VỐN GEN LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2024

Vốn gen là một thuật ngữ được sử dụng trong di truyền học quần thể để mô tả tập hợp các alen được thực hiện bởi tất cả các cá thể là một phần của quần thể. Nó còn được gọi là quỹ gen hoặc “vốn gen”.

Theo cách tương tự, mỗi gen cụ thể có vốn gen riêng, được tạo thành từ mỗi alen của gen đó. Trong một quần thể, mỗi cá thể được coi là duy nhất theo quan điểm cấu tạo gen của họ.

Nguồn: Bởi Smihael, từ Wikimedia Commons

Hiểu khái niệm về vốn gen là chìa khóa cho sinh học tiến hóa, vì thuật ngữ này được gắn vào định nghĩa về sự tiến hóa. Do đó, một quần thể ở trạng thái cân bằng khi vốn gen không thay đổi; Ngược lại, chúng ta nói rằng quần thể đang tiến hóa nếu có sự thay đổi trong vốn gen từ thế hệ này sang thế hệ khác.

Chúng ta có thể lấy một alen và xác định tần số của nó - tần số gen - và chúng ta cũng có thể biểu thị nó theo tỷ lệ phần trăm như một đại diện cho sự phong phú của alen được đề cập, so với phần còn lại của các alen mà chúng ta tìm thấy trong quần thể.

Định nghĩa

Vốn gen được định nghĩa là toàn bộ tập hợp các gen trong một quần thể. Trong sinh học, định nghĩa quần thể dùng để chỉ một nhóm các cá thể của cùng một loài có chung một không gian vật chất và có khả năng sinh sản.

Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1920 bởi nhà di truyền học người Nga gốc Aleksandr Sergeevich. Vì vậy, nhà sinh học tiến hóa nổi tiếng và có ảnh hưởng Theodosius Dobzhansky, đã mang thuật ngữ này đến Hoa Kỳ và dịch nó là "nguồn gen".

Mỗi gen có thể ở nhiều dạng hoặc biến thể khác nhau và mỗi gen được coi là một alen.

Ví dụ, chúng ta hãy lấy làm ví dụ giả thuyết về một gen mã hóa lông của một loài động vật có vú nào đó. Động vật có vú này có thể có một bộ lông màu trắng hoặc đen. Gen mã cho màu trắng được coi là một alen, cũng cho các đặc điểm khác.

Hậu quả trong sự biến đổi của vốn gen

Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng cho nó, một số có nhiều gen khác nhau, trong khi những quần thể khác có sự biến đổi kém về tất cả các gen của chúng.

Các quần thể có sự biến đổi phong phú trong vốn gen của chúng có thể xuất hiện các biến dị thuận lợi cho phép tăng tần số của chúng trong quần thể.

Cần nhớ rằng sự biến đổi trong quần thể là điều kiện tất yếu để các cơ chế phát sinh quá trình tiến hóa có thể hoạt động - gọi là chọn lọc tự nhiên hay trôi dạt di truyền.

Mặt khác, nguồn gen giảm có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đến số phận của quần thể - trong những trường hợp nghiêm trọng nhất, nó thúc đẩy sự tuyệt chủng. Ví dụ, trong một số quần thể mèo, sự biến đổi di truyền là cực kỳ kém và do đó chúng được cho là có nguy cơ tuyệt chủng.

Nguồn gen trong di truyền học và sinh học tiến hóa

Theo quan điểm của di truyền học quần thể, tiến hóa vi mô được định nghĩa là "sự thay đổi tần số alen trong quần thể".

Trong nghiên cứu dân số, các nhà di truyền học thường tập trung vào tập hợp các gen trong một quần thể tại một thời điểm nhất định. Vốn gen được coi là nơi chứa gen mà từ đó con cái có được gen của chúng.

Các gen có một vị trí vật lý, được gọi là locus, và vị trí này có thể được tạo thành từ hai hoặc nhiều alen trong vốn gen. Tại mỗi vị trí, một cá thể có thể đồng hợp tử hoặc dị hợp tử. Trong trường hợp thứ nhất, hai alen giống nhau, trong khi một dị hợp tử có hai alen khác nhau.

Gene Pool trong loài bướm đêm đốm

Ví dụ điển hình trong sinh học tiến hóa là loài bướm đêm có đốm. Ở loài thủy sinh này có hai alen quy định màu sắc của cơ thể. Một trong số chúng xác định màu sáng và màu còn lại là màu tối.

Khi thời gian trôi qua, tần số của cả hai alen có thể thay đổi trong quần thể. Hành động của con người có ảnh hưởng nổi bật đến sự tiến hóa của màu sắc ở bướm đêm.

Ở những khu vực không bị nhiễm, alen quyết định màu sáng sẽ tăng tần số, vì nó mang lại lợi thế về thể chất cho cá nhân sở hữu nó. Ví dụ, nó có thể hoạt động như một lớp ngụy trang trong lớp vỏ sáng của cây cối trong khu vực.

Ngược lại, những khu vực bị ô nhiễm thường làm cho vỏ cây bị sậm màu. Ở những vùng này, tần số tương đối của alen cho màu tối sẽ tăng lên.

Trong cả hai trường hợp, chúng tôi đang quan sát sự thay đổi tần số tương đối của các alen. Sự biến đổi này trong vốn gen là những gì chúng ta gọi là tiến hóa vi mô.

Nguồn gốc của vốn gen người

Pääbo (2015) cho chúng ta cái nhìn về nguồn gen đa dạng của loài chúng ta. Nguồn gốc của cách con người hiện đại xuất hiện luôn được các nhà cổ sinh vật học và các nhà sinh học tiến hóa đặc biệt quan tâm. Tiếp theo, chúng tôi sẽ thực hiện một bản tóm tắt tác phẩm của tác giả:

Có phải tất cả nguồn gen của chúng ta đều đến từ Châu Phi?

Lý thuyết được biết đến nhiều nhất là nguồn gốc của con người ở Châu Phi, và sau đó là sự phân tán ra khắp thế giới. Do đó, tổ tiên của chúng ta đã cạnh tranh di dời phần còn lại của các loài hominids sinh sống trên hành tinh mà không trao đổi gen với chúng.

Ngược lại, một quan điểm khác cho rằng sự trao đổi gen đã tồn tại giữa các quần thể hominid, tạo thành một kiểu “liên tục khu vực”.

Cả hai lý thuyết đều hình thành các nguồn gốc khác nhau về nguồn gốc của tất cả các biến thể trong vốn gen của chúng ta, cho dù tất cả các biến thể chúng ta tìm thấy đều đến từ Châu Phi hay có nguồn gốc và nguồn gốc sâu xa hơn.

Bằng chứng hiện tại

Bằng chứng được tìm thấy trong bộ gen của người Neanderthal (Homo neanderthalensis) cho phép chúng ta kết luận rằng không có quan điểm nào được nêu ra là hoàn toàn đúng. Trên thực tế, vốn gen của chúng ta phức tạp hơn chúng ta mong đợi.

Mặc dù đúng là nguồn gen của con người có nguồn gốc từ Châu Phi, nhưng khoảng 1 đến 3% bộ gen có nguồn gốc bên ngoài vùng cận Sahara của Châu Phi và cho thấy tổ tiên từ người Neardental.

Khoảng 5% nguồn gen của chúng ta dường như đến từ một nhóm sống ở Châu Đại Dương: người Denisovan, họ hàng xa của người Neanderthal, có trình tự đến từ một xương được tìm thấy ở miền nam Siberia.

Bằng chứng hiện tại hỗ trợ ít nhất ba "sự di chuyển" gen: một từ người Neandertals đến tổ tiên của người châu Á, một dòng khác từ người Neandertals sang Denisovan, và một dòng cuối cùng từ người Denisovan sang một nhóm người hominids không xác định tách ra từ dòng dõi khoảng một triệu năm trước.

Người giới thiệu

1. Campbell, NA (2001). Sinh học: Các khái niệm và mối quan hệ. Giáo dục Pearson.
2. Dawkins, R. (2010). Evolution: Buổi biểu diễn tuyệt vời nhất trên trái đất. Grupo Planeta Tây Ban Nha.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Phân tích tiến hóa. Sảnh Prentice.
4. Monge-Nájera, J. (2002). Sinh học đại cương. LIÊN KẾT.
5. Pääbo, S. (2015). Nguồn gốc đa dạng của vốn gen người. Nature Reviews Genetics, 16 (6), 313-314.