الهيمنة
في علم الوراثة ، يُعرَف نقص الهيمنة ، المعروف أيضًا باسم ميزة متماثل الزيجوت ، أو عيب متغاير الزيجوت ، أو هيمنة سلبية مفرطة، [ 1] بأنه عكس هيمنة مفرطة . إنه الاختيار ضد متغاير الزيجوت ، مما يتسبب في الاختيار التخريبي [2] والأنماط الجينية المتباينة . يوجد نقص الهيمنة في المواقف التي يكون فيها النمط الجيني متغاير الزيجوت أدنى في اللياقة من النمط الجيني متماثل الزيجوت السائد أو المتنحي. وبالمقارنة بأمثلة هيمنة مفرطة في السكان الفعليين، يُعتبر نقص الهيمنة أقل استقرارًا [3] [4] وقد يؤدي إلى تثبيت أي من الأليلين. [1] [5] [6]
قد يحدث مثال على الهيمنة المستقرة المنخفضة في الأفراد المتغايرين الزيجوتية للتعددات الشكلية التي من شأنها أن تجعلهم أكثر ملاءمة لواحدة من مكانين . [7] ضع في اعتبارك موقفًا يكون فيه السكان متماثلين تمامًا لأليل "A" ، مما يسمح باستغلال مورد معين. في النهاية، قد يتم إدخال أليل "a" متعدد الأشكال إلى السكان، مما ينتج عنه فرد قادر على استغلال مورد مختلف. سيؤدي هذا إلى غزو متماثل الزيجوت "aa" للسكان بسبب عدم وجود منافسة على المورد غير المستغل. سيزداد تواتر الأفراد "aa" حتى تبدأ وفرة المورد "a" في الانخفاض. في النهاية، ستصل الجينومات "AA" و "aa" إلى التوازن مع بعضها البعض، مع احتمال تعرض الأفراد المتغايرين الزيجوت "Aa" لانخفاض اللياقة البدنية مقارنة بالأفراد المتماثلين الزيجوت لاستخدام أي من الموارد. هذا المثال على الهيمنة المنخفضة مستقر لأن أي تحول في التوازن من شأنه أن يؤدي إلى انتقاء الأليل النادر بسبب زيادة وفرة الموارد. سيؤدي هذا الانتقاء التعويضي في النهاية إلى إعادة النظام ثنائي الشكل إلى توازن الهيمنة المنخفضة . [7]
الإصابة في مجموعات الفراشات
يمكن العثور على مثال على الهيمنة المستقرة في نوع الفراشة الأفريقية Pseudacraea eurytus ، الذي يستخدم التقليد الباتيسي للهروب من الافتراس . يمتلك هذا النوع اثنين من الأليلات التي يمنح كل منها مظهرًا مشابهًا لمظهر نوع آخر من الفراشات المحلية السامة لمفترسها. يبدو أن الأفراد المتغايرين الزيجوت لهذه السمة متوسطي المظهر وبالتالي يتعرضون لزيادة الافتراس وانخفاض اللياقة البدنية بشكل عام. [8]
استخدامات في مكافحة الآفات
أظهرت نماذج الهيمنة المستقرة إمكانية دفع إدخال الجينات المقاومة إلى مجموعات الآفات المسؤولة عن انتشار الأمراض المعدية مثل الملاريا وحمى الضنك . [9] لن يكون للجين المقاوم وحده لياقة أعلى من الجينات الأصلية، ولكن الهيمنة الهندسية قد تثبت فعاليتها كآلية لنشر مثل هذا الجين. في هذا النموذج، يتم إدخال بنيتين وراثيتين في اثنين من الكروموسومات غير المتجانسة . كل بنية قاتلة عندما يتم التعبير عنها بشكل فردي ولكن يمكن قمعها بواسطة البنية الأخرى. بهذه الطريقة، يتم اختيار الأفراد الذين لديهم واحد فقط من الجينين المبنيين (متغاير الزيجوت) ضدهم، ولكن متماثلي الزيجوت الذين لديهم كلا البناءين أو لا يمتلكون أيًا منهما يتمتعون بصحة وراثية. يُظهر تحليل هذا النموذج باستخدام علم الوراثة السكانية البسيط أن الانتشار الناجح للجينات المقاومة باستخدام هذه الهيمنة الهندسية ممكن مع إطلاق صغير نسبيًا للنمط الجيني المبني في السكان. [9]
تم تحقيق نظام مماثل للتلاعب بمجموعات الآفات في مجموعة من ذبابة الفاكهة باستخدام نظام الإسقاط /الإنقاذ. [10] يستخدم البناء الجيني في هذا النظام إسكات dsRNAi لبروتين سي التفاعلي ، RpL14، بالإضافة إلى عنصر إنقاذ (نسخة كاملة من جين RpL14 من النوع البري ). الأفراد المتغايرون لهذا البناء يعانون من انخفاض اللياقة البدنية بسبب الاستعادة المحدودة لجين RpL14، مما يؤدي إلى انخفاض الخصوبة لدى الإناث وتأخر النمو، إلى جانب العديد من الطفرات الأخرى التي تؤدي في النهاية إلى انخفاض اللياقة البدنية بنسبة 70-80٪. [10] سمح نظام الهيمنة هذا بالتلاعب بالسكان والتثبيت النهائي للنمط الجيني المبني وله تطبيقات محتملة في عدد من البيئات، بما في ذلك الزراعة والحد من الأمراض المختلفة التي تحملها الآفات.
انظر أيضا
مراجع
- ^ دوليتل، دونالد (1987). علم الوراثة السكاني - المبادئ الأساسية . ألمانيا: دار نشر سبرينغر. ص 69-72. رقم ISBN 978-3-540-17326-7.
- ^ جيليسبي، جون (2010). علم الوراثة السكاني: دليل موجز . ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 68-69. رقم ISBN 978-0-8018-8009-4.
- ^ بيرس، بنيامين (2008). علم الوراثة: نهج مفاهيمي . نيويورك: ماكميلان. ص 699-700. ISBN 978-0-7167-7928-5.
- ^ نيوبيري، ميتشل؛ ماكاندليش، ديفيد؛ بلوتكين، جوشوا ب. (2016-03-16). "التزاوج الانتقائي يمكن أن يعيق أو يسهل تثبيت الأليلات غير المهيمنة". bioRxiv 10.1101/042192 .
- ^ Altrock, Philipp M.; Traulsen, Arne; Reed, Floyd A. (2011-11-03). "خصائص استقرار الهيمنة المنخفضة في السكان المقسمين المحدودين". PLOS Computational Biology . 7 (11): e1002260. Bibcode :2011PLSCB...7E2260A. doi : 10.1371/journal.pcbi.1002260 . ISSN 1553-734X. PMC 3207953. PMID 22072956 .
- ^ Láruson, Áki J.; Reed, Floyd A. (2015-09-07). "استقرار تعدد الأشكال الجينية غير المهيمنة في شبكات السكان". مجلة علم الأحياء النظري . 390 : 156–163. arXiv : 1509.02205 . Bibcode :2016JThBi.390..156L. doi :10.1016/j.jtbi.2015.11.023. PMID 26656110. S2CID 6385410.
- ^ ab Wilson, David; Turelli, Michael (1986). "Stable Underdominance and the Evolutionary Invasion of Empty Niches". The American Naturalist . 127 (6): 835–850. doi :10.1086/284528. JSTOR 2461418. S2CID 83868190.
- ^ براور، فريد؛ كريبس، كريستوفر (2015). الأنظمة الديناميكية للنمذجة البيولوجية: مقدمة . مطبعة سي آر سي. ص. 399.
- ^ ab Magori, Krisztian; Gould, Fred (2006). "Genetically Engineered Underdominance for Manipulation of Pest Populations: A Deterministic Model". Genetics . 172 (4): 2613–2620. doi :10.1534/genetics.105.051789. PMC 1456375. PMID 16415364 .
- ^ ab Reeves, R. Guy; Bryk, Jaroslaw; Altrock, Philipp; Denton, Jai; Reed, Floyd (2014). "الخطوات الأولى نحو التحول الجيني غير المهيمن لمجموعات الحشرات". PLOS ONE . 9 (5): e97557. Bibcode : 2014PLoSO...997557R. doi : 10.1371/journal.pone.0097557 . PMC 4028297. PMID 24844466.
روابط خارجية
- الهيمنة الضعيفة - ResearchGate
- مشروع الأحياء
- علم الوراثة السكانية
- استقرار التوازن ومتوسط اللياقة البدنية للسكان
- انقلابات الكروموسومات والتكيفات المحلية والتطور
- إعادة ترتيب الكروموسومات تسبب عقم حبوب اللقاح
