Перенос генов

Перенос генов

В популяционной генетике Перенос генов (gene flow, gene migration) означает перенос аллелей генов из одной популяции в другую.

Миграция в популяцию или из популяции может привести к значительным изменениям в частотах аллелей, так как при этом изменяется пропорция членов популяции, несущих данный аллель. Иммиграция также может привести к появлению новых вариантов генов в стабильный пул генов вида в целом или отдельной популяции.

Существует несколько факторов, которые влияют на скорость переноса генов между популяциями. Одним из наиболее значимых факторов является подвижность. Чем выше подвижность у вида, тем выше потенциал миграции. Животные как правило более подвижны, чем растения, хотя пыльца и семена могут переноситься на значительные расстояния ветром и животными.

Постоянный перенос генов между популяциями может привести к объединению двух пулов генов, снижать генетические различия между ними. Поэтому считают, что перенос генов действует против видообразования.

Например, соседство генетически модифицированных растений (например, кукурузы) с немодифицированными может привести к опылению немодифицированных растений пыльцой от модифицированных.

Преграды переноса генов

Физические преграды, как правило, хотя и не всегда, являются природными. Непреодолимые горные вершина, океан, пустыни. В некоторых случаях это могут быть и преграды, сделанные человеком, например, Великая китайская стена.^[1] Растения с одной стороны стены несут значительные генетические отличия, так как процесс переноса генов преграждается стеной.

Перенос генов у человека

В США показан перенос генов между потомками европейцев и негров из Западной Африки которые относительно недавно живут рядом. Аллели генов, препятствующие развитию малярии, широко распространенные среди негров в Западной Африке, мало распространены в европейской популяции. Показано также, что перенос генов между европейцами и неграми из Западной Африки значительно выше в северной США, чем в южной.

Перенос генов между видами

Перенос генов между видами может происходить в результате гибридизации, либо путем переноса бактериями или вирусами.

Генетическое загрязнение

Чистокровные, естественно эволюционировавшие виды, обитающие в определенном регионе, могут масштабно исчезнуть^[2] в результате генетического загрязнения (genetic pollution) — неконтролируемой гибридизации, интрогрессии (приобретения генов другого вида) или замещения местных генотипов чужими, из-за повышенной пригодности чужих генотипов в данной местности.^[3] Некоторый уровень переноса генов может быть естественным, и эволюционно созидательным процессом, и точное соотношение часто не может быть сохранено навсегда, но гидбридизация и интрогрессия часто может привести к вымиранию редких видов.^[4][5]

Облегчение переноса генов

Выращивание генетически модифицированных растений или скота требует защиты окружающих организмов от генетического загрязнения модицифированными генами. Следует предотвращать свободное скрещивание (перекрестное опыление) модифицированных и немодифицированных организмов.

Существует три варианта предотвращения переноса генов: сделать так, чтобы генетические модификации не попадали в пыльцу, предотвращать образование пыльцы и сохранять пыльцу внутри цветка.

• Первый подход требует создания транспластомных растений, в которых модифицированная ДНК содержится не в ядре, а в хлоропластах. Так как у некоторых растений пыльца не содержит хлоропластов, передача модифицированной ДНК таким образом будет предотвращена.
• Второй подход требует создания стерильных мужских растений, которые не образуют пыльцу.
• Третий подход предотвращает открывание цветков. Клейстогамия естественно встречается у некоторых растений.

Примечания

1. ↑ Su, H et al. (2003) «The Great Wall of China: a physical barrier to gene flow?.» Heredity, Volume 9 Pages 212—219
2. ↑ Hybridization and Introgression; Extinctions; from «The evolutionary impact of invasive species; by H. A. Mooney and E. E. Cleland» Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 May 8; 98(10): 5446-5451. doi: 10.1073/pnas.091093398. Proc Natl Acad Sci U S A, v.98(10); May 8, 2001, The National Academy of Sciences
3. ↑ Glossary: definitions from the following publication: Aubry, C., R. Shoal and V. Erickson. 2005. Grass cultivars: their origins, development, and use on national forests and grasslands in the Pacific Northwest. USDA Forest Service. 44 pages, plus appendices.; Native Seed Network (NSN), Institute for Applied Ecology, 563 SW Jefferson Ave, Corvallis, OR 97333, USA
4. ↑ EXTINCTION BY HYBRIDIZATION AND INTROGRESSION; by Judith M. Rhymer , Department of Wildlife Ecology, University of Maine, Orono, Maine 04469, USA; and Daniel Simberloff, Department of Biological Science, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA; Annual Review of Ecology and Systematics, November 1996, Vol. 27, Pages 83-109 (doi: 10.1146/annurev.ecolsys.27.1.83), [1]
5. ↑ Genetic Pollution from Farm Forestry using eucalypt species and hybrids; A report for the RIRDC/L&WA/FWPRDC; Joint Venture Agroforestry Program; by Brad M. Potts, Robert C. Barbour, Andrew B. Hingston; September 2001; RIRDC Publication No 01/114; RIRDC Project No CPF — 3A; ISBN 0 642 58336 6; ISSN 1440-6845; Australian Government, Rural Industrial Research and Development Corporation

См. также

• Клейстогамия