УСР

УСР№12 Экологическая генетика

Голуб Сергей

Владимирович

гр. 23БХ-1

Симбиогенетика - это наука, изучающая объединённые системы наследственности, возникающие в ходе коэволюции неродственных организмов. В отличие от классической генетики, которая исследует наследование признаков внутри одного организма, симбиогенетика рассматривает совместное функционирование генов разных видов, что позволяет формировать новые адаптации, ранее не свойственные отдельным участникам симбиоза. Примером такого процесса является происхождение эукариотической клетки, в которой митохондрии и пластиды имеют симбиотическое происхождение. В ходе эволюции формируются сложные генетические системы - хологеномы, включающие как собственный геном хозяина, так и метагеном ассоциированных с ним микробных сообществ, что расширяет адаптационный потенциал организмов и способствует их выживанию в изменяющихся условиях среды.

Генетические основы биотрансформации ксенобиотиков связаны с многоступенчатым процессом обезвреживания чужеродных веществ, поступающих в организм. Биотрансформация ксенобиотиков проходит три фазы: в первой фазе участвуют монооксигеназы семейства цитохромов P450, которые окисляют ксенобиотики, во второй - происходит конъюгация с помощью ферментов, таких как глутатион-S-трансферазы, а в третьей фазе - экскреция метаболитов из клетки. Генетический полиморфизм ферментов биотрансформации определяет индивидуальные различия в чувствительности к токсинам, лекарствам и другим ксенобиотикам, а также связан с предрасположенностью к ряду заболеваний.

Генетическая токсикология - это раздел экологической генетики, изучающий влияние физических, химических и биологических факторов на генетический аппарат человека. Она исследует как мутации в соматических клетках, приводящие к раку, аутоиммунным и дегенеративным заболеваниям, так и мутации в половых клетках, последствия которых проявляются у потомства в виде врожденных пороков, наследственных болезней, самопроизвольных абортов и перинатальной смертности. Генетическая токсикология помогает выявлять и классифицировать генотоксические факторы окружающей среды, чтобы разрабатывать меры по снижению их негативного воздействия на здоровье человека и будущих поколений.

Экогенетические болезни - это патологии, возникающие в результате взаимодействия определённых аллелей генов с факторами окружающей среды. Экологическая генетика исследует индивидуальные генотипические особенности метаболизма, реакции на физические и химические воздействия, обусловленные полиморфизмом ферментных систем, транспортных белков и других молекул. Экогенетические болезни могут быть обусловлены как редкими мутантными аллелями, так и распространёнными полиморфизмами, и проявляются только при наличии специфического внешнего воздействия, например, при контакте с определёнными загрязнителями, лекарствами или профессиональными вредностями.

Изменение генофонда популяций происходит под влиянием мутаций, миграций, дрейфа генов и отбора. Миграция способствует появлению новых аллелей и адаптации к новым условиям среды, а изоляция и уменьшение численности могут приводить к снижению генетического разнообразия и увеличению частоты вредных мутаций. Нарушение баланса между мутационным процессом и отбором может привести к накоплению неблагоприятных аллелей и снижению приспособленнос ти популяции[5][6].

Нежелательные генетические последствия воздействия факторов окружающей среды на человека проявляются в виде увеличения частоты наследственных заболеваний, врождённых пороков, онкологических и других патологий. К ним относятся как прямые мутационные изменения, так и патологические проявления экспрессии генов под влиянием специфических факторов среды. На индивидуальном уровне это могут быть болезни, на популяционном - изменение приспособленности и структуры генофонда, что в долгосрочной перспективе может привести к депопуляции или вымиранию отдельных групп населения.

Генетический груз популяции - это совокупность вредных генных и хромосомных мутаций, снижающих приспособленность популяции к условиям среды. Он включает мутационный груз (новые мутации) и сегрегационный груз (результат рекомбинации и расщепления аллелей). Генетический груз приводит к увеличению частоты наследственных болезней, снижению жизнеспособности и репродуктивного успеха, а при его чрезмерном накоплении популяция может оказаться под угрозой вымирания. Однако определённый уровень генетического груза обеспечивает генетическую пластичность и возможность адаптации к изменяющимся условиям среды, являясь неотъемлемой частью эволюционного процесса.