1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Мутагенез – генетика

Мутагенез – генетика

Залежно від природи походження всі мутації ділять на спонтанні та індуковані. Спонтанні мутації виникають в природних умовах проживання організму. Вважається, що на їх поява не виявляється ніякого впливу ззовні, вони завжди несподівані і непередбачувані і дійсні причини таких мутацій в чому залишаються невідомими. Характерною особливістю спонтанних мутацій є те, що вони вкрай рідкісні, причому відому складність представляє визначення їх частоти. Зазвичай для цього порівнюють частоту появи в популяції, обробленої яким-небудь мутагеном, з контрольною популяцією, на яку не виявлялося зовнішній вплив. Виявилося, що у різних генів частота спонтанних мутацій неоднакова. Крім того, виявлені гени, здатні впливати на появу мутацій в інших генах, їх назвали мутаторнимі.

Індукованим мутації виникають під впливом зовнішніх факторів. Такі фактори називаються мутагенними, або мутагенами. Залежно від природи їх ділять на фізичні, хімічні та біологічні.

Фізичні мутагениl складають високоенергетичних частинки вкрай малої величини, через що вони володіють високою здатністю глибоко проникати в тканини і викликати молекулярні порушення. Наслідком цього є поява в тканинах заряджених частинок – іонів, що володіють високою реакційною активністю і здатних викликати вторинні зміни генетичного матеріалу. Особливо небезпечними є вільні радикали Off і НО | -, що утворюються з води внутрішнього середовища клітини. Найбільш відомими фізичними мутагенами є іонізуюча радіація (a-, b-, g-промені, Х-промені – рентгенівські промені, а також потоки протонів і нейтронів) і короткохвильові світлові промені з довжиною хвилі менше 400 нм (ультрафіолетові промені). Найбільш активно діє іонізуюча радіація, що володіє набагато більш високу проникаючу здатність. В результаті виникають генні і різні типи хромосомних мутацій. Схоже вплив на генетичний матеріал робить також опромінення потоками нейтронів і протонів. Ультрафіолетові промені володіють меншою енергією, тому вони впливають лише на поверхневі тканини. При цьому утворюються димери тимідину, які згодом стануть причиною порушення нуклеотидної послідовності в процесі реплікації ДНК.

Перші індуковані мутації були отримані в 1925 р вітчизняними микробиологами Г. А. Надсоном і Г. С. Філіпповим в результаті експериментального опромінення дріжджів «променями радію» (іонізуючою радіацією). Це призвело до помітного збільшення спадкових форм мікроорганізму. У 1927 р американський генетик Г. Меллер викликав різноманітні мутації у дрозофіл, впливаючи на них рентгенівськими променями, при цьому частота мутацій зростала в сотні разів. Встановлено, що у людини подвоюється частота мутацій при отриманні іонізуючої радіації в дозі 0,5 – 1,5 Гр (50 – 150 радий.).

На жаль, техногенні катастрофи останніх років, а також порушення правил техніки безпеки при використанні радіоактивних речовин і ядерних відходів в значній мірі збільшили ризик радіаційного опромінення. У зв’язку з цим викликають інтерес речовини, що володіють антимутагенної активністю, які здатні в значній мірі знижувати шкідливий вплив іонізуючої радіації. До таких речовин відносяться радіопротекториi, головним чином містять сірку амінокислоти – метіонін, цистин, цистеїн, а також ряд пуринових і піримідинових похідних (метилу-раціл, калію оротат, инозин, рибоксин). Фізичні мутагени широко використовуються селекціонерами для індукування мутацій при виведенні нових сортів рослин. Як джерело g-променів в лабораторних умовах зазвичай використовують радіоактивний кобальт (60З).

Хімічні мутагениl повинні мати наступні властивості: 1 – високу проникаючу здатність; 2 – властивість змінювати колоїдний стан хромосом і 3 – певною дією на зміну гена або хромосоми. Залежно від дії їх поділяють на дві групи: мутагени, що діють тільки на реплицируется ДНК (акридиновим барвники та аналоги азотистих основ), і мутагени, що діють як на реплицируется, так і на спочиваючу ДНК (алкилирующие сполуки – нітрозогуанідін, метілметансульфонат і етилметансульфонату).

Хімічні речовини, що індукують мутації, були виявлені в 30-х роках ХХ ст. в експериментах з дрозофіли. Ними виявилися йод, аміак, етіленамін, формалін, азотистий іприт і ін.

У наступні роки було виявлено велику кількість інших хімічних мутагенів, а також речовини антимутагени, які нейтралізують або послаблюють вплив мутагенів. Зазвичай антимутагени специфічно діють відносно конкретного мутагена. З найбільш відомих можна назвати ненасичені жирні кислоти (особливо поліненасичені), тоніновую кислоту, вітаміни, що володіють антиоксидантною активністю (вітаміни С, А, Е), катехін (міститься в чаї, особливо зеленому, і кава) та ін.

Біологічні мутагениl – це, головним чином, віруси, що викликають спадкові зміни генетичного матеріалу у прокаріотів і еукаріотів. Крім вірусів, мутації можуть викликати транспозіруемие генетичні елементи, а також мікроорганізми, що виділяють токсини (насамперед цвілеві гриби). Правда, в останньому випадку має місце не прямий вплив біологічного мутагена на генетичний матеріал, а опосередковане – через виділяються хімічні речовини.

Встановлено, що ефект індивідуальної дії окремих мутагенів можна підсилити, поєднуючи їх з одночасним впливом інших факторів. Так, К. В. Ватт і М.М. Тихомирова додатково піддавали опромінених рентгенівськими променями дрозофіл впливу високої температури (+ 37 ° С) і виявили більш високу частоту мутацій у порівнянні з викликаються тільки опроміненням. При цьому сама по собі висока температура не індукує мутації.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Обсяг і щільність тіл