Генофонд және геном

ПОПУЛЯЦИЯНЫҢ ГЕНОФОНДТАРЫ

Кез-келген популяцияның саны өзгергiш, яғни тұрақты өзгерiп отырады. Уақыт өткен сайын тұрақты күйге өтетiнi туралы көрсететiн популяция санының өсу қисығы –жағдайдың идеалды кестесi. Iс жүзiнде популяция саны бiр жерде тұрып қалмайды, жағдайлардың өзгеруiне сәйкес орташа деңгей төңiрегiнде үздiксiз ауытқиды. Бұл ауытқу қарқыны әртүрлi болады. Популяциялық динамиканың 3 түрiн бөледi: тұрақты, өзгергiш және жарылғыш. Тұрақты деп бiрнеше мәрте өзгеретiн сандық өзгерiстердiң, өзгергiш – ондаған есе ауытқуын, ал жарылғыш деп қалыпты санның периодты түрде  жүз және мың есе арту динамикасын айтады.

Популяция санына әртүрлi факторлар әсер етедi: ауа-райы, қорекпен қамтамасыз ету, жыртқыштар, аурулар, популяцияның жастың құрамы, жыныс және жас топтарының қатынасы және т.б.

Олардың iшiнде факторлардың екi тобын бөлiп қарастырады. Бiреулерiнiң әсерi бiржақты. Өздерi тығыздығы мен санына тәуелдi емес, тiкелей популяцияға әсер етедi. Бұлар абиотикалық факторлар, мысалы, ауа-райы жағдайы: температура, жаңбыр, желдер, күн радияциясы, қысым және т.б. Олар өлiмдi реттеуi мүмкiн немесе көбеюдi жақсартуы мүмкiн.

Бұл факторлар популяция тығыздығын реттемейдi, оған бiр жақты әсер етедi. Оларды зерттеу белгiлi территориядағы түр санына болжау жасау үшiн қажет.

Факторлардың екiншi тобына популяцияның санын реттеушiлер жатады. Реттелу – бұл екi жақты өзара әсерлесу. Ол керi қайтымды байланыс принципi бойынша түзiледi, популяция санының өсуi осы өсу кедергiсiнiң артуын тудырады. Реттеушi фактордың әсерi популяция тығыздығына тәуелдi. Түр саны артқан сайын, кедергiсi де артады. Санның төмендеуiне байланысты реттеушiлер әсерi азаяды. Осы принцип бойынша басқа түрлер де, өзiнiң тығыздығының өсуi де популяцияға әсер етедi.

Жемтiктер саны көп болса, жыртқыштар мен паразиттердiң қорегi артады, соған байланысты қатерлi аурудың қоздырғыштары көбеюi мүмкiн және бiр түрдiң iшiндегi бәсекелестiктi арттырады.

Сонымен, популяция санын реттеушi факторлар, яғни тығыздану күйiнен қалыпты күйге ауыстырушы факторлар – бұл негiзiнен тураралық және түрiшiлiк қатынастары, яғни биотикалық байланыстар. Олар популяцияның тығыздығын белгiлi шектерде ұстап тұрады, түрдi қолайсыз жағдайға — өздерiнiң ресурстарын азайтуға дейiн апармайды.

Бiрақ табиғаттағы тураралық және түрiшiлiк қатынастарының күрделiлiгi мен шытырмандығына қарамастан, кейбiр түрлер реттеушiлер әсерiнен уақытша “сырғып” кете алады. Жыртқыш-жемтiк қатынасын мысалда толығырақ қарастырайық.

Жемтiктер популяция тығыздығының артуы жыртқыштар үшiн қоректiң көбеюiн көрсетедi. Жыртқыштар табысы көбейедi. Мысалы, құстар ақ тышқандар саны көп болса, 1 емес 3-4 дараларды аулайды. Бұл жыртқыштың жемтек санына реакциясы, және бұл олардың санының өсуiн тоқтатуы мүмкiн. Жемтiк популяциясының динамикасының өзгергiш түрi керi қайтымды байланыс принципi бойынша түзiледi. Жыртқыш –жануалары үнемi болатын жерлердегi тiршiлiк ететiн түрлерге тән. Санының көбею осы кезде санды азайту үшiн жауапты реакцияны түзедi.

Барлық жағдайларда жыртқыш реакциясы жемтiк санының өсуiн тежей алмайды, өйткенi кез келген жыртқыш – дарада тойымдылық шегi бар.

Егер жемтiктер көбеюi өте тез болса, олардың популяциясының өсуi жалғасады.

Жемтiктерге әсердiң артуы жыртқыштың көбеюiмен байланысты. Олардың саны, және жейтiн жемтiктер саны геометриялық прогрессия бойынша артады және олардың жемтiк популяциясына реттеушiлiк әсерi артады. Ақ қояндар саны, қорек көп болған жылы 30-50  рет артады, олардың жемтiк популяциясына әсерi 120-200 рет артады.

Түрiшiлiк қарым-қатынастарда өздерiнiң тығыздығына тез және кешiгiп әсер етуi мүмкiн. Мысалы, жануарлардың территориялық мiнез-қылығы сол ұрпақтық санында көрiнедi, аналық туу қабiлеттiң төмендеуi немесе аталықтар саны артуы, болашақ ұрпақ сонымен ғана көрiнедi.

Сонымен, кейбiр реттеушi факторлар популяция тығызының өсуiн лезде тоқтады, кейбiреуi-кешiгiп әсер етедi. Сандық динамика түрi осыған байланысты. Егер кешiгушi әсер болса, түр жыртқыш әсерiнен уақытша босатылады, сандық жарылыс түзiледi.

Геном.

    Геном – берiлген түр хромосомаларының гаплоидты жиынтығындағы барлық ДНҚ. Геном мен генотип түсiнiктерiнiң ерекшелiгiн айтуымыз керек. Генотип – сыртқы көрiнiсi (фенотиптiк) бар гендер жиынтығы. Тiрi организмдердiң тұтас геномын зерттеуге арналған генетиканың бөлiмi геномика деп аталады.

Қазiргi кезде көптеген “геномды проектiлер” жасалынуда. Олардың мақсаты белгiлi түрдiң организмдерiндегi ДНК молекуласының бiр жиынтығындағы негiздер тiзбегiн анықтауға бағытталған. Бұл “Адам геномы”, “Дрозофила геномы”, “Ашытқы геномы” бағдарламалар – барлығы 50.

Геномды проектiлерде жұмыс жасау үшiн гендiк инженерияның алдыңғы қатарлы әдiстерiн, мәлiметтердi реттеудiң компьютерлiк технологияларын пайдаланады. Алғашқы сәттi геномды проектiлер iшiнде 1995 жылы жасалған Hemophilus influensae бактериясының геномын секвендеу (нуклеотидтер тiзбегiн анықтау) болды. 1996 жылы шамамен 6 мың геннен, яғни 125 Мб, тұратын ашытқы геномы анықталды. Мегабаза (Мб) – ағылшынша base – негiз деген сөздi бiлдiредi. 1998 жылы 19 мың геннен тұратын, яғни 97 Мб, нематодтар геномы оқылды.

“Адам геномы” проектiнде зерттеушiлер келесi мақсатқа жетуге ұмтылды:

1) Арасында орташа шамамен 2 млн. негiздер орналасқан бiр-бiрiнен алшақ жатқан гендердi белгiлей отырып, генетикалық карта жасау.

2) Әр хромосома ДНҚ-сының физикалық картасын жасау.

3) Нуклеотидтер тiзбегi картасына адамның барлық гендерiн белгiлеу.

2004 жылы адам ДНК-сы толық зерттелдi. Қазiргi уақытқа дейiн микрорганизмдердiң 1- ден 20 Мб геном мөлшерi бар 18 түрiнiң геномдары картасы жасалынды (архебактериялар, спирохеталар, хламидобактериялар, iшек таяқшасы, пневмания, сифилис, гемофилия қоздырғыштары, метантүзушi бактериялар, микоплазмалар, риккетсиялар, цианобактериялар).

Эукариоттардан – ашытқылардың, нематодтардың және дрозофиланың геномы анықталды. Геномды анықтау жұмыстары көп қаражатты және әртүрлi дамыған мемлекеттердiң көп ғалымдарының жұмыла жасайтын еңбегiн қажет етедi. Соңғы жылдары осы мақсатқа шамамен 17 млрд. доллар жұмсалды.

Кейбiр организмдер геномдарының мөлшерi (Сингер, Берг, 1998. С. 5).