что такое норма реакции в генетике
Изменчивость
Под изменчивостью понимают способность организмов приобретать признаки и свойства, отличные от родительских, характерных для данного вида. Изменчивость является общим свойством всех живых систем и может выражаться в изменении как генотипа, так и фенотипа.
Традиционно различают ненаследственную и наследственную изменчивость.
Модификационная изменчивость
Для модификационной изменчивости характерен групповой характер, она часто (но не всегда) служит приспособлением к условиям внешней среды. Известным примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от сезона года.
Такое изменение окраски делает их более приспособленными, повышает выживаемость: заяц сливается с внешней средой и становится незаметен для хищников.
Однако не стоит забывать об относительности любой приспособленности: если среда резко изменится, то белый заяц на фоне темной земли станет легкой добычей для хищников.
Еще одним примером модификационной изменчивости служит изменение окраски шерсти у гималайских кроликов. Они рождаются полностью белыми, так как их эмбриональное развитие протекает в условиях повышенной температуры.
Однако в результате воздействия холода на разные участки их тела, шерсть начинает темнеть. В естественных условиях шерсть темная на ушах, носе, лапах и хвосте.
В эксперименте лед привязывают к спине, и через некоторое время шерсть на этом месте начинает темнеть. Это наглядно демонстрирует влияние внешней среды на проявление признака.
Норма реакции
Нормой реакции называют генетически (наследственно) закрепленные пределы (границы) изменчивости признака. Принято говорить, что у каждого признака существует определенная норма реакции: она может быть узкой или широкой.
Узкая норма реакции характерна для признаков, которые относятся к качественным: форма глаза, желудка, сердца, размеры головного мозга, рост.
Количественные признаки имеют широкую норму реакцию и достаточно вариабельны в течение жизни: яйценоскость кур, удойность коров, вес, размер листьев.
Наследственная изменчивость
Комбинативная изменчивость
То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.
Мутационная изменчивость
Изменения при генных мутациях происходят в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. Может случаться такое, что один или несколько нуклеотидов выпадают из ДНК (делеция), вставляются новые нуклеотиды, удваиваются имеющиеся нуклеотиды (дупликация).
Изменения ДНК ведут к тому, что в результате на рибосомах синтезируется белок с иной аминокислотной последовательностью. К примеру: изначально триплет ДНК «ТАЦ» кодировал аминокислоту «Мет», нуклеотид «Т» выпал из триплета произошла вставка нуклеотида «Г». В результате вместо аминокислоты «Мет» теперь синтезируется аминокислота Вал.
В результате хромосомных мутаций происходят структурные изменения хромосом (не следует путать с кроссинговером, который происходит в норме и подразумевает обмен участками между гомологичными хромосомами). Последствия хромосомных мутаций часто оказываются летальны.
В результате таких мутаций может происходить утрата (делеция) участка хромосомы, его удвоение (дупликация), поворот на 180° (инверсия), перенос участка одной хромосомы на другую (транслокация), перенос участка внутри одной хромосомы (транспозиция).
В результате таких мутаций количество хромосом увеличивается в кратное количество раз (2,3,4 и т.д.). В результате получаются организмы триплоиды, тетраплоиды и т.д. Иногда такие мутации вызывают искусственно, к примеру, в селекции растений. Известно, что у полиплоидов более крупные и сочные плоды.
Имеет значение в процессе видообразования. Примером данной мутации может послужить отдаленная гибридизация (аутбридинг) пшеницы и ржи. Их генотип состоит из гаплоидного набора пшеницы (n) и гаплоидного набора ржи (m).
Раз уж мы затронули аутбридинг, то следует коснуться явления инбридинга и гетерозиса для их полного понимания.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Норма реакции
Один и тот же ген в разных условиях среды может реализоваться в несколько проявлений признака (фенов). В каждом конкретном онтогенезе из спектра проявлений признака реализуется только один. Аналогично один и тот же генотип в разных условиях среды может реализоваться в целый спектр потенциально возможных фенотипов, но в каждом конкретном онтогенезе реализуется только один фенотип. Под наследственной нормой реакции понимают максимально возможную ширину этого спектра: чем он шире, тем шире норма реакции. Фенотипическое значение любого количественного признака (Ф) определяется, с одной стороны, его генотипическим значением (Г), с другой стороны — влиянием среды (С):
Если влияние среды выразить в виде доли (χ) от фенотипического значения, то есть
Если взять крайние значения фенотипа при максимальном влиянии среды, то:
где H — наследуемость. χ является нормой реакции по данному признаку. Норма реакции — это та максимальная доля от фенотипического значения признака, на которую может изменить признак среда.
Все биологические виды имеют определённую норму реакции генотипа, без изменения которого (в ходе микроэволюции) амплитуда изменений фенотипа не может выйти за генетически детерминированный предел.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Ге́терозиго́тными называют диплоидные или полиплоидные ядра, клетки или многоклеточные организмы, копии генов, которые в гомологичных хромосомах представлены разными аллелями. Когда говорят, что данный организм гетерозиготен (или гетерозиготен по гену X), это означает, что копии генов (или данного гена) в каждой из гомологичных хромосом несколько отличаются друг от друга.
Эпигенетическим наследованием называют наследуемые изменения в фенотипе или экспрессии генов, вызываемые механизмами, отличными от изменения последовательности ДНК (приставка эпи- означает в дополнение). Такие изменения могут оставаться видимыми в течение нескольких клеточных поколений или даже нескольких поколений живых существ.
Близнецóвый мéтод — один из методов исследования в генетике, который заключается в сопоставлении особенностей членов близнецовой пары, позволяющий определить степень влияния наследственных факторов и среды на формирование качеств человека. Термин впервые был предложен Фрэнсисом Гальтоном.
Норма реакции
Организменном уровне. Фенотипическая изменчивость.
Тема 10. Изменчивость,её формы и проявление на
Фенотипическая изменчивость не связана с изменением наследственного аппарата.
Генотипическая изменчивость связана с изменением в наследственном аппарате (генотипе) или комбинацией генетического материала.
Фенотипическая изменчивость охватывает изменения признаков, которые происходят под влиянием условий развития или факторов внешней среды. Наследственный материал при этом не изменяется, а изменения признаков объясняются увеличением активности ферментов и, соответственно, повышением скорости биохимических реакций в клетках.
Как правило, изменения на молекулярном уровне (увеличение скорости ферментативных реакций) приводит к изменению признаков на уровне организма.
К фенотипической изменчивости относятся:
Каждый организм развивается и обитает в определенных внешних условиях окружающей среды (влияние на организм освещённости, температуры, влажности, количества и качества пищи, других организмов). Если эти условия окружающей среды изменяются, то изменяется и признак, что объясняется адаптацией организма к изменившимся условиям внешней среды.
участок с шерстью и прикладывать холодный компресс, то со временем на этом участке спины вырастет тёмная шерсть, т.е. возникнет модификация.
У человека примерами модификаций может служить усиление синтеза пигмента меланина под влиянием ультрафиолетовых лучей (загар), развитие мышечной и костной систем в результате занятий физкультурой, увеличение массы тела при повышенной калорийности пищи. Обычно модификации не передаются по наследству.
Особую группу модификаций представляют длительные модификации. Могут быть случаи, когда изменённый признак держится на протяжении нескольких поколений. Генотип особей при этом не изменяется.
Например, если на самок колорадского жука подействовать высокой или низкой температурой, то у всех потомков изменится окраска тела, которая будет наблюдаться в последующих нескольких поколениях.
Например, если мать во время беременности перенесла инфекционное заболевание (коревую краснуху, токсоплазмоз), то у ребёнка могут наблюдаться множественные уродства, копирующие патологические признаки, которые возникают при наследственных болезнях («заячья губа», незаращение верхнего нёба, «волчья пасть», нарушение умственного развития и т.д.)
Фенокопии, как проявление действия факторов внешней среды, необходимо учитывать врачу при диагностике наследственных заболеваний
Например, масса тела человека зависит не только от генотипа, но и от калорийности пищи, занятий физкультурой, стрессовых нагрузок (влияние условий внешней среды). Если человек занимается спортом, ограничивает потребление высококалорийных продуктов, то показатель массы тела у него
будет минимальный а если человек не занимается спортом, злоупотребляет сладким, жирной пищей, то показатель массы тела у него будет значительно выше, но в пределах его нормы реакции.
Признак может проявляться у одних организмов, и отсутствовать у других, но имеющих тот же ген.
Например, врождённый вывих бедра наследуется аутосомно-доминантно с пенентрантностыо 25%. Это значит, что у носителей гена (АА + Аа) только в 25% случаев он проявится, а 75% носителей этого гена будут здоровы.
Из вышесказанного можно сделать вывод:
а) фенотипическое проявление признаков у организмов зависит от
взаимодействия генотипа и условий внешней среды;
б) фенотипическая изменчивость наблюдается в пределах нормы реакции
по каждому конкретному признаку;
в) условия среды могут влиять на степень выраженности признака у
организмов, имеющих соответствующий ген (экспрессивность), или на
численность особей, которые будут иметь этот признак (пенентрантность).
Задание №1. Составьте словосочетания.
Увеличение (скорость ферментативных реакций), влияние (организм, освещенность), влияние (условия развития), изменение (молекулярный уровень), потребление (высококалорийные продукты), показатель (масса тела), злоупотребление (жирная пища), злоупотребление (сладкое), выраженность (фенотипическое проявление гена), влияние (степень выраженности признака), изменение (протяжение онтогенеза).
Задание Х»2. Трансформируйте сложные предложения в простые с причастным оборотом.
1. Изменчивость, которая не связана с изменением генотипа, называется фенотипической или ненаследственной.
2. Изменчивость, которая связана с изменением в наследственном аппарате (генотипе), называется генотипической.
3. Фенотипическая изменчивость охватывает изменение состояния признаков, которые происходят под влиянием условий развития или факторов внешней среды.
что приводит к чему
Изменения на молекулярном уровне приводит к изменению признаков науровне организма.
под влиянием чего в результате чего при какомусловиипроцессе
У человека примерами модификационной изменчивости может служить усиление синтеза пигмента меланина под влиянием ультрафиолетовых лучей (загар), развитие мышечной и костной систем в результате занятий физкультурой, увеличение массы тела при повышенной калорийности пищи.
Норма реакции
Из Википедии — свободной энциклопедии
Но́рма реа́кции — способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Она характеризует долю участия среды в реализации признака и определяет модификационную изменчивость вида. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Один и тот же ген в разных условиях среды может реализоваться в несколько проявлений признака (фенов). В каждом конкретном онтогенезе из спектра проявлений признака реализуется только один. Аналогично один и тот же генотип в разных условиях среды может реализоваться в целый спектр потенциально возможных фенотипов, но в каждом конкретном онтогенезе реализуется только один фенотип. Под наследственной нормой реакции понимают максимально возможную ширину этого спектра: чем он шире, тем шире норма реакции. Фенотипическое значение любого количественного признака (Ф) определяется, с одной стороны, его генотипическим значением (Г), с другой стороны — влиянием среды (С):
Если влияние среды выразить в виде доли χ от фенотипического значения, то есть
Если взять крайние значения фенотипа при максимальном влиянии среды, то
где H — наследуемость. χ является нормой реакции по данному признаку. Норма реакции — это та максимальная доля от фенотипического значения признака, на которую может изменить признак среда.
Все биологические виды имеют определённую норму реакции генотипа, без изменения которого (в ходе микроэволюции) амплитуда изменений фенотипа не может выйти за генетически детерминированный предел.
Норма реакции
Полезное
Смотреть что такое «Норма реакции» в других словарях:
НОРМА РЕАКЦИИ — амплитуды адаптации, определяющие границы изменчивости организма, возникающей под действием факторов среды и контролируемой его генотипом. Изменчивость признака может быть очень велика, но она никогда не выходит за пределы границ нормы реакции.… … Экологический словарь
Норма реакции — * норма рэакцыі * reaction norm or n. of r. наследственно закрепленные пределы модификационной изменчивости у конкретного организма, обусловленные генотипом, которые проявляются при колебаниях условий окружающей среды (природных, в эксперименте,… … Генетика. Энциклопедический словарь
норма реакции — Наследственно закрепленные пределы модификационной (ненаследуемой) изменчивости у конкретного организма; среди генотипических факторов, обусловливающих флуктуации признаков в пределах Н.р., полигенная детерминация, плейотропизм, гетерозиготность… … Справочник технического переводчика
Норма реакции — Норма реакции способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Она характеризует долю участия среды в реализации признака и определяет модификационную изменчивость вида. Чем шире норма реакции … Википедия
норма реакции — norm of reaction, reaction norm норма реакции. Наследственно закрепленные пределы модификационной (ненаследуемой) изменчивости у конкретного организма; среди генотипических факторов, обусловливающих флуктуации признаков в пределах Н.р.,… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
НОРМА РЕАКЦИИ — 1. Генотипическая обусловленная способность организма изменять степень выраженности признаков в определенных пределах в зависимости от действия среды. 2. Совокупность наследственных (определенных генотипом) условий, управляющих развитием… … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных
норма реакции — reakcijos norma statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Genetiškai nulemtas genotipo realizacijos pakitimų varijavimo mastas kintančios aplinkos sąlygomis. atitikmenys: angl. reaction norm rus. норма реакции … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
НОРМА РЕАКЦИИ — В бихевиоральной генетике – полный диапазон фенотипов потомства, который может быть выражен данным генотипом. Это понятие не накладывает никаких практических ограничений на фенотипическую изменчивость и предполагает, что, когда в среде… … Толковый словарь по психологии
Норма реакции — свойственный данному генотипу характер реакции на изменение условий среды … Словарь по психогенетике
норма реакции генотипа — genotipo reakcijos norma statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Nuo geno priklausančios požymio kitimo ribos arba reiškimosi laipsnis, kintant aplinkos sąlygoms. atitikmenys: angl. norm of reaction of a genotype rus. норма реакции генотипа … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas