| http://dbpedia.org/ontology/abstract
|
Тео́рия накопле́ния мута́ций (англ. Mutati … Тео́рия накопле́ния мута́ций (англ. Mutations accumulation theory) — эволюционно-генетическая теория возникновения старения, предложена Питером Медаваром в 1952 году. Эта теория рассматривает старение как побочный продукт естественного отбора (также как, например, эволюционное объяснение развития слепоты у пещерных и подземных животных). Вероятность размножения индивидуума зависит от его возраста, возрастая от нулевой в момент рождения, и достигая пика у молодых взрослых организмов (сразу после достижения половой зрелости), после чего она уменьшается в связи с увеличением вероятности смерти от внешних (хищники, болезни, несчастные случаи) и внутренних (старение) причин. При этом в природных условиях организмы очень редко доживают до возраста, когда старение становится заметным, то есть смертность почти исключительно зависит от внешних причин, на которые старение не имеет никакого влияния. Против вредных мутаций в аллелях, которые проявляются в молодом возрасте, таким образом действует очень сильное эволюционное давление, так как они имеют сильное влияние на вероятность размножения. С другой стороны, вредные мутации, которые проявляются поздно в жизни, в возрасте, до которого большая часть популяции не доживает, будут испытывать значительно меньшее эволюционное давление, потому что их носители уже передали свои гены следующему поколению и уменьшение числа наследников из-за этих мутаций незначительно. Мутации могут оказывать влияние на успех организма как непосредственно, так и косвенно. Например, гипотетическая мутация, увеличивающая риск переломов в связи со снижением фиксации кальция, является в меньшей степени вредной, чем мутация, которая поражает яйца в матке. С точки зрения эволюции неважно, почему снижается способность организма к размножению. Важно, что индивидуумы, которые несут вредную мутацию, имеют меньше возможностей для размножения, если вредный эффект этой мутации проявляется раньше в жизни. Например, люди, болеющие прогерией (генетическая болезнь с симптомами преждевременного старения) живут всего лишь 15-20 лет, и практически не могут передать свои мутантные гены следующему поколению (считая мутацию доминантной). В таких условиях прогерия возникает только вследствие новых мутаций, а не от генов родителей. В отличие от них люди с другой генетической болезнью, болезнью Альцгеймера, которая проявляется поздно, успевают оставить потомство до её проявления. Таким образом, болезнь передаётся новым поколениям и является случайной. Другими словами, теория накопления мутаций предусматривает увеличение с возрастом частоты генетических мутаций, которые остаются в генофонде. Теория накопления мутаций позволяет исследователям сделать несколько проверяемых прогнозов. В частности, эта теория предусматривает, что зависимость максимальной продолжительности жизни популяции потомства от максимальной продолжительности жизни материнского организма не должна быть линейной, как это наблюдается для почти любого другого количественного признака, что демонстрирует наследственность (например, высоты тела). Это значит, что эта зависимость должна иметь необычную нелинейную форму, с увеличением наклона для зависимости диапазона жизни потомства от материнской продолжительности жизни среди более долгоживущих родителей. Этот прогноз следует непосредственно из ключевого утверждения теории, что равновесная частота генов, где возможна вредная мутация, должна увеличиваться с возрастом из-за слабого эволюционного давления против этих мутаций (Равновесная частота генов означает независимую от времени частоту генов, которая определяет баланс между возникновением мутаций и эволюционным давлением против них). Согласно теории накопления мутаций ожидается рост генетических изменений максимальной продолжительности жизни с возрастом. Таким образом, в гетерогенной популяции, такое же самое изменение в фенотипе отвечает большому числу изменений в генотипе. Предусмотренное увеличение аддитивной генетической вариации может быть выявлено при изучении соотношения генетических изменений при условии аналогичных фенотипических изменений. Это соотношение, так называемая наследственность продолжительности жизни в узком смысле, может быть оценено как удвоенный наклон линии регрессии в зависимости продолжительности жизни потомков от материнской продолжительности жизни. Поэтому, если возраст на момент смерти действительно определяется накоплением вредных мутаций замедленного действия, ожидается, что этот наклон станет круче с увеличением возраста материнского организма на момент смерти. Этот прогноз был проверен анализом генеалогических данных наследственности в европейских королевских и знатных семьях, которые очень хорошо задокументированы. Было обнаружено, что наклон линии регрессии потомков действительно возрастает с максимальным возрастом предков, как и предусматривается теорией накопления мутаций. Аналогичные результаты были получены и с помощью исследований других модельных организмов, например, плодовой мушки Drosophila melanogaster Сегодня, тем не менее, теория накопления мутаций не подтверждена на примере конкретных генов и остаётся гипотезой, которая требует дальнейшего подтверждения.которая требует дальнейшего подтверждения.
, Тео́рія накопи́чення мута́цій (англ. Mutat … Тео́рія накопи́чення мута́цій (англ. Mutations accumulation theory) — еволюційно-генетична теорія виникнення старіння, запропонована Пітером Медаваром в 1952 році. Ця теорія розглядає старіння як побічний продукт природного відбору (подібно, наприклад, до еволюційного пояснення розвитку сліпоти у печерних та підземних тварин). Ймовірність розмноження індивідуума залежить від його віку, зростаючи від нульової в момент народження, і досягаючи піку у молодих дорослих організмів (одразу після досягнення статевої зрілості), після чого вона зменшується через збільшення вірогідності смерті через зовнішні (хижаки, хвороби, нещасні випадки) і внутрішні (старіння) причини. Причому, у природних умовах, організми дуже рідко доживають до віку, коли старіння стає помітним, тобто смертність майже виключно залежить від зовнішніх причин, на які старіння не має ніякого впливу. Проти шкідливих мутацій, у алелях що проявляються у молодому віці, таким чином діє дуже сильний еволюційний тиск, тому що вони мають сильний вплив на ймовірність розмноження. З іншого боку, шкідливі мутації, що проявляються пізно в житті, у віці, до якого більшість популяції не доживає, будуть випробувати значно менший еволюційний тиск, тому що їх носії вже передали свої гени наступному поколінню і зменшення числа нащадків через ці мутації є незначним. Мутації можуть впливати на успіх організму як безпосередньо, так і побічно. Наприклад, гіпотетична мутація, що збільшує ризик переломів через зниження фіксації кальцію, є менш прямо шкідливою, ніж мутація, що поражає яйця в матці. З точки зору еволюції неважливо, чому знижується здатність організму до розмноження. Важливо, що індивідууми, що несуть шкідливу мутацію, мають менші можливості для розмноження, якщо шкідливий ефект цієї мутації проявляється раніше в житті. Наприклад, люди, хворі на прогерію (генетична хвороба з симптомами передчасного старіння) живуть лише протягом 15-20 років, і практично не можуть передати свої мутантні гени наступному поколінню (вважаючи мутацію ). У таких умовах, прогерія виникає тільки у наслідку нових мутацій, а не від генів батьків. На відміну від них, люди з іншою генетичною хворобою, хворобою Альцгеймера, що проявляється пізно, встигають розмножитися до її прояви. Таким чином, хвороба передається новим поколінням і є спадковою. Іншими словами, теорія накопичення мутацій передбачає збільшення із віком частоти генетичних мутацій, що залишаються у . Теорія накопичення мутацій дозволяє дослідникам зробити кілька перевіряємих прогнозів. Зокрема, ця теорія передбачає, що залежність максимальної тривалості життя популяції потомства від максимальної тривалості життя материнського організму не має бути лінійною, як це спостерігається для майже будь-якої іншої кількісної риси, що демонструє спадковість (наприклад, висоти тіла). Натомість, ця залежність повинна мати незвичайну нелінійну форму, із збільшенням нахилу для залежності діапазону життя потомства від материнської тривалості життя серед більш довгоживучих батьків. Цей прогноз витікає безпосередньо з ключового ствердження теорії, що рівноважні частота генів, де можлива шкідлива мутаця, повинна збільшуватися з віком через слабких еволюційний тиск проти цих мутацій (Рівноважна частота генів означає незалежну від часу частоту генів, що визначає баланс міє виникненням мутіцій та еволюційним тиском проти них). Згідно з теорією накопичення мутацій, очікується ріст генетичних змін максимальної тривалості життя з віком. Таким чином, в гетерогенній популяції, така ж сама зміна у фенотипі відповідатиме більшому числу змін у генотипі. Передбачене збільшення адитивної генетичній варіації може бути виявлене вивчаючи співвідношення генетичних змін за умовами аналогічних фенотипічних змін. Це співвідношення, так звана спадковість тривалості життя у вузькому сенсі, може бути оцінене як подвоєний нахил лінії регресії у залежності тривалості життя потомків від материнської тривалості життя. Тому, якщо вік на момент смерті дійсно визначається накопиченням шкідливих мутацій запізненої дії, очікується, що цей нахил стає крутішим із збільшенням віку материнського організму на момент смерті. Цей прогноз був перевірений через аналіз генеалогічних даних спадковості в європейських королівських і знатних родинах, що досить добре задокументовані. Було знайдено, що нахил лінії регресії нащадків дійсно зростає з максимальним віком предків, як і передбачається теорією накопичення мутацій. Аналогічні результати були отримані і за допомогою дослідженні інших модельних організмів, наприклад, плодової мухи Drosophila melanogaster Зараз, проте, теорія накопичення мутацій не підтверджена на прикладі конкретних генів і залишається гіпотезою, що вимагає подальшого підтвердження.езою, що вимагає подальшого підтвердження.
, The mutation accumulation theory of ageing … The mutation accumulation theory of ageing was first proposed by Peter Medawar in 1952 as an evolutionary explanation for biological ageing and the associated decline in fitness that accompanies it. Medawar used the term 'senescence' to refer to this process. The theory explains that, in the case where harmful mutations are only expressed later in life, when reproduction has ceased and future survival is increasingly unlikely, then these mutations are likely to be unknowingly passed on to future generations. In this situation the force of natural selection will be weak, and so insufficient to consistently eliminate these mutations. Medawar posited that over time these mutations would accumulate due to genetic drift and lead to the evolution of what is now referred to as ageing.tion of what is now referred to as ageing.
|
