Мутагенез, полиплоидия
И генетическая инженерия
Общее понятие о мутациях
Мутации (лат. mutatio — изменение) — внезапные естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.
Теория мутаций зародилась в трудах Г. Де Фриза (1901—1903) вскоре после переоткрытия законов Г. Менделя. Еще раньше к представлениям о скачкообразном изменении наследственных свойств, как отмечает С. Г. Инге-Вечтомов (1989), пришел русский ботаник С. И. Коржинский (1899) в своей работе «Гетерогенез и эволюция».
Существует несколько принципов классификации мутаций.
1. По характеру изменения генома:
1) генные мутации — изменение генов;
2) хромосомные мутации, или хромосомные перестройки, — изменение структуры хромосом;
3) геномные мутации — изменение числа хромосом.
2. По проявлению в гетерозиготе:
1) доминантные мутации;
2) рецессивные мутации.
3. По уклонению от нормы и так называемого дикого типа:
1) прямые мутации;
2) реверсии — включающие как обратные, так и супрессорные мутации, возникающие под действием генов-супрессоров.
4. В зависимости от причин, вызывающих мутации:
1) спонтанные — возникающие без видимых причин;
2) индуцированные — вызванные искусственно.
Перечисленные принципы классификации имеют универсальный характер для эукариот, прокариот и их вирусов. Кроме того, существуют и чистые принципы классификации мутаций:
I. Но локализации в клетке:
1) ядерные;
2) цитоплазматические, т.е. мутации неядерных генов. } По отношению к возможности наследования:
1) генеративные — происходящие в половых клетках;
2) семитические — происходящие в соматических клетках.
Существуют и другие, более частные принципы классификации мутаций (летальные, малые, обратные, пластидные и т. д.).
Представляется целесообразным подробнее рассмотреть мутации, связанные с изменением генома.
Генные мутации
Основное внимание при изучении генных мутаций уделяют изменениям чередования пар нуклеотидов в ДНК и прежде всего изменениям, затрагивающим отдельные пары нуклеотидов, которые составляют класс точковых, или точечных, мутаций. Точковые мутации связаны с изменениями пар нуклеотидов ДНК (или нуклеотида РНК). Этот класс мутаций подразделяется наследующие группы: транзиции, трансверсии, вставка, выпадение.
1. Транзикция (лат. transitio — переход, перемещение) — это мутация, обусловленная заменой азотистого основания в молекуле нуклеиновой кислоты. При транзиции одно пуриновое основание заменяется на другое (аденин на гуанин или наоборот) или одно пиримидиновое основание — на другое (тимин на цитозин или наоборот).
Транзиции называют простыми заменами, так как в этом случае не происходит изменения ориентации пурин—пиримидин в мутантном сайте двуцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты:
АТ<=>ГЦ
ТА<=> ЦГ.
2. Трансверсия (лат. transversus — повернутый в сторону, отведенный) —мутация, обусловленная заменой пуринового основания (аденин, гуанин) на пиримидиновое (тимин, цитозин) и наоборот, т. е. это замена пар нуклеотидов (AT <=> ЦГ, AT <=>ТА, ГЦ<=>ЦГ, ТА<=>ГЦ), изменяющая ориентацию пурин—пиримидин в мутантном сайте двуцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты:
AT ГЦ
↕ ↨
ТА ЦГ.
В связи с чем, в отличие от транзиции, трансверсии иногда называют сложными или перекрестными заменами.
3. Вставка— происходит вставка лишней пары нуклеотидов.
4. Выпадение — выпадение пары нуклеотидов.
Причиной генных мутаций, по Р. фон Борстелу (Инге-Вечтомов, 1989), является ошибка трех Р: репликации (или копирования), репарации (или ремонта) и рекомбинации (или образования новых комбинаций).
Дата добавления: 2016-04-06; просмотров: 1120;