Примеры генетического гомеостаза PDF Печать E-mail

Прекрасным примером гомеостатической регуляции частоты генов в популяции человека может служить гомеостатическая регуляция частоты гена, ответственного за серповидно-клеточную анемию. У людей, страдающих этим заболеванием, эритроциты, содержащие дефектный гемоглобин, имеют серповидную форму и менее приспособлены для переноса кислорода. Анемия проявляется только у тех, кто получил соответствующий ген от каждого из родителей; однако этот ген нельзя считать полностью рецессивным.

При наличии только одного гена серповидноклеточности гемоглобин отличается от нормального, но форма эритроцитов не изменяется. Ген серповидноклеточности распространен у жителей Средиземноморья, а также Северной и Центральной Африки и у выходцев из этих областей, в какой бы части земного шара они ни находились. У других народов этот ген практически отсутствует. Если образование этого гена в результате мутации происходит во всем мире в общем одинаково часто, то почему же возникла такая разница в его распространении в различных популяциях? В большинстве районов земного шара этот ген постоянно элиминируется. У ребенка, имеющего два гена серповидноклеточности, развивается настолько тяжелое малокровие, что он почти всегда погибает, не достигнув половой зрелости. В результате в большинстве популяций возникло такое равновесие, при котором этот ген встречается чрезвычайно редко.

В тех же областях, где ген серповидноклеточности встречается часто, на его частоту воздействует еще один фактор. В этих районах широко распространен определенный вид малярии. Возбудитель малярии, поражающий эритроциты, не может нормально развиваться в серповидных эритроцитах, содержащих измененный (аномальный) гемоглобин (гемоглобин S). Оказалось, что люди, имеющие один ген серповидноклеточности, обладают таким количеством гемоглобина S, что они становятся уже невосприимчивыми к малярии, но еще не страдают от анемии. Поскольку в популяции значительно больше носителей одного такого гена, чем носителей двух генов, отбор благоприятствует сохранению этого гена.

Люди, не имеющие этого гена, чаще болеют малярией; при этом в одних случаях они погибают, в других — не оставляют потомства из-за болезни. Вместе с тем гибель больных от серповидно-клеточной анемии способствует исчезновению гена из популяции. Таким образом, поддержание частоты генов в популяции на постоянном уровне осуществляется с помощью механизма обратной связи. По мере того как успехи здравоохранения помогут снизить заболеваемость малярией, а также по мере миграции населения из этих районов Европы и Африки в более здоровые местности, где малярия не распространена, гомеостатический баланс изменится и установится новое равновесие, при котором частота гена серповидноклеточности понизится. Новый уровень генетического гомеостаза устанавливается, однако, очень медленно. Пройдет много поколений, прежде чем скажется действие естественного отбора, элиминирующего ген серповидноклеточности.

Интересные статьи по биологии:

1) Генетический гомеостаз

2) Клетка как единица живой материи