ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ 5 страница

Приоритет открытия химических мутаций также принадлежит отечественным ученым. В 1933 году В.В.Сахаров получил мутации путем действия йода, в 1934 году М.Е.Лобашов – применяя аммоний, в 1946 году Рапопорт – под действием формалина.

Из биологических мутагенов наиболее сильными являются вирусы, токсины плесневых грибков.

Индуцированные мутации широко используются в селекции растений, т. к. дают широкий спектр появления новых признаков и служат ценным материалом для искусственного отбора. В связи с научно-техническим прогрессом во всех областях народного хозяйства широко применяются химические соединения, радиоактивные вещества и другие искусственные мутагены. Например, в сельском хозяйстве используются различные химические соединения в качестве удобрений, инсектицидов, пестицидов, дефолиантов, которые далеко не всегда безвредны для человека. Все эти вещества могут вызывать у людей мутации. В связи с этим следует усилить контроль за загрязнением окружающей среды мутагенами и принимать конкретные меры по предупреждению их выброса.

Генные (точковые) мутации затрагивают структуру самого гена. Мутации могут изменять участки молекулы ДНК разной длины. Наименьший участок ДНК, изменение которого приводит к появлению мутации, назван мутоном. Минимально он может состоять из одной пары нуклеотидов. Изменения в ДНК могут быть в виде выпадения, повторения или смены места нуклеотидов. Эти мутации при отсутствии репарации могут изменять структуру белка-фермента, кодируемого данным геном, изменять его свойства или полностью нарушать его синтез. Генные мутации часто встречаются в природе. Они могут быть доминантными и рецессивными, полезными и вредными, возникать в гаметах или соматических клетках, спонтанно или под направленным действием мутагенов. Фенотипическим проявлением многих генных мутаций у человека являются нарушения обмена веществ – генные (молекулярные) болезни: сахарный диабет, гипертоническая болезнь, атеросклероз и др.

Хромосомные мутации (перестройки) обусловлены изменением структуры хромосом. Они являются следствием разрыва хромосомы с образованием фрагментов, которые в дальнейшем могут утрачиваться, удваиваться, менять место в хромосоме. Различают 4 типа хромосомных мутаций: 1) делеции; 2) дупликации; 3) инверсии; 4) транслокации. Большинство таких мутаций вредно для организмов и ведет к снижению жизнеспособности или гибели.

Геномные мутации – это изменения числа хромосом. Различают два типа геномных мутаций: полиплоидию и гетероплоидию.

Полиплоидия – увеличение диплоидного набора хромосом, кратное гаплоидному. Она возникает при разрушении веретена деления во время митоза или мейоза и приводит к образованию клеток с набором 3п, 4п, 6п и т. д. Полиплоидия часто встречается в растительном мире. Существует мнение, что эволюция цветковых растений шла путем полиплоидизации. Культурные растения в большинстве своем – полиплоиды. Они отличаются от своих диких "собратьев" более крупными размерами клеток, листьев, цветков, плодов, семян. Например, полудикий вид пшеницы однозернянки имеет 14 хромосом (2п), твердая пшеница – 28 хромосом (4п), мягкая пшеница – 42 хромосомы (6п).

Гетероплоидия – вид геномной мутации, обусловленной избытком или недостатком одной, двух, трех и более хромосом из любой пары аутосом или половых хромосом. Гетероплоидия происходит в результате нарушения расхождения гомологичных хромосом в профазе I-мейоза после их конъюгации или в анафазе I. В итоге образуются половые клетки с нарушенным набором хромосом. После оплодотворения таких клеток формируется зародыш с гетероплоидией. Явление, при котором вместо двух гомологичных хромосом оказывается их три, называется трисомией, уменьшение хромосом в какой-либо паре – моносомией. Гетероплоидия у животных и человека вызывает тяжелые заболевания и смерть, а у растений – уменьшение размеров, снижение урожайности.

Цитоплазматическая мутация – результат изменения ДНК клеточных органелл (митохондрий, пластид). Эти мутации наследуются при вегетативном размножении.