Svaki živi organizam može se smatrati skupom osobina. Svako od ovih svojstava kodirano je znakom gen ili geni u DNK tog organizma.
Bakterije imaju samo jednu kopiju svakog gena, biljke i većina životinja imaju dvije. Kada u populaciji postoje male varijacije gena, svaka se varijacija naziva alel.
Osobine jednog alela su osobine koje određuje samo jedan alel za razliku od višestrukih. Neke se osobine, poput boje očiju, mogu odrediti s više alela, ali mnoge osobine određuju pojedini geni.
Definicija alela
Geni kodiraju određene osobine u pojedinom organizmu. Kada različiti oblici gena nastanu kao rezultat slučajna mutacija i / ili evolucijski pritisak, svaki oblik gena naziva se "alel". Kada određene osobine određuje samo jedan gen, oni se nazivaju pojedinačnim genskim osobinama.
Čest primjer za to su pričvršćene ušne resice. Ljudi mogu imati pričvršćene ušne školjke koje se povezuju sa strane glave ili mogu imati nevezane ušne školjke.
Gen se može predstaviti s F (alel za slobodno viseće ušne resice) i f (alel za pričvršćene ušne školjke). Alel slobodnog vješanja je dominantan, pa će ljudi s genotipovima FF ili Ff imati slobodno viseće ušne školjke. Genotip ff rezultirat će nekim s pričvršćenim ušnim resicama.
Fiksacija alela
Ne biste željeli više od jedne mogućnosti za većinu gena. Ako nešto nije u redu, ljudi se rađaju s dvije noge, deset prstiju i srcem s četiri odaje. Osnovni plan rasporeda organizma ima samo jednu mogućnost za većinu njegovih komponenata, jer bi svaka varijacija značila da organizam također ne bi radio, ili uopće.
Kad gen postoji kao samo jedan alel u populaciji, on se naziva fiksacija alela. Polimorfni geni, nasuprot tome, imaju više od jednog alela. Studija iz 1999. godine procijenila je da je 30 posto ljudskih gena polimorfno.
16S rRNA
Gen 16S rRNA dio je DNA koji dijele sve bakterije. Visoko je konzerviran, što znači da je njegova uloga toliko kritična da ima samo jedan alel za svaku populaciju i svaku vrstu bakterija. Šifrira, kako bi i samo ime govorilo, komad rRNA, ili ribosomska RNA, koja čini dio ribosoma.
Ribosomi su mjesta gdje se proteini sintetiziraju u stanici, tako da možete vidjeti zašto se gen nije puno promijenio tijekom tisućljeća.
Bijele voćne muhe
Visoko konzervirani geni imaju jedan alel jer osjećaju snažne selekcijske pritiske koji favoriziraju taj alel. Male populacije također mogu izgubiti alel genetski pomak, što je u osnovi slučajna šansa.
Peter Buri je izveo eksperiment u kojem je započeo sa 107 odvojenih populacija od po 16 voćnih muha, a svaka populacija imala je jednak raspored alela crveno-narančaste i bijele boje. Zbog slučajnih prilika za parenje i male populacije, potomci su nakon nekoliko generacija bili ili gotovo svi crveni ili gotovo svi bijeli.
Neke populacije postigle su fiksaciju alela, što je boju za te populacije učinilo jednoalelnom osobinom.
Alkohol dehidrogenaza u kukuruzu
Eksperiment početkom 1960-ih pokazao je važnost gena Adh1 koji kodira alkoholnu dehidrogenazu u kukuruzu. Gen je imao samo jedan alel, a istraživači su izazvali mutaciju pomoću mutagena - tvari koja uzrokuje pogreške u procesu kopiranja DNK.
Biljke s mutacijom nikle su i rasle sasvim dobro u normalnim uvjetima, ali kad su korijeni biljke prevlažni, biljke bez alkoholne dehidrogenaze su uginule. Kukuruz se dovoljno često zamoči da sve biljke kukuruza imaju istu vitalno važnu verziju gena Adh1.