Каждый живой организм можно рассматривать как совокупность признаков. Каждая из этих черт кодируется ген или гены в ДНК этого организма.
Бактерии имеют только одну копию каждого гена, растения и большинство животных - две. Когда в популяции существуют небольшие вариации гена, каждая вариация называется аллель.
Единичные аллельные признаки - это признаки, определяемые только одним аллелем, а не множеством. Некоторые черты, такие как цвет глаз, могут определяться более чем одним аллелем, но многие черты определяются отдельными генами.
Определение аллеля
Гены кодируют определенные черты индивидуального организма. Когда разные формы гена возникают в результате случайная мутация и / или эволюционного давления, каждая форма гена называется "аллель". Когда определенные признаки определяются только одним геном, они называются признаками одного гена.
Типичный пример - прикрепленные мочки ушей. Люди могут иметь прикрепленные мочки ушей, которые соединяются с боковой стороной головы, или они могут иметь незакрепленные мочки ушей.
Ген может быть представлен буквами F (аллель свободно свисающих мочек) и f (аллель прикрепленных мочек ушей). Свободно висящий аллель является доминантным, поэтому у людей с генотипами FF или Ff мочки ушей будут свободно свисать. Генотип ff приведет к тому, что у человека будут прикреплены мочки ушей.
Фиксация аллелей
Вам не нужно больше одного варианта для большинства генов. Если что-то не так, люди рождаются с двумя ногами, десятью пальцами и четырехкамерным сердцем. Базовый план устройства организма имеет только один вариант для большинства его компонентов, потому что любое изменение будет означать, что организм не будет работать так же хорошо или вообще не будет работать.
Когда ген существует как единственный аллель в популяции, он называется фиксация аллеля. Полиморфные гены, напротив, имеют более одного аллеля. Исследование 1999 г. показало, что 30% генов человека являются полиморфными.
16S рРНК
Ген 16S рРНК - это часть ДНК, разделяемая всеми бактериями. Он очень консервативен, а это означает, что его роль настолько важна, что он имеет только один аллель для каждой популяции и каждого вида бактерий. Он кодирует, как следует из названия, для рРНК, или рибосомная РНК, составляющая часть рибосомы.
Рибосомы где белки синтезируются в клетке, так что вы можете понять, почему ген не сильно изменился за тысячелетия.
Белые плодовые мушки
У высококонсервативных генов есть один аллель, потому что они испытывают сильное давление отбора, благоприятствующее этому аллелю. Небольшие группы населения также могут потерять аллель из-за генетический дрейф, что по сути является случайным.
Питер Бури провел эксперимент, в котором он начал со 107 отдельных популяций по 16 плодовых мух в каждой, каждая из которых имела одинаковое распределение аллелей красно-оранжевого и белого цветов. Из-за случайного спаривания и небольшой популяции потомство через несколько поколений было либо почти полностью красным, либо почти полностью белым.
Некоторые популяции достигли фиксации аллелей, что сделало цвет для этих популяций одноаллельным признаком.
Алкогольдегидрогеназа в кукурузе
Эксперимент в начале 1960-х годов показал важность гена Adh1, который кодирует алкогольдегидрогеназу в кукурузе. У гена был только один аллель, и исследователи вызвали мутацию с помощью мутагена - вещества, которое вызывает ошибки в процессе копирования ДНК.
Растения с мутацией прорастали и росли нормально при нормальных условиях, но когда корни растения были слишком влажными, растения без алкогольдегидрогеназы погибали. Кукуруза достаточно часто переувлажняется, поэтому все растения кукурузы имеют одну и ту же жизненно важную версию гена Adh1.