Адаптація на молекулярному рівні
Саме на молекулярному рівні зберігається та реалізується спадкова інформація, яка й визначає адаптивні властивості організмів. Прокаріоти мають лише одну молекулу ДНК у ядерній зоні, тому набір їхньої спадкової інформації відповідає гаплоїдному набору хромосом еукаріотів. Отже, всі мутації в них можуть одразу проявлятися у фенотипі. Це дає можливість швидше адаптуватися до змін довкілля.
В еукаріотів спадкова інформація розміщена в основному в ядрі клітини. Еукаріотичні організми можуть бути гаплоїдними, диплоїдними або поліплоїдними. Завдяки виникненню нових мутацій відбувається збільшення кількості алельних (парні, в гомологічних хромосомах…) генів зростає. Чим більше алелів певного гена, тим більше варіацій ознаки в популяції. Відповідно створюються умови для формування нових адаптацій.
Часто адаптації на молекулярному рівні пов’язані з активацією чи вимкненням відповідних генів, що призводять до зміни складу макромолекул, або зі зміною їхньої активності. Зокрема, це стосується активності травних ферментів. Існують організми, які можуть споживати різні типи їжі – поліфаги. Незважаючи на широкий спектр травних ферментів у поліфагів, не всі вони активні одночасно. В один період активні ферменти, які забезпечують перетравлювання наявної їжі. При зміні харчового раціону стають активними інші ферменти. Тобто активність ферментів змінюється відповідно до змін умов живлення поліфага, що є адаптивним процесом.
На молекулярному рівні спостерігається явище метаболічної регуляції – зменшення чи збільшення активності ферментів у зв’язку з процесами руху, росту, переходу до стану спокою, наступної стадії розвитку, зміною концентрації кисню в навколишньому середовищі. На структуру і функції ферментів можуть впливати чинники навколишнього середовища.
Отже, якщо змінюються умови середовища або організм переходить на нову стадію розвитку, виникають нові метаболічні завдання, для розв’язання яких необхідні кількісні або якісні перетворення ферментних систем.
Мутації регуляторних генів можуть спричинити як зміну концентрацій ферментів та інших макромолекул, так і появу нових їхніх видів. Наприклад, точкові мутації (нуклеотидні заміни в генах) зумолюють появу нових типів молекул, які забезпечують пристосування до нових середовищ існування.
До адаптацій на молекулярному рівні здатні віруси. Унаслідок мутацій може змінюватись молекулярний склад віріонів (вірусних частинок), що дає змогу інфікувати нові типии клітин або інші види організмів. Причина того, що звичні ліки можуть не діяти…
Основні напрями адаптацій на молекулярному рівні:
- підтримання структурної цілісності макромолекул (білків, різних типів нуклеїнових кислот);
- підтримання стабільної діяльності систем, які забезпечують спрямованість і швидкість метаболічних процесів відповідно до змін у зовнішньому і внутрішньому середовищі та потреб організму;
- достатнє забезпечення окремих клітин й цілісного організму енергетичним і будівельним матеріалом.
Перегляньте презентацію:
.png)