Мутації та селекція

Спадкові зміни генетичного матеріалу називають мутаціями. За характером прояву вони можуть бути:

  • домінантними;
  • рецесивними.

Ця обставина дуже важлива для існування виду та його популяцій.

Мутації виявляються, як правило, шкідливими, оскільки вносять порушення в тонко збалансовану систему біохімічних перетворень, перебудовують генетичний апарат. Володарі шкідливих домінантних мутацій, відразу ж виявляються в гомо-і гетерозиготному організмі, але часто демонструють низьку життєздатність та гинуть на самих ранніх етапах онтогенезу. У результаті мутацій з’являються і успадковуються аномалії у будові тіла, спадкові хвороби людини.

Мутації, що різко знижують життєздатність, частково або повністю зупиняють розвиток, називають відповідно напівлетальними і летальними. У людини до таких мутацій відносять рецесивний ген гемофілії.

За характером змін генетичного апарату розрізняють мутації: геномні, зумовлені зміною числа повного набору хромосом.

Хромосомні мутації пов’язані зі зміною структури хромосом або їх числа.

Поліплоїдія – збільшення числа хромосом, кратні гаплоїдному набору. Розрізняють серед рослин тріплоїди (3n), тетраплоїди (4n) і т. д. У рослинництві відомо більше 500 поліплоїдій:

  • цукровий буряк;
  • гречка;
  • м’ята і т. д.

Всі вони виділяються великою вегетативною масою і мають велику цінність.

Гетероплоїдія – зміна числа хромосом, яка не кратна гаплоїдному набору. Це мутації, пов’язані з надлишком або нестачею однієї хромосоми з пари гомологічних хромосом. Такі мутації виникають при порушенні мейозу, коли після кон’югації пара хромосом не розходиться і в одну гамету потрапляють обидві гомологічні хромосоми, а в іншу жодної.

Гетероплоїдія шкідлива для організму. Наприклад, у людини появу зайвої хромосоми в 21 парі викликає синдром Дауна (недоумство).

Генні мутації – зачіпають структуру самого гена і тягнуть за собою зміни властивостей організму:

  • гемофілія;
  • дальтонізм;
  • альбінізм та ін.

Точкові, або генні мутації, обумовлені заміною одного або декількох нуклеотидів в межах одного гена. Вони тягнуть за собою зміну будови білків, що полягає в появі нової послідовності амінокислот у поліпептидному ланцюзі.

Мутації виникають як у соматичних, так і в генеративних клітинах. Біологічне значення їх для людини неоднозначне. Соматичні мутації у спадок не передаються і в процесі еволюції особливого значення не мають. Проте в індивідуальному розвитку вони можуть впливати на формування ознак. Якщо мутація відбувається в генеративних клітинах, з яких розвиваються гамети, то нові ознаки з’являються в найближчому або наступному поколіннях.

Події нашого століття показали, які потенційні небезпеки приховують у собі опромінення живих організмів, у тому числі і людини. З біологічної точки зору найнебезпечнішим є іонізуюче випромінювання, до якого відносяться рентгенівські промені і радіоактивне випромінювання. У великих дозах іонізуюче випромінювання руйнує і губить клітини. Менші дози призводять до інших дефектів: розривів у молекулах ДНК, при якому клітинний розподіл стає неможливим. Менш виражені пошкодження проявляються у формі мутацій, які при діленні клітин передаються нащадкам.

Такого роду мутації соматичних клітин викликають рак та інші захворювання.

Характер мутацій не залежить від зовнішнього середовища, однак такі фактори, як іонізуюче випромінювання і деякі хімічні речовини, збільшують частоту мутацій. Вплив на людину високих доз короткохвильових випромінювань викликає розвиток променевої хвороби.

Генетичний ефект опромінення рідко проявляється відразу, проте не слід недооцінювати небезпеку, що загрожує майбутнім поколінням, небезпека накопичення шкідливих генів в популяції.

При виведенні нових сортів рослин і штамів мікроорганізмів використовують індуковані мутації (штучно викликані різними мутагенними факторами: хімічними речовинами, рентгенівськими або ультрафіолетовими променями). Потім проводять відбір отриманих мутантів, зберігаючи найбільш продуктивні.

М. І. Вавілов, вивчаючи мутації у споріднених видів, встановив закон гомологічних рядів у спадковій мінливості.

Генетично близькі види n статей характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачати знаходження паралельних форм у інших видах b статей.

Керуючись законом, можна передбачити, які мутаційні форми повинні виникнути у близькоспоріднених видів:

  • домашніх тварин;
  • нових сортів культурних рослин;
  • у нових очікуваних форм (види, статі);
  • у систематиці.

Додаток законів спадковості і мінливості до теорії селекції призвів до кращого розуміння і значного удосконалення низки важливих методів селекції, розробці нових методів, дало можливість складати різні селекційні програми.

Селекція (від лат. “селіктіо” – добір) – наука про виведення нових і вдосконалення існуючих сортів культурних рослин, порід домашніх тварин і штамів мікроорганізмів, відповідних потребам людини і рівню продуктивних сил суспільства.

Сорт, порода і штам – це популяції, штучно створені людиною, які мають певні спадкові особливості: комплекс морфологічних і фізіологічних ознак, продуктивність і норму реакції.
Творцем сучасної генетичної основи селекції є М. І. Вавілов. На його думку, селекція – це еволюція, що спрямовується людиною.

Основні методи селекції:

  • гібридизація;
  • відбір.
Посилання на основну публікацію