Существует ли малая вероятность того, что при половом размножении у потомства образуется новый аллель, которого не было ни у одного из родителей, или аллели у потомства всегда происходят хотя бы от одного из родителей?
Создается ли новая генетическая информация во время полового размножения или только в результате мутаций в течение жизни организма?
Гомологическая рекомбинация не только перемешивает разные мутации, но и сходные последовательности рядом друг с другом из событий дупликации генов и из областей с высокой повторяемостью последовательностей могут рекомбинировать и вызывать серьезные изменения в последовательности генома в горячих точках .
Многие мутации происходят во время репликации ДНК (или при наличии мутагена, но это также сильно влияет на репликацию).
Мутации, возникающие «во время полового размножения», могут происходить во время гаметогенеза, когда у родителей развиваются яйцеклетки и сперматозоиды. Если бы во время этих процессов произошла мутация, то аллели потомства могли бы отличаться от аллелей обоих родителей. Альтернативно, внутригенный кроссинговер во время синапса может продуцировать новые аллели (если родитель гетерозиготен).
Интересный вопрос! При гомологичных рекомбинациях многие мутации фактически фиксируются (имеется в виду, что те, которые накопились с течением времени, могут быть восстановлены), поскольку обе хромосомы конденсируются и могут сравниваться ферментами репарации ДНК. Однако, кроме того, мутации могут возникать и передаваться. Поскольку гаметоцитам в основном не нужно делать ничего, кроме ведения домашнего хозяйства (энергетический метаболизм, основные клеточные процессы и т. д.), гены, на которые они не полагаются, могут мутировать и стать дисфункциональными. Это часто вызывает выкидыши, если вы проверите хромосомы, могут быть массивные ошибки из-за делеций или транслокаций у выкидыша. В частности, яйцеклетки, поскольку они производятся до рождения самки, а затем «оживают».
тл;др
Мутации могут продолжаться, если они не вредны. Те, которые особенно распространены, лежат в «функциональных» генах, это те, которые лежат в HLA. Эти гены участвуют в иммунной системе, и часто наблюдаются различия между поколениями. Это потому, что их много, и если один выйдет из строя, его место может занять другой. Мутации, которые являются нейтральными, встречаются чаще всего (т.е. вообще не влияют на потомство). Но новые аллели определенно могут быть созданы, и это основа эволюции.
Биологическая информация имеет несколько иерархий, она неоднозначна между синтаксической информацией в иерархической модульной системе и функциональной информацией без определенного контекста[1].
Из-за необходимости последовательность ДНК обычно высоко консервативна, но небольшие изменения могут легко привести к серьезным изменениям в укладке, функции и минимальном энергетическом состоянии белка. (Белки, в конечном счете, являются динамическими системами, и многие из них постоянно проверяют их конформационные структуры с минимальной энергией — статические изображения на обложках журналов и книг вводят в заблуждение.)
Кроме того, аллель, по определению, представляет собой вариант гена, который встречается не менее чем у 1% населения - по общему мнению (и достаточной статистической мощности). Таким образом, этот термин является частью популяционной генетики. Например, для белка длиной 400 AA это будет означать, что конкретное событие гомологичной рекомбинации должно происходить очень часто и благоприятствовать по крайней мере одному из многих (известных) механизмов.
Создается ли новая генетическая информация во время полового размножения или только в результате мутаций в течение жизни организма?
Да. Рекомбинация имеет несколько механизмов, не является идеальным событием и демонстрирует различную эффективность в зависимости от типа механизма и «помощников»/типов помощников, а также вовлеченных концентраций помощников, независимо от концентраций кофакторов.
[1] Джон Кольер, Иерархические динамические информационные системы с упором на биологию, Энтропия, 2003, 5, с. 100-124
жизнь в деревьях