Gen mutatsiyalarining evolyutsion ahamiyati

GEN MUTATSIYALARINING EVOLYUTSION AHAMIYATI
Reja:

1. 
   Mutatsiyalarining evolyutsion ahamiyati
   
2. 
   Mutatsiya haqida
   

Mutatsiya (lotincha: mutare — “oʻzgarish, almashish”) organizmlar genetik moddasining asos juftlaridagi oʻzgarishdir. Mutatsiyaga hujayra boʻlinishi paytidagi genetik modda koʻchirilishi xatosi, ultrabinafsha yoki ionlashtiruvchi nurlanish, kimyoviy mutagenlar, viruslar yoki hujayra nazorati ostida roʻy beruvchi jarayonlar (masalan, gipermutatsiya) sabab boʻlishi mumkin. Mutatsiy aslida genetik materialning oʻzgarishlari hisoblanadi. Organizmlarda kuzatiladigan mutatsiya ayrim hollarda zararli boʻlib organizmning qaysidir funksiyasining buzilishi bilan xarakterlanadi; xamirturush bilan oʻtkazilgan tadqiqotlar zararli mutatsiyalar jami (zararli, neytral va foydali) mutatsiyalarning 7-12% ini tashkil etishini koʻrsatdi. Mutatsiyalar qayerda hosil boʻlishiga koʻra bir necha guruhlarga boʻlinadi. Asosan gen, xromosoma, genom va sitoplazmatik mutatsiyalar kuzatiladi. Mutatsiyalar hosil boʻlishida yuqorida aytilganidek bir qancha tashqi va ichki omillar sababchi boʻladilar. Tabiatda mutatsiyalar doimo yuz beradi va ular evolutsiyaning birlamchi asosiy omili deb qaraladi.
Mutatsion o‘zgaruvchanlik. «Mutatsiya» atamasini fanga birinchi bo‘lib gollandiyalik genetik olim G. De-Friz kiritdi. U ko‘p yillar davomida o‘simliklarda uchraydigan mutatsiyalarni o‘rganib 1901-1903-yillari o‘zining mutatsion ta’limotini yaratdi. Hozirgi kunda mutatsion ta’limotda ilgari surilgan g‘oyalar quyidagilardir:
mutatsiyalar to‘satdan paydo bo‘ladi, yo‘nalishga ega emas va irsiy- lanadigan o‘zgaruvchanlikdir;
mutatsiyalar individual xarakterga ega, ya’ni populatsiyaning ayrim individlarida sodir bo‘ladi;
mutatsiya natijasida hosil bo‘lgan yangi belgilar turg‘undir;
mutatsiyalar natijasida sifat jihatidan o‘zgarishlar sodir bo‘ladi;
mutatsiyalar har xil ko‘rinishlarda bo‘lib, foydali va zararli, neytral bo‘lishi mumkin;
mutatsiyalarning uchrash ehtimoli o‘rganilgan organizmlar soniga bog‘liq;
o‘xshash mutatsiyalar bir necha marta paydo bo‘lishi mumkin. Mutatsion ta’limot keyinchalik har tomonlama rivojlantirildi va mutatsiyalarning ko‘plab turlari aniqlandi.
Gen mutatsiyalari. Gen mutatsiyasi molekular darajada ro‘y beradi. Gen mutatsiyasi ko‘p hollarda fenotipda yangi belgini rivojlantiradi. Gen mutatsiyalari nukleotidlarning soni ortishi, o‘rin almashishi bilan kechadi. DNKdagi nukleotidlarning o‘rin almashishi ikki xil:
birpurinazotliasosiningikkinchipurinazotliasosiyokibirpirimidinazotliasosiningikkinchipirimidinazotliasosibilanalmashishigatranzitsiyadeyiladi;
purin asosining pirimidin asosi bilan, aksincha, pirimidin asosining purin bilan almashishi transversiya deb nomlanadi.
Lizin aminokislotasining kodi AAA dan UAA ga o‘zgarishi, glutamin kodi CAGdan UAGga o‘zgarishi mumkin (20-rasm). Har qanday aminokislota kodini mutatsiya tufayli terminator UAG kodiga o‘zgarishi polipeptid zanjiri sintezini ertaroq tugallanishiga olib keladi.
Geterozigota organizmda paydo bo‘lishiga qarab ikkiga bo‘linadi:
Dominant mutatsiyalar. 2. Retsessiv mutatsiyalar.
Dominantmutatsiyalargapolidaktiliya (ortiqchabarmoqlilik), katarakta (ko‘zshoxpardasiningxiralashuvi), braxidaktiliya (kaltabarmoqlilik) kabilarmisolbo‘ladi. Retsessiv mutatsiyalarga gemofiliya, daltonizm, tug‘ma karlik, albinizm kabilar misol bo‘ladi.
20-rasm. Gen mutatsiyasi. 1 - mutatsiyadan avval DNK va oqsil strukturasi;
- mutatsiyadan so‘ng DNK va oqsil strukturasi.
Xromosoma mutatsiyalari. Har bir biologik tur boshqa turdan xromo­somalarning soni, shakli, hajmi bilan farqlanadi. Xromosoma strukturasining o‘zgarishi bilan bog‘liq mutatsiyalar xromosoma mutatsiyalari deb nomlanadi.
Deletsiya - xromosoma o‘rta qismining yo‘qolishi; duplikatsiya - xromosomalar ayrim qismlarining ikki marotaba ortishi; inversiya - xromosoma ayrim qismining o‘z o‘rnini 180o ga o‘zgarishi; translokatsiya - nogomologik xromosomalarning o‘zaro ayrim bo‘laklari bilan o‘rin almashishi.
Genom mutatsiyalari. Poliploidiya - xromosomlar gaploid to‘plamining karrali ortishi. Olimlar o‘simlik urug‘lariga kolxitsin moddasi bilan ta’sir qilib ko‘plab poliploid formalar oldilar. Kolxitsin moddasi bo‘linish urchug‘ining hosil bo‘lishini buzadi va oqibatda mitozning anafazasida xromosomalar ikki qutbga tarqalmay ona hujayra markazida qoladi.
Poliploidiya ikki xil bo‘ladi: avtopoliploidiya va allopoliploidiya. Avtopoliploidiya bir turga mansub organizm xromosomalarining karrali ortishi. Avtopoliploidlar muvozanatli (4n, 6n, 8n va hokazo) va muvozanatsiz (3n, 5n, 7n va hokazo)ga ajraladi. Muvozanatli avtopoliploidlar xromosomasi diploid bo‘lgan organizmlarga qaraganda poya, barg, gul, meva urug‘lari yirik bo‘ladi.
Allopoliploidlar har xil turga mansub organizm xromosomalarining birlashishidan hosil bo‘ladi. Allopoliploidiya turlararo duragay organizmlardagi xromosoma to‘plamining karrali ortishidir. XX asrning 20-yillarida G. D. Karpechenko karam (Brassia oleraceae) bilan turp (Raphanus sativus)ni chatishtirib duragay olgan. Bunday turlararo duragaylarning vegetativ organlari kuchli rivojlansa ham ular pushtsiz bo‘lgan. Chunki turlararo duragaylarda xromosomalar soni 18 ta bo‘lsa ham ularning 9 tasi karamga, 9 tasi turpga tegishli bo‘lgani sababli ularning xromosomalari bir- biri bilan konyugatsiyalanmaydi va oqibatda gametalarning hosil bo‘lishi normal bormaydi. G. D. Karpechenko urug‘chi va changchi gametalarining ayrimlari ikki avlodning xromosomalar yig‘indisiga (9R+9B) ega ekanligini aniqladi. Bunday diploid to‘plamli xromosomaga ega urug‘chi va changchi gametalarining o‘zaro qo‘shilishidan 36 xromosomali tetraploid nasl beruvchi o‘simlik olindi. Bug‘doyning tetraploid (28) va geksoploid (42) xromosomali, g‘o‘zaning tetraploid (52) xromosomali turlari mavjud.
Aneuploidiya hodisasi xromosomalar soni ortishi yoki kamayishi bilan aloqador. Ayrim holatlarda meyoz jarayonida xromosomalar ikki qiz hujayraga teng taqsimlanmasligi mumkin. Bunda bir gametaga bitta, ikkita yoki uchta xromosoma ortiqcha, ikkinchi gametaga shuncha xromosoma kam taqsimlanadi. Agar zigotada bitta xromosoma ortiqcha bo‘lsa trisomik, bitta xromosoma kam bo‘lsa monosomik, bir juft ortiqcha bo‘lsa tetrasomik, bir juft kam bo‘lsa nullisomik deb ataladi. Xromosomalarning son jihatdan ortiqcha yoki kam bo‘lishi fenotipda jiddiy o‘zgarishlarni keltirib chiqaradi.
Irsiy o‘zgaruvchanlikning gomologik qatorlar qonuni. Irsiy o‘zgaruv- chanlikning gomologik qatorlar qonuni mashhur rus olimi N. I. Vavilov tomonidan bug‘doydoshlar oilasida kashf qilingan. Bu qonunga ko‘ra, agar g‘allaguldoshlar oilasiga kiruvchi bir avlodda biror-bir irsiy o‘zgaruvchanlik kuzatilsa, shunday irsiy o‘zgaruvchanlik uning boshqa avlodlarida ham uchrashi mumkin. G‘allaguldoshlarning bug‘doy, arpa, suli, tariq, makkajo‘xori, sholi avlodlarida ayrim belgilarning, masalan, don rangining oq, qizil, qora, gunafsha rangda bo‘lishi; don shaklining yumaloq, cho‘zinchoq bo‘lishi; hayot tarziga ko‘ra kuzgi, bahorgi, yarim kuzgi, ertangi, kechki formalarida takrorlanishini ko‘rish mumkin. Irsiy o‘zgaruvchanlikning gomologik qatorlar qonuni hayvonlarda ham o‘z tasdig‘ini topadi. Xususan, albinizm umurtqali hayvonlarning barcha sinflari - baliqlar, suvda va quruqlikda yashovchilar, sudralib yuruvchilar, qushlar, sutemizuvchilarga mansub avlodlarda, turlarda kuzatiladi. Irsiy o‘zgaruvchanlikning gomologik qatorlar
Modifikatsiono‘zgaruvchanlik. Birxilgenotipgaegaorganizmlardatashqimuhitomillarita’siridavujudgakeladiganfenotipiktafovutlarmo­difikatsiono‘zgaruvchanlikdebataladi. Genotip o‘zgarmaganligi uchun modifikatsion o‘zgaruvchanlik nasldan naslga berilmaydi. Modifikatsion o‘zgaruvchanlik populatsiyadagi deyarli barcha organizmlarga xos ekanligi bilan tavsiflanadi. Modifikatsion o‘zgaruvchanlik bo‘yicha to‘plangan ma’lumotlar nuklein kislotalardagi irsiy axborot qanday qilib fenotipda namoyon bo‘lishini tushunishga yordam beradi.
Har qanday tirik mavjudotning morfologik, fiziologik, biokimyoviy belgi- xossalari majmuasi, ya’ni fenotipi faqat ota-onadan olingan genlargina emas, balki ma’lum darajada shu organizm rivojlanayotgan muhitning xilma-xil omillari ta’siriga ham bog‘liq.
Modifikatsion o‘zgaruvchanlikka suv ayiqtovoni o‘simligi barglarining shakli o‘zgaruvchanligini misol qilib keltirish mumkin. Bitta o‘simlik tupi barglarning suv ostidagi va suv yuzasida barglarining shakli bilan farqlansa-da, ularning genotipi bir xil bo‘ladi. Barglar shakli yorug‘likka bog‘liq.
Bitta genotipning tashqi muhit sharoitiga qarab har xil fenotipni yuzaga chiqara olish chegarasi reaksiya normasi deyiladi. Modifikatsion o‘zgaruvchanlikning evolutsion ahamiyati shundan iboratki, u organizmlarga o‘z ontogenezida tashqi muhit omillariga moslashish imkoniyatini yaratadi. Reaksiya normasi keng bo‘lgan organizmlar tabiiy tanlashda qulaylikka ega bo‘ladi. Organizmlarning bo‘yi, massasi, pigmentatsiyasi va shunga o‘xshash ko‘plab belgilar modifikatsion o‘zgaruvchanlikka moyildir. Modifikatsiya- larning kelib chiqishi organizmda biokimiyoviy va fermentativ reaksiyalarning u yoki bu tomonga o‘zgarishiga bog‘liqdir.
Organizmning tashqi muhit sharoiti ta’siriga javobi shu ta’sirga moslanishini bildiradi. Dengiz sathidan yuqoriga ko‘tarilgan sari odam qonida eritrotsitlarning soni ko‘payadi. Odamlarda yozda terida melaninning ko‘payishi, hayvonlarda junning sovuq tushishi bilan qalinlashishi ham sharoitga moslashishdir. O‘simlik yorug‘lik kam tushadigan joyda o‘stirilsa, uning barg plastinkalari kattalashadi, ya’ni fotosintez sodir bo‘ladigan yuza oshadi va shu sharoitga moslashadi.