Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

32.3: Mutasyon, Gen Akışı ve Genetik Sürüklenme
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift
 
TRANSCRIPT

32.3: Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift

32.3: Mutasyon, Gen Akışı ve Genetik Sürüklenme

In a population that is not at Hardy-Weinberg equilibrium, the frequency of alleles changes over time. Therefore, any deviations from the five conditions of Hardy-Weinberg equilibrium can alter the genetic variation of a given population. Conditions that change the genetic variability of a population include mutations, natural selection, non-random mating, gene flow, and genetic drift (small population size).

Mechanisms of Genetic Variation

The original sources of genetic variation are mutations, which are changes in the nucleotide sequence of DNA. Mutations create new alleles and increase genetic variability. Most mutations do not cause significant changes to the health or functioning of an organism. However, if a mutation reduces the chances of survival, the organism may die before reproducing. Therefore, such harmful mutations are likely to be eliminated by natural selection.

Individuals in natural populations may also select their mates based on certain characteristics, and thus do not reproduce randomly. In this case, alleles for the traits that are selected against will become less frequent in the population.

Furthermore, populations can experience gene flow, the transfer of alleles into and out of gene pools, due to migration. A classic example of gene flow is observed in most baboon species. Female baboons mate most frequently with dominant males in a troop. Juvenile male baboons almost always leave their birth troops, likely to avoid inbreeding, and join a new troop, where they may pass their genes to offspring.

In genetic drift, chance events alter the allele frequencies of a population. A major disturbance, such as a natural disaster, may drastically reduce population size and thereby diminish genetic variation. The resulting composition of the gene pool was selected randomly (i.e., surviving the disturbance was not determined by the genetic make-up of the individual). Such a reduction of genetic diversity is called a genetic bottleneck.

Sometimes, a population may become fragmented into smaller populations due to urban development or other events. A new population is started by a small group of members of the original population and by chance, a previously rare allele may be relatively frequent. This effect on gene frequencies is known as the founder effect.

Importance of Genetic Variability

Genetic variation is the basis for evolution. Natural selection can occur only if multiple forms of genes (alleles) are present in the population—favoring alleles that confer a fitness advantage under current conditions. On the other hand, loss of genetic variation can have detrimental effects on populations. If the gene pool does not contain gene variants that promote survival and reproduction when the environment changes, the population cannot adapt and may vanish. These negative effects are more pronounced in smaller populations, as the gene pool is smaller to begin with. Smaller populations are hence more vulnerable to stochastic events. Conservation efforts often focus on increasing genetic variability via selective breeding of individuals in small and endangered populations.

Hardy-Weinberg dengesi olmayan bir popülasyonda alel lerin sıklığı zamanla değişir. Bu nedenle, Hardy-Weinberg dengesinin beş koşulundan herhangi bir sapma belirli bir popülasyonun genetik varyasyonunu değiştirebilir. Bir popülasyonun genetik değişkenliğini değiştiren durumlar arasında mutasyonlar, doğal seçilim, rastgele olmayan yerleşim, gen akışı ve genetik sürüklenme (küçük popülasyon boyutu) sayılabilir.

Genetik Varyasyon Mekanizmaları

Genetik varyasyonun orijinal kaynakları DNA'nın nükleotit dizisindeki değişimler olan mutasyonlardır. Mutasyonlar yeni aleller oluşturur ve genetik değişkenliği artırır. Mutasyonların çoğu bir organizmanın sağlığında veya işleyişinde önemli değişikliklere neden olmaz. Ancak, bir mutasyon hayatta kalma şansını azaltırsa, organizma üremeden önce ölebilir. Bu nedenle, bu tür zararlı mutasyonlar doğal seçilim ile ortadan kaldırılması muhtemeldir.

Doğal popülasyondaki bireyler de belirli özelliklere göre eşlerini seçebilirler ve bu nedenle rastgele üremezler. Bu durumda, karşı seçilen özellikleri için aleller popülasyonda daha az sıklıkta olacaktır.

Ayrıca, popülasyonlar gen akışını, alellerin göç nedeniyle gen havuzlarına ve dışına transferini deneyimleyebilirler. Çoğu babun türünde klasik bir gen akışı örneği görülmektedir. Dişi babunlar en sık bir birlik içinde baskın erkeklerle çiftleşirler. Genç erkek babunlar hemen hemen her zaman, üreme önlemek için büyük olasılıkla, kendi doğum birlikleri terk ve yeni bir asker katılmak, nerede yavrularını genlerini geçirebilir.

Genetik sürüklenmede, şans olayları bir popülasyonun alel frekanslarını değiştirir. Doğal afet gibi büyük bir rahatsızlık, popülasyon boyutunu önemli ölçüde azaltabilir ve bu nedenle genetik varyasyonu azaltabilir. Gen havuzunun ortaya çıkan bileşimi rastgele seçilmiştir (yani, rahatsızlıktan kurtulan bireyin genetik yapısı tarafından belirlenmemiştir). Genetik çeşitliliğin böyle bir azalma genetik darboğaz denir.

Bazen, bir nüfus kentsel gelişim veya diğer olaylar nedeniyle daha küçük nüfuslara bölünebilir. Yeni bir popülasyon, orijinal popülasyonun küçük bir üyesi tarafından başlatılır ve şans eseri, daha önce nadir görülen bir alel nispeten sık olabilir. Gen frekansları üzerindeki bu etki kurucu etkisi olarak bilinir.

Genetik Değişkenliğin Önemi

Genetik varyasyon evrimin temelidir. Doğal seçilim ancak popülasyonda birden fazla gen formu (alel) mevcutsa ortaya çıkabilir ve mevcut koşullar altında uygunluk avantajı sağlayan alelleri tercih eder. Öte yandan, genetik varyasyon kaybı popülasyonlar üzerinde zararlı etkileri olabilir. Eğer gen havuzunda çevre değiştiğinde sağkalımı ve üremeyi teşvik eden gen varyantları yoksa, popülasyon uyum sağlayamaz ve yok olabilir. Gen havuzu ile başlamak için daha küçük olduğu gibi bu olumsuz etkileri, daha küçük popülasyonlarda daha belirgindir. Bu nedenle daha küçük popülasyonlar stokhastik olaylara karşı daha savunmasızdır. Koruma çabaları genellikle küçük ve nesli tükenmekte olan popülasyonlarda bireylerin seçici üreme yoluyla artan genetik değişkenlik üzerinde duruluyor.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter