2) комбинативной изменчивости
3) непрямого деления клетки
4) мутационного процесса (+)
Аллели представляют собой альтернативные варианты одного и того же гена, расположенные в идентичном локусе гомологичных хромосом и различающиеся последовательностью ДНК. Возникновение нового варианта обусловлено мутационным процессом — стойким изменением генетического материала. К генным мутациям относятся замены нуклеотидов, вставки и делеции; они могут изменять структуру белка, уровень его синтеза или не иметь фенотипического проявления.
Мутации возникают спонтанно вследствие ошибок репликации и репарации ДНК либо индуцируются физическими и химическими мутагенами. Если изменение происходит в половой клетке или клетке-предшественнице гамет, оно может передаваться потомству и формировать наследуемый аллель. Соматические мутации возникают в клетках тела, обусловливают генетический мозаицизм или клональные изменения, но обычно не передаются следующим поколениям.
Комбинативная изменчивость не создаёт новых аллелей, а только перераспределяет уже существующие варианты при мейозе и оплодотворении. Митотическое, или непрямое, деление обеспечивает преимущественно точную передачу генетического материала дочерним клеткам; модификационная изменчивость связана с влиянием среды и не изменяет последовательность ДНК. Поэтому именно мутационный процесс является первичным источником появления различных аллелей одного гена.
| Тип изменчивости или процесса | Молекулярная основа | Создание нового аллеля | Наследуемость | Типичный результат |
|---|---|---|---|---|
| Генная мутация | Замена, вставка или делеция нуклеотидов в пределах гена | Да | Возможна при поражении зародышевой линии | Формирование нового варианта гена, например SNP или варианта с изменённой длиной повтора |
| Хромосомная мутация | Изменение структуры хромосомы: делеция, дупликация, инверсия, транслокация | Может изменять дозу или окружение гена, но не всегда создаёт новый аллель | Зависит от поражения половых клеток и жизнеспособности носителя | Структурный дисбаланс генетического материала |
| Геномная мутация | Изменение числа хромосом или наборов хромосом | Нет, изменяется количество копий, а не последовательность аллеля | Ограничена биологической совместимостью изменения | Анеуплоидия или полиплоидия |
| Комбинативная изменчивость | КРоссинговер, независимое расхождение хромосом и случайное оплодотворение | Нет | Передаются новые сочетания уже имеющихся аллелей | Индивидуальные генотипические комбинации потомства |
| Модификационная изменчивость | Изменение экспрессии генов под влиянием факторов среды без изменения последовательности ДНК | Нет | Обычно не наследуется как изменение генотипа | Фенотипическая пластичность, например изменение пигментации или массы тела |
| Митоз | Репликация ДНК и распределение сестринских хроматид между дочерними клетками | Сам по себе нет; возможная мутация является отдельным событием | Передача изменения клеточному клону | Рост, регенерация или соматический мозаицизм |
В медицинской генетике наличие нового аллеля подтверждают выявлением отличия последовательности ДНК от референсной или от другого варианта того же локуса. В судебно-медицинской генетике мутационный механизм особенно важен при анализе STR-маркеров, где новые аллели могут возникать из-за изменения числа тандемных повторов. Для оценки происхождения варианта учитывают его локализацию, тип мутации, частоту в популяции и возможность передачи по родословной.