Forskning av S.S. Chetverikova, N.V. Timofeev-Resovsky, N.P. Dubinina, V.G. Dobzhansky p? trettiotalet visade den utbredda f?rekomsten av d?dliga mutationer i naturen, som representerade uppt?ckten av fenomenet genetisk belastning. Genetisk belastning kan definieras som en relativ minskning av livsdugligheten hos individer i en population j?mf?rt med individer med en optimal genotyp.

M?nniskan ?r f?rem?l f?r alla samma lagar f?r mutation och populationsgenetik som alla andra organismer. Det k?nnetecknas ocks? av genetisk belastning. Detta bevisas av fakta om den breda spridningen av medf?dda ?rftliga sjukdomar hos m?nniskor. Bland dem finns det m?nga sjukdomar som orsakas av n?rvaron av recessiva gener. I det h?r fallet f?ds ett sjukt barn fr?n till synes friska f?r?ldrar. Man r?knar med att det finns cirka 100 olika ?rftliga sjukdomar som drabbar cirka 4 % av nyf?dda i varje generation. Volymen av genetisk belastning och dess natur hos m?nniskor studeras genom att analysera konsekvenserna av sl?ktskaps?ktenskap. ?ttlingar fr?n sl?ktingars ?ktenskap upplever p?verkan av genetisk belastning i form av en h?g andel d?df?dda och h?ga d?dligheter upp till ett ?r och d?r?ver. Enligt observationer utf?rda i Frankrike (Satter V., 1958) varierar d?df?dslar i relaterade ?ktenskap fr?n 26 till 50 per 1 000 f?dslar, medan bland icke-sl?ktingar - fr?n 19 till 21 per 1 000 f?dslar. Genetisk belastning f?rst?s inte bara som d?dliga mutationer som omvandlas till ett homozygott tillst?nd, utan ocks? hela spektrumet av mutationer som minskar individers adaptiva egenskaper. I en population finns det tre typer av genetisk belastning: mutationell, balanserad, substitutionell (?verg?ngs).

Mutationsbelastning uppst?r p? grund av upprepade mutationer. Dess volym best?ms av frekvensen av mutationer i alla loci som ger negativa f?r?ndringar.

Balanserad belastning intr?ffar n?r urval in olika riktningar verkar p? homozygoter och heterozygoter (exempel med HbS).

Ers?ttningsgods uppst?r n?r milj?f?rh?llanden f?r?ndras, n?r en allel som tidigare gav en adaptiv norm blir negativ. Under dessa f?rh?llanden ?r frekvenserna av b?da alleler - den gamla, som har f?rlorat sin adaptiva betydelse, och den nya - fortfarande ganska h?ga, detta orsakar polymorfism och en m?rkbar manifestation av den genetiska belastningen p? grund av den gamla allelen.

Problemet med genetisk belastning hos m?nniskor har stor betydelse f?r modern medicin, eftersom ?rftliga sjukdomar blir fler och fler Specifik gravitation att belasta m?nskligheten med sjukdomar. Kunskap om genetiken hos ?rftliga sjukdomar, graden i vilken populationer ?r m?ttade med dem och geografin av patologiska gener ?r n?dv?ndiga f?r praktisk medicin. Dessa problem ?r oerh?rt viktiga f?r antropologin, f?r att f?rst? framtiden biologisk evolution person. Fr?gan om genetisk belastning hos m?nniskor ?r av s?rskild vikt i samband med problemen med att skydda milj?n fr?n f?roreningar.

Polymorfism av m?nskliga populationer. Genetisk belastning.

1. Klassificering av polymorfism.
2. Genetisk polymorfism m?nskliga populationer.
3. Genetisk belastning.
4. Genetiska aspekter av anlag f?r sjukdomar.

Naturligt urval kan:

Stabilisera utsikten;

Leda till nybildning av arter;

Fr?mja m?ngfald.

Polymorfism– f?rekomsten i en enda panmixpopulation av tv? eller flera skarpt olika fenotyper. De kan vara normala eller onormala. Polymorfism ?r ett intrapopulationsfenomen.

Polymorfism h?nder:

kromosomala;

?verg?ng;

Balanserad.

Genetisk polymorfism observeras n?r en gen representeras av mer ?n en allel. Ett exempel ?r blodgruppssystem.

Kromosomal polymorfism– mellan individer finns skillnader i individuella kromosomer. Detta ?r resultatet av kromosomavvikelser. Det finns skillnader i heterokromatiska regioner. Om f?r?ndringarna inte har patologiska konsekvenser - kromosomal polymorfism, ?r mutationernas natur neutral.

?verg?ngspolymorfism– ers?ttning av en gammal allel i en population med en ny, vilket ?r mer anv?ndbart under givna f?rh?llanden. M?nniskor har en haptoglobingen - Hp1f, Hp 2fs. Den gamla allelen ?r Hp1f, den nya allelen ?r Hp2fs. HP bildar ett komplex med hemoglobin och orsakar vidh?ftning av r?da blodkroppar i den akuta fasen av sjukdomar.

Balanserad polymorfism- uppst?r n?r ingen genotyp f?r en f?rdel, och naturligt urval gynnar m?ngfald.

Alla former av polymorfism ?r mycket utbredda i naturen i populationer av alla organismer. I populationer av organismer som reproducerar sig sexuellt finns det alltid polymorfism.

Roten "morfism" involverar ?verv?gande av struktur.

Nu f?rst?s termen "polymorfism" som varje egenskap som best?ms genetiskt och inte ?r en konsekvens av fenokopi. V?ldigt ofta finns det 2 alternativa tecken, d? pratar de om dimorfism. Till exempel sexuell dimorfism.

Fram till mitten av 60-talet av 1900-talet (n?rmare best?mt 1966), mutationer med morfologiska s?rdrag. De h?nder med l?g frekvens, leder till allvarliga f?r?ndringar och ?r d?rf?r mycket m?rkbara.

Timofeev – Risovsky ”om Berlinbefolkningens blommorf nyckelpiga..." 8 typer av f?rg. 3 ?r vanligare (svarta fl?ckar p? r?d bakgrund) - r?da morfer, om vice versa - svarta morfer. Han best?mde att r?da ?r dominerande och svarta ?r recessiva. Det finns fler r?da p? vintern, svarta p? sommaren. N?rvaron av polymorfism i en population ?r adaptiv till sin natur.

De studerar f?rgen p? tr?dg?rdssnigeln i Europa.

?r 1960 f?reslog Hubby och Lewontin anv?ndningen av elektrofores f?r att best?mma formerna hos m?nskliga och animaliska proteiner. Proteiner f?rdelas i lager p? grund av laddning. Metoden ?r mycket exakt. Ett exempel ?r isoenzymer. Organismer av samma art har flera former av enzymer som katalyserar en kemisk reaktion, men skiljer sig i struktur. Deras aktivitet varierar ocks?. Deras fysikalisk-kemiska egenskaper ?r ocks? utm?rkta.16% av strukturella genloci ?r polymorfa. Glukos-6-fosfatas har 30 former. Det ?r ofta dragkraft p? golvet. Kliniken har l?nge utm?rkt laktatdehydrogenas (LDH), varav det finns 5 former. Detta enzym omvandlar glukos till pyruvat, koncentrationen av ett eller annat isoenzym i olika organ s?rskiljer vad den bygger p? laboratoriediagnostik sjukdomar.

Ryggradsl?sa djur ?r mer polymorfa ?n ryggradsl?sa djur. Ju mer polymorf en population ?r, desto mer evolution?rt plastisk ?r den. I en population har stora pooler av alleler inte maximal kondition p? en given plats i given tid. Dessa reserver f?rekommer i sm? m?ngder och i ett heterozygott tillst?nd. Efter f?r?ndringar i levnadsf?rh?llanden kan de bli anv?ndbara och b?rja ackumuleras - ?verg?ngspolymorfism. Stora genetiska reserver hj?lper populationer att svara p? milj?. En av mekanismerna som uppr?tth?ller m?ngfald ?r heterozygoternas ?verl?gsenhet. Med fullst?ndig dominans finns det ingen manifestation; med ofullst?ndig dominans observeras heteros. I en population uppr?tth?ller selektion en genetiskt instabil heterozygot struktur, och en s?dan population inneh?ller 3 typer av individer (AA, Aa, aa). Som ett resultat av naturligt urval intr?ffar genetisk d?d, vilket minskar befolkningens reproduktionspotential. Befolkningen minskar. D?rf?r ?r genetisk d?d en b?rda f?r befolkningen. Hon kallas ocks? genetisk belastning.

Genetisk belastning- en del av den ?rftliga variationen hos en population, som best?mmer uppkomsten av mindre v?ltr?nade individer som ?r f?rem?l f?r selektiv d?d till f?ljd av naturligt urval.

Det finns 3 typer av genetisk belastning.

1. Mutation.

2. Segregation.

3. Substitution.

Varje typ av genetisk belastning korrelerar med en viss typ av naturligt urval.

Mutations genetisk belastning- sidoeffekt mutationsprocess. Att stabilisera naturligt urval tar bort skadliga mutationer fr?n en population.

Segregation genetisk belastning– karakteristiskt f?r populationer som drar f?rdel av heterozygoter. Mindre v?lanpassade homozygota individer tas bort. Om b?da homozygoterna ?r d?dliga d?r h?lften av avkomman.

Substitutiv genetisk belastning– den gamla allelen ers?tts med en ny. Motsvarar den drivande formen av naturligt urval och ?verg?ngspolymorfism.

Genetisk polymorfism skapar alla f?ruts?ttningar f?r p?g?ende evolution. N?r en ny faktor dyker upp i milj?n kan befolkningen anpassa sig till nya f?rh?llanden. Till exempel insektsresistens mot olika typer insekticider.

F?r f?rsta g?ngen best?mdes den genetiska belastningen i den m?nskliga befolkningen 1956 p? norra halvklotet och uppgick till 4%. De d?r. 4% av barnen f?ddes med en ?rftlig patologi. Under de f?ljande ?ren introducerades mer ?n en miljon f?reningar i biosf?ren (mer ?n 6 000 ?rligen). Dagligen – 63000 kemiska f?reningar. Inverkan av radioaktiva str?lk?llor ?kar. DNA-strukturen ?r st?rd.

3 % av barnen i USA lider av medf?dd utvecklingsst?rning (de g?r inte ens p? gymnasiet).

F?r n?rvarande har antalet medf?dda abnormiteter ?kat med 1,5 - 2 g?nger (10%), och medicinska genetiker s?ger att siffran ?r 12-15%.

Slutsats: skydda milj?n.

Teori

Best?mning av det totala antalet recessiva gener i m?nskliga populationer. Homozygoter, s?rskilt f?r s?llsynta sjukdomar, ?r vanligare bland barn fr?n sl?ktskaps?ktenskap ?n i befolkningen som helhet. Utifr?n detta ?r det m?jligt att best?mma antalet s?dana recessiva gener hos varje individ i populationen.

L?t till exempel sannolikheten f?r att en gen slumpm?ssigt vald fr?n en individ ?r identisk i ursprung med en av de tv? allelerna fr?n samma locus av sin bror (syster) ?r 1/2. Om ett av syskonen i ett bror-syster?ktenskap b?r p? en gen som, n?r den ?r homozygot, orsakar en recessiv sjukdom, s? har det andra syskonen denna gen med en sannolikhet p? 1/2, och risken f?r sjukdomen f?r varje barn av denna paret ?r 1/4. D?rf?r ?r sannolikheten att minst ett barn fr?n detta ?ktenskap blir sjukt lika med l–(3/4) s, Var s- antal barn i ?ktenskapet. Genom att analysera frekvensen av recessiva sjukdomar hos avkomman efter ett visst antal ?ktenskap mellan br?der och systrar (f?rutsatt att det inte finns n?got urval f?r n?gra andra egenskaper), ?r det allts? m?jligt att best?mma det genomsnittliga antalet individer i en population som har denna recessiva gen. Samma resonemang g?ller f?r far-dotter-?ktenskap. ?ktenskap mellan s?dana n?ra sl?ktingar ?r dock extremt s?llsynta och ?r f?rbjudna enligt lag. Dessutom individer som tr?der in

350 6. Populationsgenetik

Intuitiva antaganden: v?r belastning av mutationer. Den k?nde genetikern G. M?ller med ungdom var upptagen av tanken att det finns en fara f?r biologisk degeneration f?r m?nniskan som art. Han trodde att m?nskligheten f?rr eller senare skulle st?rta ner i avgrunden av att lida av sjukdomar och psykiska st?rningar.

I b?rjan av ?rhundradet delades dessa farh?gor av m?nga vetenskapsm?n; De var orsaken till uppkomsten av verk av F. Galton och eugenikr?relsen.

M?llers argument var utf?rliga i hans artikel "Our Cargo of Mutations" (1950). De viktigaste best?mmelserna i denna artikel kan formuleras p? f?ljande s?tt:

a) de flesta m?nskliga zygoter d?r eller f?rlorar f?rm?gan att dela sig som ett resultat av mutationer;

b) den totala mutationshastigheten per individ, dvs. det totala antalet nya mutationer som finns i de tv? k?nsceller fr?n vilka den h?rr?r ?r en mutation per 2-10 k?nsceller;

c) varje individ ?r heterozygot f?r flera gener som ?r d?dliga i det homozygota tillst?ndet; dessa gener har vanligtvis en skadlig effekt ?ven i ett heterozygott tillst?nd;

d) P? grund av den f?rsvagade intensiteten av naturligt urval ?kar antalet skadliga gener i m?nskliga populationer orov?ckande; deras frekvens kan ?verstiga en kritisk niv?, varefter det m?nskliga genetiska systemet kommer att kollapsa och m?nniskan som art kommer att f?rsvinna;

e) denna fara f?rv?rras p? grund av ?kad exponering joniserande str?lning;

f) det ?r n?dv?ndigt att motverka farliga trender genom att p? konstgjord v?g reglera m?nsklig fortplantning.

Sedan M?ller formulerade dessa principer har v?r kunskap om m?nsklig genetik ?kat och vi har f?tt ett ganska korrekt svar p? n?gra av de fr?gor han st?llt. L?t oss lyfta fram en av dem, n?mligen p?st?endet att varje person ?r heterozygot f?r flera gener som ?r d?dliga i det homozygota tillst?ndet och ogynnsamma ?ven i det heterozygota tillst?ndet.

Variabilitets inverkan p? konditionen. Ett mer formaliserat och rationellt koncept utvecklades av Haldane i flera artiklar, s?rskilt en med titeln The Effect of Variation on Fitness. Haldane definierade en genotyps kondition som det genomsnittliga antalet avkommor som l?mnats av en individ av den genotypen, och noterade att en arts genomsnittliga kondition n?stan alltid ?r n?ra enhet, eftersom annars populationsstorleken kommer att ?ka mycket snabbt.

Men i alla arter ?r konditionen f?r vissa genotyper under 1 och sjunker till noll i fallet med d?dliga gener och gener som orsakar fullst?ndig sterilitet. F?ljaktligen m?ste l?mpligheten f?r den "standardiserade" genotypen, som inte inneh?ller ogynnsamma gener, ?verstiga en.

Det ?r tydligt att i ett j?mviktstillst?nd elimineras gener med skadliga effekter genom naturligt urval i exakt samma takt som de uppst?r till f?ljd av mutation. Om genen ?r d?dlig eller n?stan ofarlig spelar ingen roll. I det f?rsta fallet avvisar selektion varje individ som har en s?dan gen, eller, om denna gen ?r recessiv, varje individ som ?r homozygot f?r denna gen. I det andra fallet kan livskraften eller fertiliteten hos individer som b?r denna gen minska med endast en tusendel. Men i b?da fallen beror nedg?ngen i artens kondition endast p? mutationshastigheten och inte p? genens inverkan p? konditionen hos individen som b?r den.

Den uppm?rksamma l?saren kanske redan har insett att detta uttalande ?r en generalisering av Haldanes argument som motiverar den indirekta metoden att uppskatta mutationshastigheter hos m?nniskor (avsnitt 5.1.3.1). Efter att ha gjort en prelimin?r analys av den totala mutationshastigheten i Drosophila, forts?tter Haldane: "Detta ?r priset som arten betalar f?r variation som f?rmodligen ?r ett n?dv?ndigt villkor Evolution."

6. Populationsgenetik 351

I senare arbete uppskattade Haldane hur mycket konditionen m?ste minska f?r att en adaptiv gen ska ers?ttas av naturligt urval under evolutionen.

Begreppet genetisk belastning anv?ndes f?r att uppskatta mutation i m?nskliga populationer av Morton i hans arbete: Determination of mutational load in humans from consanguineous data.

Best?mning av genetisk belastning. Morton, Crowe och M?ller skiljer mellan total genetisk belastning, som orsakas av skadliga mutationer som finns i det m?nskliga genomet, och uttryckt genetisk belastning; b?da uttrycks i d?dliga ekvivalenter. Den d?dliga ekvivalenten ?r antalet mutationer som, om de f?rdelas p? flera individer, leder till i genomsnitt en d?dlig utg?ng av genetiska sk?l. Till exempel motsvarar den d?dliga ekvivalenten en d?dlig mutation, som i alla fall orsakar en individs d?d, eller tv? mutationer, som var och en leder till d?den i 50 % av fallen. Allm?nt gods per k?nscell definieras som det genomsnittliga antalet d?dliga ekvivalenter per zygot, som bildas genom att alla k?nscellers kromosomer f?rdubblas. Den detekterbara belastningen per gamet ?r det genomsnittliga antalet d?dliga ekvivalenter som skulle uppst? om den gameten skulle bilda en zygot n?r den kombineras med en annan gamet i enlighet med det parningssystem som r?der i en given population.

Den totala genetiska belastningen kan uppskattas enligt f?ljande. L?t oss titta p? ett genlokus. Sannolikheten f?r ?verlevnad av en given zygot, trots den skadliga effekten av mutationer p? detta st?lle, ?r lika med

H?r s = sannolikheten f?r d?d f?r en zygot som ?r homozygot f?r en given mutation; den h?r mutationens dominansgrad ( h= 0 om genen ?r helt recessiv, h= 1, om genen leder till d?den i homozygota och heterozygota tillst?nd med samma frekvens); F-koefficient f?r inavel.

Det andra antagandet antar den oberoende verkan av genetiska och milj?m?ssiga orsaker som leder till d?den. Under detta tillst?nd uppskattas andelen ?verlevande zygoter enligt f?ljande:

H?r Xj- sannolikheten f?r d?dsfall till f?ljd av p?verkan av n?gon milj?faktor. Produkten inkluderar alla x, och qs(frekvens av skadliga mutationer). Det antas att antalet av dessa mutationer och antalet milj?faktorer x t stor och individuella v?rderingar sannolikheterna ?r sm?. D?rf?r kan detta uttryck approximeras p? f?ljande s?tt:

Detta i sin tur ?r ungef?rligt som

S = e - ("4+BF) eller - I S = A + BF,(6.16) var

Summeringen utf?rs ?ver alla milj?faktorer och f?ljaktligen ?ver alla loci med mutanta alleler.

I en slumpm?ssigt parande population (F= 0) den detekterade genetiska belastningen tillsammans med milj?belastningen ?r lika med A. Magnitud I,? andra sidan m?ter den den dolda genetiska belastningen, som endast manifesteras vid fullst?ndig homozygositet (F= 1). Den totala genetiska belastningen ?r lika med qs som motsvarar beloppet I och genetisk komponent A och ?r d?rf?r ett mellanv?rde mellan I Och B + A.

I Och A kan uppskattas med hj?lp av v?gda regressionskoefficienter lns (s ?r andelen ?verlevande individer) p? F. Med tanke p? den l?ga graden av inavel som vanligtvis observeras i m?nskliga populationer och den l?ga d?dligheten hos avkommor till obesl?ktade f?r?ldrar, anv?nds f?ljande f?renklade formel som en tillfredsst?llande approximation:

S= 1-A-BF(6.17)

352 6. Populationsgenetik

Ber?kningar g?rs enligt f?ljande:

S 1 = 1 - A, S2 = 1 - A - FB, S 1 - S2 = BF;

d?r S 1 ?r antalet ?verlevande ?ttlingar fr?n icke-sl?ktskaps?ktenskap, och S 2 ?r antalet ?verlevande ?ttlingar fr?n sl?ktskaps?ktenskap. Antalet d?dliga ekvivalenter definieras som skillnaden mellan antalet d?df?dda barn och de som dog innan de n?dde puberteten fr?n sl?ktskaps- och icke-sl?ktskaps?ktenskap.

Exempel. I M?llers, Crowe och Mortons arbete f?r en prelimin?r uppskattning av kvantiteterna A Och I Vissa uppgifter om befolkningen i Frankrike anv?ndes (tabell 6.19). Ber?knat f?r d?df?dslar och d?dsfall i barndomen och ton?ren (f?re reproduktiv ?lder) I l?g i intervallet mellan 1,5 och 2,5; magnitud A + B var lite h?gre. Attityd V/A, som kommer att spela en viktig roll i den efterf?ljande presentationen, varierar fr?n 15.06 till 24.41. Det betyder att en k?nscell i genomsnitt b?r p? ett s?dant antal ogynnsamma gener som, n?r de f?rdelas mellan individer och ?verg?r till ett homozygott tillst?nd, leder till d?den innan 1,5-2,5 personer n?r reproduktiv ?lder. Den totala genetiska belastningen ?r 1,5-2,5 d?dliga ekvivalenter per gamet; 3-5 d?dliga ekvivalenter per zygot. Denna ber?kning tog inte h?nsyn till spontana aborter och d?dsfall i vuxen ?lder (till exempel under reproduktionsperioden). F?ljaktligen resulterar detta tillv?gag?ngss?tt i en underskattning av den genetiska belastningen. Det ?r troligt att varje person ?r heterozygot f?r flera mutationer som, n?r de ?r homozygota, har en negativ effekt. F?rfattarna ?r noga med att notera att skillnaden mellan ?ktenskap som inte ?r ?ktenskapssl?kt kan delvis bero p? icke-biologiska sk?l. Endast graviditetsresultat i ?ktenskap med sl?ktingar best?mdes genom direkta f?rh?r; det ?r m?jligt att socioekonomiska skillnader mellan st?der och t?torter ocks? bidrar till den ?kade d?dligheten bland barn fr?n sl?ktskaps?ktenskap. landsbygdsbefolkningen. Vi kommer att se senare att denna varning ?r fullt ber?ttigad.

Bed?mning av detekterbar genetisk belastning. N?sta punkt i f?rfattarnas resonemang var slutsatsen att samma gener kan ha en negativ effekt ?ven i ett heterozygott tillst?nd, d.v.s. att deras "dominans" h st?rre ?n 0. Enligt formel 6.15, sannolikheten f?r eliminering av en given mutant under f?rh?llanden naturligt system korsningen ?r ungef?r zxs, d?r z = F+ q+h(beteckningarna ?r desamma som ovan). Det kan visas att antalet detekterade d?dliga ekvivalenter ?r lika med produkten av det totala antalet d?dliga ekvivalenter och det harmoniska medelv?rdet av z-v?rdena f?r individuella mutanter. Information som kr?vs f?r att fastst?lla h saknades hos m?nniskor, s? data erh?llna om Drosophila anv?ndes. P? grundval av dem ber?knades v?rden f?r 16 autosomala d?dligheter h med ett genomsnitt p? 0,04. Med tanke p? att mutationer med mer skadliga effekter i naturliga populationer b?r f?rekomma mer s?llan, och f?rutsatt att i allm?nhet d?ligt inflytande produceras av heterozygoter (p? grund av deras h?gre frekvens), ?r det harmoniska medelv?rdet f?r z-po?ngen f?r alla skadliga gener 0,02.

6. Populationsgenetik 353

P? Totala numret d?dliga ekvivalenter per gamet lika med 1,5-2,5, detta motsvarar 3-5% av detekterad d?dlighet per gamet eller 6-10% per zygot.

Uppskattning av den totala mutationshastigheten f?r ogynnsamma mutationer. Som n?mnts postulerade Haldane (1935) f?rekomsten av en genetisk j?mvikt mellan selektion och mutation. Under en tillr?ckligt l?ng tidsperiod, i varje generation, b?r antalet nyligen uppkomna mutationer vara lika med antalet skadliga alleler som f?rlorats fr?n populationen p? grund av deras d?dlighet. D?rf?r uppskattades mutationshastigheten ocks? vara 0,03 - 0,05 per gamet och generation. F?rfattarna f?reslog att 1/2 till 2/3 av den faktiska genetiska belastningen inte kan uppt?ckas genom analys av d?df?dda och sp?dbarnsd?dsfall (till exempel kan tidiga embryon inte uppt?ckas). Med h?nsyn till detta har en uppskattning av den totala mutationshastigheten p? 0,06–0,15 per gamet erh?llits. Detta v?rde ?verensst?mmer med den uppskattning som M?ller gav i sitt arbete "Our Mutation Load". L?saren b?r dock inte gl?mma att denna bed?mning bygger p? tv? antaganden:

1) h?gre andel d?df?dslar och neonatal d?dlighet hos avkommor till ?ktenskap som inte ?r sl?ktingar j?mf?rt med icke-sl?ktingar (analyserat i arbetet som n?mns ovan och leder till ett h?gt v?rde B/A)?r verkligen en biologisk konsekvens av sl?ktskap;

2) d?dliga och skadliga gener, och i ett heterozygott tillst?nd, minskar konditionen hos sina b?rare.

Kritiken mot slutsatserna fr?n teorin om genetisk belastning g?ller fr?mst dessa tv? antaganden.

Inverkan av begreppet genetisk belastning p? utvecklingen av m?nsklig populationsgenetik. Varje person ?r heterozygot f?r flera gener, vilket inte bara kan leda till genetiskt betingad d?d (s?rskilt hos avkommor fr?n sl?ktskaps?ktenskap), utan ?r ogynnsamma ?ven i heterozygot tillst?nd. I en population uppst?r st?ndigt nya mutationer med skadliga effekter i h?g takt. Varje person kan s?gas vara mindre frisk ?n om de vore fria fr?n dessa mutationer.

Begreppet genetisk belastning har haft ett stort inflytande p? teoretiskt t?nkande och forskningsdesign inom m?nsklig populationsgenetik. Detta berodde delvis p? teorins inneboende dragningskraft, eftersom forskning i denna riktning lovade att ge allm?n uppfattning om de fr?gor som avg?r framtiden f?r v?r art. F?rmodligen spelade det vetenskapliga ryktet f?r gruppen av forskare som utvecklade det ocks? en stor roll i framg?ngen f?r konceptet: pristagare Nobelpriset M?ller, som l?mnade studiet av Drosophila f?r att bidra till m?nsklighetens fr?lsning; den ber?mda befolkningsgenetikern Crow, vars medverkan s?kerst?llde tillf?rlitligheten av tillv?gag?ngss?ttet, och Morton, en enast?ende ung vetenskapsman med en ljus framtid.

Diskussioner och kontroverser ang?ende begreppet genetisk belastning. Begreppet genetisk belastning har diskuterats flitigt av populationsgenetiker. ? ena sidan fann man att j?mf?relse av avkommor fr?n sl?ktskap och icke-sl?ktskap kan bidra till att l?sa fr?gan om vad som i st?rre utstr?ckning bidrar till den m?nskliga genetiska belastningen - ogynnsamma mutationer ("mutationsbelastning") eller balanserad polymorfism pga. till f?rdel f?r heterozygoter ("segregationslast"). ? andra sidan har det visat sig att till?mpningen av begreppet genetisk belastning i vissa fall leder till absurda slutsatser. F?r n?rvarande delar m?nga genetiker uppfattningen att detta koncept b?r anv?ndas med f?rsiktighet. En modern, n?got mer realistisk version presenteras i verket.

Genetisk flexibilitet (eller plasticitet) hos populationer uppn?s genom mutationsprocessen och kombinativ variabilitet. Och ?ven om evolutionen beror p? den konstanta n?rvaron av genetisk variation, ?r en av dess konsekvenser uppkomsten av d?ligt anpassade individer i populationer, vilket leder till att populationernas kondition alltid ?r l?gre ?n den som ?r karakteristisk f?r optimalt anpassade organismer. Denna minskning av den genomsnittliga konditionen f?r en befolkning p? grund av individer vars kondition ?r under optimal kallas genetisk belastning. Som den ber?mda engelske genetikern J. Haldane skrev, som karakteriserade den genetiska belastningen: "Detta ?r priset som en befolkning tvingas betala f?r r?tten att utvecklas." Han var den f?rsta att uppm?rksamma forskarna p? f?rekomsten av genetisk belastning, och sj?lva termen "genetisk belastning" introducerades p? 40-talet av 1900-talet av G. Miller.

Genetisk belastning i hans i vidare mening- ?r varje minskning (faktisk eller potentiell) i en populations kondition p? grund av genetisk variabilitet. Ge kvantifiering genetisk belastning, best?mma dess verkliga inverkan p? befolkningens kondition - sv?r uppgift. Enligt f?rslaget fr?n F. G. Dobzhansky (1965) anses individer vars kondition ?r mer ?n tv? standardavvikelser (-2a) under den genomsnittliga konditionen f?r heterozygoter som b?rare av genetisk last.

Det ?r vanligt att s?rskilja tre typer av genetisk belastning: mutationell, substitutionell (?verg?ngs) och balanserad. Den totala genetiska belastningen best?r av dessa tre typer av belastning. Mutationsbelastning - detta ?r andelen av den totala genetiska belastningen som uppst?r p? grund av mutationer. Men eftersom de flesta mutationer ?r skadliga, ?r naturligt urval riktat mot s?dana alleler och deras frekvens ?r l?g. De bibeh?lls i populationer fr?mst p? grund av nyligen uppkomna mutationer och heterozygota b?rare.

Den genetiska belastningen som uppst?r vid dynamiska f?r?ndringar i genfrekvenser i en population i processen att ers?tta en allel med en annan kallas ers?ttningsgods (eller ?verg?ngslast).. S?dan substitution av alleler sker vanligtvis som svar p? n?gon f?r?ndring i milj?f?rh?llanden, n?r tidigare ogynnsamma alleler blir gynnsamma, och vice versa (ett exempel skulle vara fenomenet med fj?rilars industriella mekanism i ekologiskt ogynnsamma omr?den). I det h?r fallet minskar frekvensen av en allel n?r frekvensen av den andra ?kar.

Balanserad (stabil) polymorfism uppst?r n?r m?nga egenskaper bibeh?lls p? relativt konstanta niv?er genom att balansera urval. Samtidigt, tack vare ett balanserat urval som verkar i motsatta riktningar, bevaras tv? eller flera gr?nder av vilket lokus som helst i populationer, och f?ljaktligen bevaras olika genotyper och fenotyper. Ett exempel ?r sickle cell. H?r riktas selektionen mot den mutanta allelen, som ?r i homozygot tillst?nd, men som samtidigt agerar till f?rm?n f?r heterozygoter och bevarar den. Tillst?ndet f?r balanserad belastning kan uppn?s i f?ljande situationer: 1) selektion gynnar en given allel i ett skede av ontogenesen och riktas mot den i ett annat; 2) selektion gynnar bevarandet av allelen hos individer av det ena k?net och verkar mot det hos individer av det andra k?net; 3) inom samma allel g?r olika genotyper det m?jligt f?r organismer att anv?nda olika ekologiska nischer, vilket minskar konkurrensen och som en konsekvens f?rsvagar elimineringen; 4) i subpopulationer som ockuperar olika platser habitat, urval gynnar olika alleler; 5) selektion gynnar bevarandet av allelen medan den ?r s?llsynt och riktas mot den n?r den f?rekommer ofta.

M?nga f?rs?k har gjorts f?r att uppskatta den faktiska genetiska belastningen i m?nskliga populationer, men detta har visat sig vara en mycket sv?r uppgift. Det kan indirekt bed?mas av niv?n av prenatal d?dlighet och f?delse av barn med vissa former av utvecklingsavvikelser, s?rskilt fr?n f?r?ldrar i inavlade ?ktenskap, och ?nnu mer i incest.

Litteratur:

1. Abrikosov G.G., Bekker Z.G. Zoologikurs i tv? volymer. Volym I.- Zoologi av ryggradsl?sa djur. 7:e upplagan. F?rlag: ”Higher School”, M., 1966.-552 sid.

2. Sp?nne, John. Djurhormoner (?versatt fr?n engelska av M.S. Morozova). F?rlag: Mir, 1986.-85(1) sid.

3. Beklemishev V.N. Grunderna i j?mf?rande anatomi hos ryggradsl?sa djur. Utgivare: Sov. Science, M., 1944.-489s.

4. Volkova O.V., Pekarsky M.I. Embryogenes och ?ldersrelaterad histologi av m?nskliga inre organ. F?rlag: "Medicine", M, 1976. 45s.

5. Gurtovoy N.N., Matveev B.S., Dzerzhinsky F.Ya. Praktisk zootomi av ryggradsdjur. Amfibier och reptiler./Ed. B.S. Matveeva och N.N. Gurtovoy. F?rlag: ”Higher School”, M., 1978. - 406 sid.

6. Gaivoronsky I.V. Normal m?nsklig anatomi: l?robok. i 2 volymer / I.V. Gaivoroksky - 3:e upplagan, korrigerad. – St Petersburg: Spetslit, 2003, bd 1 – 2003. – 560 s., bd 2 – 2003. – 424 s.

7.Histologi (introduktion till patologi). L?robok f?r h?gre medicinstudenter. l?roanstalter./Ed. E.G. Ulumbekova, Yu.A. Chelysheva. F?rlag: "GEOTAR", M., 1997. - 947 sid.

8. Zussman, M. Developmental biology./ Ed. S.G. Vasetskij. Per. fr?n engelska F?rlag: "World". M. 1977-301s.

9. Levina S.E. Uppsatser om utvecklingen av sex i den tidiga ontogenesen av h?gre ryggradsdjur. F?rlag: "Science". M., 1974.-239 s.

10. Leibson L.G. Huvuddragen i strukturell och funktionell utveckling endokrina systemet ryggradsdjur. Tidning evol. Biochemistry and Physiology, 1967, vol 3, nr 6, sid. 532 – 544.

11. Lukin E.I. Zoologi: en l?robok f?r studenter vid zoo-ingenj?rer och zoo-veterin?ra universitet och fakulteter. – 2:a uppl., reviderad. och ytterligare – F?rlag: ”Higher School”, 1981, M. - 340 sid.

12. Naumov S.P. Zoologi av ryggradsdjur. F?rlag: ”Enlightenment”, M., 1982.-464 sid.

13. Talyzin F.F., Ulisova T.N. Material f?r j?mf?rande anatomi av ryggradsdjurs organsystem. Handledning f?r studenter. M., 1974.-71 sid.

14. M?nniskors och djurs fysiologi (allm?nt och evolution?rt-ekologiskt), i 2 delar. Ed. Kogan A.B. F?rlag: "Higher School". M. 1984, Del I- 360 s., del II – 288 s.

15. Shmalgauzen I.I. Grunderna i j?mf?rande anatomi. stat f?rlag biol. och medicinsk litteratur. M., 1935.-924 sid.

GENETISK LAST, en upps?ttning individer i en population som minskar dess anpassningsf?rm?ga till en specifik livsmilj?. Termen "genetisk belastning" introducerades av G. J. M?ller 1950. Enligt manifestationsmekanismerna s?rskiljs mutations- och segregationsgenetisk belastning. Mutations genetisk belastning ?r st?ndigt n?rvarande i populationer av alla typer av organismer och representeras av genalleler och kromosomala omarrangemang som minskar livskraften och/eller fertiliteten hos individer och uppst?r som ett resultat av upprepade mutationer. S?dana mutationer minskar konditionen hos individer ?ven om de har en heterozygot mutant allel. Segregation genetisk belastning representeras ocks? av genalleler och kromosomala omarrangemang, men deras ogynnsamma effekt manifesteras endast i n?rvaro av tv? alleler som ?r skadliga i det homozygota tillst?ndet. Segregation genetisk belastning saknas i populationer av haploida organismer. I en separat kategori s?rskiljs immigration och substitution genetisk belastning. Den f?rsta upptr?der som ett resultat av att individer med nedsatt kondition kommer in i en population fr?n en annan population, d.v.s. initialt ?r det en fr?mmande mutations- och segregationsgenetisk belastning. Den andra intr?ffar n?r existensvillkoren f?r en population f?r?ndras, n?r individer av en viss genotyp blir mindre anpassade till den nya milj?n.

Genetisk belastning minskar konditionen hos enskilda individer, s? dess v?rde i naturliga populationer minskar under p?verkan av naturligt urval. Men inte ens denna faktor kan r?dda befolkningen fr?n den konstanta f?rekomsten av mutationsgenetisk belastning. Dessutom finns det mekanismer f?r att skydda den genetiska belastningen, i synnerhet f?r?ndringar i urvalets styrka och riktning i tid och rum. Det finns ocks? genetiska mekanismer f?r att bevara genetisk belastning i populationer, vilket ?terspeglar olika interaktioner mellan alleler av en eller olika gener. Dessa inkluderar recessivitet, heteros, epistas och ofullst?ndig penetrans. De s?kerst?ller n?rvaron och bevarandet av dold genetisk last, som sedan realiseras i form av segregering. Den genetiska belastningen i en population har negativa konsekvenser f?r enskilda individer, men f?r populationen som helhet ?r den en integrerad del av den allm?nna genotypiska variationen och ger ett visst bidrag till populationens genotypiska plasticitet, vilket s?kerst?ller inte bara dess existens i f?r?ndring. milj?f?rh?llanden, men ocks? mikroevolutionens adaptiva karakt?r. I m?nskliga populationer kan en h?g frekvens av ogynnsamma alleler som orsakar ?rftliga sjukdomar vara en konsekvens av "grundareffekten" - dess h?ga frekvens i den ursprungliga lilla gruppen m?nniskor som gav upphov till denna population. ?kningen av niv?n av genetisk belastning hos m?nniskor underl?ttas av betydande framsteg i behandlingen av ?rftliga sjukdomar, men prenatal och preimplantationsdiagnostik av ?rftliga sjukdomar kan g?ra detta problem mindre akut.

Lit.: Altukhov Yu. P. Genetiska processer i populationer. 3:e uppl. M., 2003.