• 2. Действие эволюционных факторов в человеческих популяциях

• В человеческих популяциях действуют эволюционные факторы:

• мутации;

• миграция;

• изоляция;

• дрейф генов;

• естественный отбор.

• Прямой фенотипический метод применяется для изучения доминантных мутаций, которые полностью проявляются.

• Частота доминантной мутации – “U”;

• Число мутантных фенотипов – “M”;

• Число обследованных лиц – “N”.

• U = M : 2N;

Пример:

• Ахондроплазия в г. Копенгагене зарегистрирована в 10 случаях из 94 075 обследованных новорожденных. В 2-х случаях ген передан от родителей, а в 8 случаях мутация возникла заново.

U = 8 : 2 x 94 075 = 0,000 043;

или 1/23 500 генов

• Для прямой оценки частот генных мутаций все шире применяются биохимические методы.

• Для оценки рецессивных мутаций был разработан непрямой метод (Холдейн, 1936). Он основан на принципе равновесия между мутационным процессом и элиминацией мутантов, имеющих пониженную жизнеспособность, которая измеряется количеством оставленного потомства. С помощью этого метода можно изучить частоту генных мутаций, сцепленных с Х-хромосомой.

• Можно принять условие, что частота мутаций за одно поколение равна частоте появления гомозиготных носителей гена. Например, гемофилия, пигментная ксеродерма.

Судьба рецессивных мутаций:

• Если “a” – мутантный патологический ген, то AA x Aa = AA + Aa (1/2 Aa) –

половина потомков несут рецессивную мутацию. Они накапливаются в популяции и не подвергаются естественному отбору.

• Когда частота мутантного гена достигает 1/200 – 1/300, возможна встреча с гетерозиготой:

• Aa x Aa = AA + 2Aa + aa (1/4 aa - больные).

Частота отдельных вредных мутаций у человека равна 1-2 на 100 000 гамет и реже, т.е. на 1 гаплоидный набор за 1 поколение возникает от 1 до 10 новых мутаций.

Совокупность всех мутаций у человека – это генетический груз:

1. Сегрегационный груз – мутации, передающиеся от родителей детям из поколения в поколение.

2. Мутационный груз – мутации, возникающие заново в каждом поколении в зародышевых клетках.

Спонтанные мутации возникают в результате:

• ошибок репликации;

• экзогенных факторов (ионизирующая радиация, хим. вещества, вирусы);

• эндогенных факторов (эндокринные заболевания и др.);

• дефектов репарации.

На частоту мутаций влияет:

• возраст матери ( у женщин старше 35 лет вероятность рождения детей с хромосомными мутациями возрастает в 10 раз;

• возраст отцов влияет меньше, но от 50-летнего мужчины вероятность рождения ребенка с ахондроплазией увеличивается в 2 раза.

Оценить в полной мере интенсивность мутационного процесса в человеческих популяциях практически невозможно, т.к.

• мутации, ведущие к замене аминокислоты в полипептидной цепи, не всегда влияют на ее биологические функции;

• летальные мутации ведут к гибели зигот в период эмбрионального развития;

• большинство мутаций затрагивают не транскрибируемые участки ДНК.

Повышение уровня мутаций в популяции на 0,001 не имеет значения для вероятности рождения ребенка с наследственным заболеванием у отдельного человека, а в популяции – это тысячи больных детей.

• В современных человеческих популяциях отмечен рост мутационного груза за счет загрязнения окружающей среды.

• По данным Н.П. Бочкова и А.Н. Чеботарева (1989) новые мутации, возникающие в половых клетках здоровых родителей, составляют от 79 до 94% (ахондроплазия, нейрофиброматоз, хромосомные болезни), а семейные формы только 6 – 21%.

• Некоторые мутации не подвергаются естественному отбору и приводят к тяжелым последствиям. Н.П. Дубинин считает, что мутационным процессом надо управлять, т.к. в человеческих популяциях снижена роль естественного отбора.

• Миграция.

• С генетической точки зрения миграции приравнивается разрушение границ браков, существовавших ранее. В результате миграции возникает поток генов (образование IV группы крови АВ).

• Миграция и разрушение границ системы браков приводит к гетерозиготизации населения.

Изоляция:

• репродуктивная;

• географическая (пространственная);

• социальная.

Для изолированных популяций характерен инбридинг – родственный брак, ведущий к гомозиготности потомства.

Формы инбридинга: