CO JE GENOVÝ FOND? - BIOLOGIE - 2025

Genofond je termín používaný v genetice populace popsat sadu alel nesených všem osobám, které jsou součástí populace. Nazývá se také genový fond nebo „genový pool“.

Stejným způsobem má každý specifický gen svůj vlastní genový fond, vytvořený z každé alely tohoto genu. V populaci je každý jedinec považován za jedinečný z hlediska svého genetického složení.

Zdroj: Smihael, z Wikimedia Commons

Pochopení pojmu genový fond je klíčem k evoluční biologii, protože tento pojem je součástí definice evoluce. Populace je tedy v rovnováze, když se genofond nemění; Naproti tomu říkáme, že populace se vyvíjí, pokud dojde ke změně genofondu z jedné generace na druhou.

Můžeme vzít alelu a určit její frekvenci - genovou frekvenci - a můžeme ji také vyjádřit v procentech jako reprezentaci hojnosti dané alely ve srovnání se zbytkem alel, které nalézáme v populaci.

Definice

Genofond je definován jako celá sada genů v populaci. V biologii se definice populace týká skupiny jedinců stejného druhu, kteří sdílejí fyzický prostor a mohou se potenciálně množit.

Tento termín poprvé použil v roce 1920 ruský rodák Aleksandr Sergeevich. Slavný a vlivný evoluční biolog Theodosius Dobzhansky přinesl tento termín do Spojených států a přeložil jej jako „genový fond“.

Každý gen může přijít v různých formách nebo variantách a každý je považován za alelu.

Vezměme si například hypotetický příklad gen, který kóduje srst určitého savce. Tento savec může mít bílou nebo černou srst. Gen, který kóduje bílou barvu, je považován za alelu, také za jinou charakteristiku.

Důsledky ve variaci genových poolů

Každá populace má genofond, který ji charakterizuje, některé jsou bohaté na různé geny, zatímco jiné mají špatnou variabilitu ve všech svých genech.

Populace, které mají bohaté variace v jejich genových fondech, mohou představovat příznivé variace, které umožňují zvýšení jejich frekvence v populaci.

Je třeba si uvědomit, že změna v populaci je nezbytnou podmínkou, aby mechanismy, které vedou k evoluci, mohly působit - nazývají se to přirozený výběr nebo genetický drift.

Na druhé straně může mít snížený počet genů vážné důsledky pro osud populace - v nejzávažnějších případech podporuje vyhynutí. Například v některých populacích kočkovitých šelem je genetická variabilita extrémně špatná, a proto se uvádí, že jim hrozí vyhynutí.

Genofond v genetice a evoluční biologii

Z hlediska populační genetiky je mikroevoluce definována jako „změna frekvencí alel v populaci“.

V populačních studiích se genetici často zaměřují na soubor genů v populaci v daném čase. Genofond je považován za schránku, ze které potomci získávají své geny.

Geny mají fyzickou polohu, známou jako loci, a to může být tvořeno dvěma nebo více alely v genofondu. Na každém místě může být jednotlivec homozygotní nebo heterozygotní. V prvním případě jsou dvě alely identické, zatímco heterozygot má dvě různé alely.

Genofon v skvrnitých můrách

Typickým příkladem v evoluční biologii je příklad skvrnitého můra. V tomto lepidopteranu jsou dvě alely, které určují barvu těla. Jeden z nich určuje světlou barvu a druhý tmavou barvu.

Postupem času se v populaci mohou měnit frekvence obou alel. Lidská činnost měla výrazný vliv na vývoj barvy v můrách.

V nekontaminovaných oblastech se alela, která určuje barvu světla, zvýší, protože poskytuje fyzickou výhodu jednotlivci, který ji má. Například může působit jako kamufláž v lehké kůře stromů v oblasti.

Naopak znečištěné oblasti často ztmavnou kůru stromů. V těchto oblastech se zvýší relativní frekvence alely pro tmavou barvu.

V obou případech pozorujeme změnu relativních frekvencí alel. Tato variace v genofondu je to, co známe jako mikroevoluce.

Původ lidského genového fondu

Pääbo (2015) nám dává pohled na pestrou směs genů našeho druhu. Původ toho, jak se moderní lidé objevili, byl vždy předmětem zvláštního zájmu paleontologů a evolučních biologů. Dále provedeme shrnutí autorovy práce:

Pochází celý náš genový fond z Afriky?

Nejznámější teorie je původ člověka v Africe a následné rozptýlení po celém světě. Naši předkové tedy konkurenčně přemístili zbytek hominidů, kteří obývali planetu, aniž by si s nimi vyměnili geny.

Naproti tomu jiné hledisko tvrdí, že mezi hominidními populacemi existuje výměna genů, což vytváří určitý druh „regionální kontinuity“.

Obě teorie formulují různé původy toho, jak vznikala veškerá variace v našem genovém fondu, ať už všechny varianty, které jsme našli, pocházely z Afriky nebo mají hlubší kořeny a původy.

Aktuální důkazy

Důkazy nalezené v genomu neandrtálského člověka (Homo neanderthalensis) nám umožňují dospět k závěru, že žádný ze vznesených názorů není zcela správný. Ve skutečnosti je náš genový fond složitější, než jsme očekávali.

I když je pravda, že fond lidských genů pocházel z Afriky, přibližně 1 až 3% genomu pocházelo mimo subsaharskou Afriku a ukazuje původ z Neardental člověka.

Zdá se, že asi 5% našeho genofondu pochází ze skupiny nacházející se v Oceánii: Denisovans, vzdálený příbuzný neandrtálců, jehož sekvence pochází z kosti nalezené v jižní Sibiři.

Současné důkazy podporují přinejmenším tři „genové“ pohyby: jeden z Neandertálců po předchůdce Asijců, druhý z Neandertálců do Denisovanů a konečný tok z Denisovanů do neznámé skupiny hominidů, které se oddělily od počet řádků asi před miliónem let.

Reference

1. Campbell, NA (2001). Biologie: Koncepty a vztahy. Pearsonovo vzdělávání.
2. Dawkins, R. (2010). Evoluce: Největší show na Zemi. Grupo Planeta Španělsko.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
4. Monge-Nájera, J. (2002). Obecná biologie. EUNED.
5. Pääbo, S. (2015). Různý původ lidského genového fondu. Nature Reviews Genetics, 16 (6), 313-314.