מה מאגר הגנים? - ביולוגיה - 2025

המאגר הגנטי הוא מונח המשמש בגנטיקת אוכלוסייה לתאר את הסט של אללים נישאו על ידי כל האנשים שהם חלק מהאוכלוסייה. זה נקרא גם מאגר גנים או "מאגר גנים".

באותה צורה, לכל גן ספציפי יש מאגר גנים משלו, המורכב מכל אחד מהאללים של אותו גן. באוכלוסייה כל אדם נחשב למיוחד כנקודת מבטם של התאמתו הגנטית.

מקור: מאת סמהאייל, מתוך ויקימדיה

הבנת המושג מאגר גנים היא המפתח לביולוגיה אבולוציונית, שכן המונח מוטמע בהגדרת האבולוציה. לפיכך, אוכלוסיה נמצאת בשיווי משקל כאשר מאגר הגנים אינו משתנה; לעומת זאת, אנו אומרים שהאוכלוסייה מתפתחת אם חל שינוי במאגר הגנים מדור לדור.

אנו יכולים לקחת אלל ולקבוע את תדירותו - תדר הגן - ואנחנו יכולים גם לבטא אותו באחוזים כמייצג את שפע האלל המדובר, בהשוואה לשאר האללים שאנו מוצאים באוכלוסייה.

הַגדָרָה

מאגר הגנים מוגדר כמכלול הגנים באוכלוסייה. בביולוגיה, הגדרת האוכלוסייה מתייחסת לקבוצה של פרטים מאותו המין החולקים מרחב פיזי ויכולים להתרבות.

המונח שימש לראשונה בשנת 1920 על ידי הגנטיקאי יליד רוסיה אלכסנדר סרגביץ '. כך הביולוג הביולוגי האבולוציוני המפורסם והמשפיע, תיאודוסיוס דובז'נסקי, הביא את המונח לארצות הברית ותרגם אותו כ"מאגר גנים ".

כל גן יכול לבוא בצורות שונות או בגרסאות שונות, וכל אחד מהם נחשב לאלל.

לדוגמא, ניקח כדוגמה היפותטית גן שקודד לפרוות יונק מסוים. יונק זה יכול לקבל פרווה לבנה או שחורה. הגן שמקודד לצבע לבן נחשב לאלל, גם עבור המאפיין האחר.

השלכות בשונות של מאגרי גנים

לכל אוכלוסיה מאגר גנים המאפיין אותה, חלקם עשירים בגנים שונים ואילו אצל אחרים יש שונות גרועה בכל הגנים שלהם.

אוכלוסיות שיש בהן שונות רבה במאגרי הגנים שלהם עשויות להציג וריאציות חיוביות המאפשרות עלייה בתדירותן באוכלוסייה.

יש לזכור כי השונות באוכלוסיה הינה תנאי הכרחי כך שהמנגנונים המולידים את האבולוציה יכולים לפעול - קוראים לזה סלקציה טבעית או סחף גנטי.

מצד שני, מאגרי גנים מופחתים יכולים להיות בעלי השלכות חמורות על גורל האוכלוסייה - במקרים החמורים ביותר זה מקדם הכחדה. באוכלוסיות מסוימות של נשיות, למשל, שונות גנטית היא גרועה ביותר ולכן אומרים שהם בסכנת הכחדה.

מאגר הגנים בגנטיקה ובביולוגיה אבולוציונית

מנקודת המבט של גנטיקה של אוכלוסייה, התפתחות המיקרו מוגדרת כ"שינוי בתדרי האלל באוכלוסיה ".

במחקרי אוכלוסייה, גנטיקאים מתמקדים לעתים קרובות במערכת הגנים באוכלוסייה בזמן נתון. מאגר הגנים נחשב לכלי קיבול ממנו הצאצאים משיגים את הגנים שלהם.

לגנים יש מיקום פיזי, המכונה לוקוסים, וזה עשוי להיות מורכב משני אללים או יותר במאגר הגנים. בכל מיקום, אדם יכול להיות הומוזיגי או הטרוזיגי. במקרה הראשון, שני האללים זהים, ואילו להטרוזיגוטה שני אללים שונים.

בריכת ג'נים בעשים מנוקדים

הדוגמא האופיינית בביולוגיה אבולוציונית היא זו של העץ המנומר. בלפידופטרן זה ישנם שני אללים שקובעים את צבע הגוף. אחד מהם קובע את הצבע הבהיר והשני את הצבע הכהה.

ככל שחולף הזמן התדרים של שני האללים יכולים להשתנות באוכלוסייה. לפעולה האנושית הייתה השפעה בולטת על התפתחות הצבע בעשים.

באזורים לא מזוהמים, האלל שקובע את צבע האור יגדל בתדירות, מכיוון שהוא נותן יתרון כושר לאדם שיש לו. לדוגמה, הוא יכול לשמש כהסוואה בגליפת העצים הקלה באזור.

לעומת זאת, אזורים מזוהמים לעתים קרובות מחשיכים את קליפת העצים. באזורים אלה יגדל התדירות היחסית של האלל לצבע הכהה.

בשני המקרים אנו צופים בשינוי בתדרים היחסיים של האללים. וריאציה זו במאגר הגנים היא מה שאנו מכירים כמו התפתחות מיקרו.

מקור מאגר הגנים האנושי

Pääbo (2015) מעניק לנו מבט על מאגר הגנים המגוון של המין שלנו. מקורם של צמיחתם של בני אדם מודרניים היה תמיד עניין מיוחד עבור פליאונטולוגים וביולוגים אבולוציוניים. בשלב הבא נעשה סיכום של עבודתו של המחבר:

האם כל מאגר הגנים שלנו בא מאפריקה?

התיאוריה הידועה ביותר היא מקורו של האדם באפריקה, ופיזור בעקבותיו ברחבי העולם. לפיכך, אבות אבותינו עקרו את התחרות את שאר ההומינידים שהתיישבו בכוכב הלכת, מבלי להחליף עימם גנים.

לעומת זאת, נקודת מבט אחרת טוענת כי היה חילופי גנים בין אוכלוסיות הומינידיות, והיוו מעין "המשכיות אזורית".

שתי התיאוריות מנסחות מקורות שונים של מקורן של כל השונות במאגר הגנים שלנו, בין אם כל השונות שמצאנו הגיעו מאפריקה או שיש לה שורשים ומקוריים עמוקים יותר.

עדויות עדכניות

העדויות שנמצאו בגנום של האדם הניאנדרטלי (Homo neanderthalensis) מאפשרות לנו להסיק שאף אחת מהדעות שהועלו אינה נכונה לחלוטין. למעשה, מאגר הגנים שלנו מורכב יותר מכפי שציפינו.

למרות שזה נכון שמאגר הגנים האנושי מקורו באפריקה, בערך 1% עד 3% מהגנום מקורו מחוץ לאפריקה שמדרום לסהרה, והוא מראה על אבותיו של האדם הקרוב לשיניים.

נראה כי כ -5% ממאגר הגנים שלנו מקורו בקבוצה שנמצאת באוקיאניה: דניסובנים, קרוב משפחה רחוק של הניאנדרתלים, שרצףם מגיע מעצם שנמצאה בדרום סיביר.

עדויות עדכניות תומכות לפחות בשלוש "תנועות" גנים: אחת מהניאנדרטלים לאביה של אסייתים, אחר מהניאנדרטאל לדניסובנים, וזרימה אחרונה מדניסובנים לקבוצה לא ידועה של הומינידים שהתפצלה מה שושלת לפני כמיליון שנה.

הפניות

1. קמפבל, נ.ב. (2001). ביולוגיה: מושגים ויחסים. פירסון חינוך.
2. דוקינס, ר '(2010). האבולוציה: המופע הגדול ביותר על כדור הארץ. גרופו פלאנטה ספרד.
3. Freeman, S., and Herron, JC (2002). ניתוח אבולוציוני. אולם פרנטיס.
4. Monge-Nájera, J. (2002). ביולוגיה כללית. מנוהלת.
5. Pääbo, S. (2015). המקורות המגוונים של מאגר הגנים האנושי. חוות דעת על טבע גנטיקה, 16 (6), 313-314.