Что такое дрейф генов? Кратко

Дрейф генов является одной из движущих сил эволюции. Это процесс, во время которого определенные свойства в популяции случайно появляются или исчезают благодаря тому, что организмы с данными качествами дают больше всего потомства или вовсе не размножаются.

Дрейф генов способен снижать генетическое разнообразие в рамках небольших популяций. Например, если только две особи в популяции из десяти животных являются носителями определенного варианта гена и не приносят потомства, то этот вариант исчезнет из популяции.

Особый вид генетического дрейфа — это «эффект основателя», который наблюдается, когда небольшое число особей оказываются в изоляции от основной популяции. Например, в конце XVIII века после тайфуна на острове Пинджелэп в Микронезии в живых осталось всего 20 человек, от которых зависела судьба будущих поколений. Сегодня 5-10 процентов населения острова страдают от дальтонизма, который крайне редко встречается в других местах. Видимо, один из выживших после тайфуна был носителем рецессивного гена этого заболевания.

Что такое ДНК? Кратко

Дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, — это молекула, которая кодирует генетические инструкции, необходимые для роста и развития всех живых организмов, способных к самовоспроизведению. Все клетки в теле человека имеют одинаковую ДНК, которая находится в ядре клетки. Своя отдельная ДНК находится в митохондриях.

Информация, содержащаяся в ДНК, хранится в виде последовательности из четырех химических «оснований», которые называются: аденин (А), гуанин (G), цитозин (С) и тимин (Т). Основы объединяются (А с Т, С с G) и формируют пары оснований. ДНК человека состоит примерно из 3,2 миллиарда пар оснований. Каждое основание крепится к молекуле сахара — дезоксирибозе и молекуле фосфата и образуется нуклеотид.

Нуклеотиды формируют две длинные цепочки, образующие двойную спираль, похожую на винтовую лестницу, у которой пары оснований — это ступеньки, а сахар и молекулы фосфата — ее вертикальные опоры. При делении клетки ДНК размножается путем расплетения двойной спирали на две отдельные нити. Каждая нить служит шаблоном для построения новой нити, так что в результате получается две двойные спирали, которые расходятся по разным клеткам.

Что такое гены? Кратко

Ген — это участок ДНК, кодирующий молекулу какого-нибудь белка. Они имеют различные формы, которые называются аллели, отвечающие за свойства, передаваемые родителями своим отпрыскам, согласно законам наследственности. Совокупность всей генетической информации организма называется геномом.

13-летний Проект «Геном человека» завершился в 2003 году. Эта грандиозная работа была проведена при участии специалистов со всего мира: была совершена попытка расшифровать последовательности из 3,2 миллиарда пар оснований в ДНК человека, или примерно 25 000 генов.

В результате было установлено, что в среднем ген состоит из 3000 пар оснований, но разница между генами может быть огромной, например, существуют гены с 2,4 миллиона пар оснований.

С помощью Проекта «Геном человека» удалось установить, какую роль определенные последовательности генов играют в таких заболеваниях, как рак молочной железы и мышечная дистрофия. Кроме того, в ходе Проекта было обнаружено, что только 2 процента геномов кодируют информацию для синтеза белка, и роль остальных ДНК пока остается загадкой.

Что такое гаметы? Кратко

Гаметы — это половые клетки животных и растений, размножающихся половым путем. Мужские гаметы называются сперматозоиды, а женские — яйцеклетки.

Гаметы образуются в процессе деления клеток, называемого мейозом, в результате которого клетка производит четыре копии себя вместо двух, поэтому гаметы содержат половину обычного набора хромосом — по одной из 23 пар хромосом, обычно встречающихся в клетках человека.

Во время мейоза происходит «обмен хромосомами» — каждая пара хромосом обменивается генетическим материалом, в результате чего у гамет появляются новые комбинации генов.

Во время оплодотворения яйцеклетка и сперматозоид соединяются и образуют зиготу, которая содержит по две копии каждой хромосомы, причем одна половина каждой хромосомы пришла из яйцеклетки и одна — из сперматозоида. Из одной этой клетки после ее деления образуется эмбрион. У большинства млекопитающих хромосомы X и Y определяют пол. При наследовании Х-хромосом от обоих родителей плод будет женского пола (XX), а если он наследует X от мамы, a Y от папы, то пол будет мужским (XY).

Что такое вирусы? Кратко

Вирусы — это крошечные скопления генетического материала, способного заражать клетки живых организмов, в том числе животных, растений и бактерий. Вирусы не могут самостоятельно размножаться. Они атакуют клетки хозяина и размножаются с помощью его репродуктивной системы.

Вирусы состоят из РНК или ДНК, защищенной белковой оболочкой, а размер их, как правило, не превышает 10-300 нанометров (миллиардная доля метра). Они заражают организмы, проникая в мембрану клетки и распространяя свой генетический груз, а обреченным клеткам приходится его воспроизводить. Новые вирусы накапливаются внутри клетки-хозяина, пока не разрывают ее, и тогда они попадают наружу. Однако некоторые вирусы в течение многих лет способны находиться в состоянии покоя внутри клетки.

Растениям вирусы часто передают насекомые, которые на этих растениях питаются. Простуда и грипп передаются человеку через кашель и чихание, а некоторые вирусы передаются половым путем, среди них вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). К счастью, наша иммунная система успешно борется с большинством вирусных инфекций, а многие помогает предотвратить вакцинация.