոնդը։ Այպիսի անվանումը պատահական չէ, և ստացվել է այն գաղափարից, որ մենք հավաքում ենք պոպուլյացիայի բոլոր առանձնյակների բոլոր գեները և <<տեղադրում>> ենք այն մեկ ընդհանուր <<ֆոնդ>>-ում։
Իսկ ի՞նչ է սա նշանակում։ Վերոբերյալ օրինակում մենք ուսումնասիրեցինք պոպուլյացիայի բոլոր 9 առանձնյակներին և դրանցում առկա ծաղկի գույնը պայմանավորող գեների բոլոր պատճենները։ Պոպուլյացիայում կան 18 առանձին գեների պատճեններ, որոնցից յուրաքանչյուրը կա՛մ W, կա՛մ էլ w ալելներից որևէ մեկին էր համապատասխանում։ Հիմա պատկերացրու, որ մենք իրականացրել ենք այս նույն գործընթացը ոլոռի բույսի յուրաքանչյուր գենրի համար, ներառյալ՝ այն գեների, որոնք պայմանավորում են դրա բարձրությունը, սերմերի գույնը, ձևը, նյութափոխանակությունը և այլն։ Յուրաքանչյուր գենից մենք կստանայինք 18 պատճեններ կտեղադրեինք դրանք ընդհանուր ֆոնդում։ Ի վերջո մենք կստանայինք գեների պատճենների ընդհանուր ֆոնդը, որը կհամապատասխանի մեր պոպուլյացիայի գենոֆոնդին։
Ուսումնասիրելով պոպուլյացիայի բոլոր գեների բոլոր պատճենները, կարող ենք ընդհանուր առմամբ տեսնել, թե պոպուլյացիայում որքան գենետիկական փոփոխականություն կա։ Որքան շատ է այդ փոփոխականությունը պոպուլյացիայում, այդքան ավելի մեծ է բնական ընտրությամբ միջավայրի պայմաններին հարմարվելու պոպուլյացիայի կարողությունը։ Որքան ավելի շատ փոփոխականություն կա, այդքան ավելի շատ է հավանականությունը, որ օրգանիզմներում կլինեն որոշակի ալելներ, որոնք թույլ կտան օրգանիզմներին նոր պայմաններում արդյունավետ կերպով գոյատևել և վերարտադրվել։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: