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Genetische Variation kann definiert werden als die Unterschiede in der genetischen Struktur von Organismen in einer Population, die mit einer Differenzierung ihrer Merkmale einhergehen . Es bezieht sich auf die Variationen im genetischen Material, in der DNA (Desoxyribonukleinsäure) einer Population oder einer Art.
Als nächstes werden einige wichtige Konzepte im Zusammenhang mit genetischer Variation definiert und wie sie auftreten kann.
Was sind Gene?
Gene sind Informationseinheiten: ein DNA-Stück, das kodiert und angibt, wie ein bestimmtes Protein oder RNA-Molekül (Ribonukleinsäure) hergestellt wird. Gene sind die Informationsspeichereinheit, mit der sich Organismen entwickeln und die an die Nachkommen weitergegeben werden. Der Satz von Genen eines bestimmten Organismus wird als Genom bezeichnet. Ein bestimmtes Gen, also ein Stück DNA mit einer bestimmten Funktion, kann in der DNA-Sequenz verschiedene Formen annehmen, die sich in Modifikationen der Funktion des Gens manifestieren und die ererbten Eigenschaften variieren. Dies wird als Allel eines Gens bezeichnet und ist die Ursache für Veränderungen der Augenfarbe oder der Blutgruppe zwischen Eltern und Kindern.
genetische Variation
Genetische Variation kann sich in den makroskopischen Merkmalen von Organismen widerspiegeln, dh in ihrem Phänotyp. Diese Variationen können sich in diskreten Merkmalen wie der Augenfarbe oder in kontinuierlichen Merkmalen wie der Länge der Gliedmaßen eines Säugetiers manifestieren. Genetische Variationen in enzymatischen Prozessen können ebenfalls beobachtet werden.
Genetische Variation ist mit Änderungen in der Reihenfolge der Nukleotidbasen in Genen in der DNA-Sequenz verbunden. Wenn diese Variation die Reihenfolge der Aminosäuren der Proteine verändert, die dieses Gen kodiert, also diese DNA-Sequenz, und diese Differenzierung des Proteins wiederum die Strukturierung des Organismus beeinflusst, dann wird es eine Veränderung des Phänotyps geben der Organismus.
natürliche Auslese
Genetische Variation ist der Schlüssel in den Prozessen der Evolution von Arten; Es geht um biologische Evolution, verbunden mit natürlicher Auslese. Die natürliche Selektion wirkt sich auf die Wechselwirkung von Organismen mit der Umwelt aus und etabliert die Vorherrschaft derjenigen, die sich am besten an die Bedingungen anpassen, unter denen sie sich entwickeln. Damit es zu einer natürlichen Selektion der am besten geeigneten Arten kommt, müssen Variationen in den Eigenschaften der Organismen vorhanden sein, die Arten hervorbringen, die sich besser entwickeln und dann die vorherigen überwiegen; Die Ausnahme sind drastische Veränderungen in der Umgebung.
Im sogenannten Fundamentaltheorem der natürlichen Selektion zeigte Ronald Fisher, dass je mehr Allele eines Gens vorhanden sind, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass eines von ihnen die anderen überwiegt. Das bedeutet, je größer die genetische Variabilität in einer Population ist, desto größer ist die Geschwindigkeit ihrer Evolution.
Mutationen
Die Hauptursache genetischer Variation sind Mutationen, also zufällige Veränderungen der Nukleotidsequenz oder der Struktur der DNA. Mutationen können spontan auftreten oder mit der Wirkung eines mutagenen Mittels wie Strahlung und einiger chemischer Verbindungen verbunden sein.
Eine Mutation kann eine Zelle eines Organismus betreffen, die bei der Reproduktion eine Reihe von Zellen mit dieser Modifikation erzeugt, wodurch eine Differenzierung des Phänotyps dieses Individuums entsteht. Dies wird als somatische Mutation bezeichnet und ist der Fall für das gelbe Blütenblatt der roten Tulpe in der Abbildung unten. Diese Art von Mutation betrifft nur diese Person, wird aber nicht an ihre Nachkommen weitergegeben.
Bei vielzelligen Organismen können Mutationen nur vererbt werden, wenn sie Fortpflanzungszellen betreffen, dh wenn sie die Zellen verändern, die Gameten produzieren; Dies sind Keimbahnmutationen, die einen Einfluss auf die biologische Evolution haben.
Mutationen können selten sein und verursachen in den meisten Fällen keine Veränderungen des Phänotyps oder führen zu Veränderungen, die für den Organismus schädlich sind. Die natürliche Selektion wird jedoch die Vorherrschaft der neuen Allele in den wenigen Fällen begünstigen, in denen die Mutationen den Phänotyp verändern und die Veränderungen die Beziehung des Organismus zur Umwelt verbessern.
Genfluss oder Genmigration
Eine andere Möglichkeit, die genetische Variation zu fördern, ist der Genfluss oder die Genmigration. Genfluss ist die Übertragung von Genallelen zwischen zwei Populationen desselben Organismus. Die Einwanderung von Organismen in eine bestimmte Population stellt neue Allele in ihrem Genpool zur Verfügung und begünstigt so die genetische Variation. Auswanderung kann auch zu einem Rückgang des Genpools führen.
Der Genfluss zwischen Populationen kann durch verschiedene Faktoren bedingt sein, wobei die Mobilität von Organismen einer der wichtigsten ist. Physische Barrieren schränken den Genfluss ein, was bei natürlichen Barrieren wie Bergen und Wüsten und auch bei künstlichen passiert; Auf beiden Seiten der Chinesischen Mauer wurden Exemplare derselben Pflanzenart mit genetischen Unterschieden beobachtet.
sexuelle Fortpflanzung
Die sexuelle Fortpflanzung fördert auch die genetische Variation, indem verschiedene Kombinationen von Genen produziert werden. Geschlechtszellen, Gameten genannt, werden im Prozess der Meiose produziert, wenn Allele getrennt und dann während der Befruchtung mit anderen Allelen kombiniert werden. Genetische Rekombination kann während der Meiose auftreten, einem Prozess, bei dem ein DNA-Strang geschnitten und an ein Molekül aus anderem genetischem Material gebunden wird. Auf diese Weise haben die Nachkommen eine andere genetische Kombination mit anderen Allelen.
Wie bereits erwähnt, bestimmt die Beziehung einer Population von Organismen zur Umwelt, ob genetische Merkmale günstig sind. Organismen, die sich am besten an ihre Umwelt anpassen können, überleben und können so ihre Gene weitergeben, zu denen auch ihre günstigen Eigenschaften gehören. Sexuelle Selektion ist in der Natur weit verbreitet, da Tiere dazu neigen, Partner mit für sie günstigen Eigenschaften auszuwählen. Weibchen paaren sich häufiger mit Männchen, die günstigere Eigenschaften haben; Daher treten diese Gene im Laufe der Zeit häufiger in dieser Population auf.
Beispiele für genetische Variationen
Hautfarbe, Haarfarbe, Beinlänge, Sommersprossen und Blutgruppe einer Person sind Beispiele für genetische Variationen, die in einer Population von Menschen zu sehen sind.
Einige Beispiele für genetische Variation in Pflanzen sind die modifizierten Blätter fleischfressender Pflanzen sowie die Entwicklung von Blüten, die Insekten ähneln, um Pflanzenbestäuber anzulocken. Genetische Variationen bei Pflanzen entstehen oft durch Genfluss: Pollen werden durch den Wind oder durch Bestäuber, die große Entfernungen zurücklegen, von einem Gebiet zum anderen verbreitet.
Albino-Tiere, solche, die vorgeben, tot zu sein, und solche, die Blätter zur Tarnung imitieren, sind Beispiele für genetische Variationen; Es sind Tiere, denen genetische Variationen eine bessere Anpassung an die Bedingungen ihrer Umgebung ermöglichten.
Quellen
- Helena Curtis, Adriana Schnek. Biologie . Panamerican Medical Editorial, 2008.
- Jonathan Michael Wyndham Slack Genes-A Very Short Introduction . Oxford University Press, 2014.
- Variationsquellen – Eine Einführung in die genetische Analyse National Center for Biotechnology Information NCBI Bookshelf. Eingesehen im Oktober 2021 .
