Мутації та їхні властивості

Мутацією (від латин. mutatio — зміна) називають зміну ознаки, яка зумовлена порушеннями спадкових структур, перебудовою генетичного апарату. Мутації змінюють генотип особини. Вони виникають раптово й зпричинюють появу в організмі ознак, відмінних від вихідної форми.

Вченим такі зміни були відомі давно. Гуго де Фріз (мал. 32.1) запропонував термін «мутація». Крім того, він сформулював основні положення теорії мутацій (1901-1903), указавши їхні основні властивості:

• мутації виникають раптово, як дискретні зміни ознак;

• нові форми є стійкими;

• на відміну від неспадкової мінливості мутації не утворюють неперервних рядів і не зосереджуються навколо якогось середнього типу; вони є якісними змінами;

• мутації проявляються по-різному; вони можуть бути і шкідливими, і корисними;

• ймовірність виявлення мутацій залежить від числа досліджених особин;

• одні й ті самі мутації можуть виникати повторно.

Класифікації мутацій

Існує кілька варіантів класифікації мутацій:

• за типом прояву ознаки в гетерозиготі: домінантні (спричиняють появу домінантної ознаки) й рецесивні (спричиняють появу рецесивної ознаки);

Мал. 32.1. Гуго де Фріз (1848-1935), голландський ботанік, генетик

• за локалізацією в клітині: ядерні (змінюють гени, розташовані в ядрі клітини) й цитоплазматичні (змінюють гени, розташовані в цитоплазмі клітини);

• залежно від причини виникнення: спонтанні (причини їх виникнення досі не встановлено) та індуковані (виникають унаслідок дії на генетичний матеріал зовнішніх факторів);

• за видом клітин, у яких вони виникають: соматичні (у соматичних) та генеративні (у гаметах); соматичні можуть передаватися нащадкам лише за умови вегетативного розмноження, генеративні — за умови звичайного статевого розмноження.

Точкові, хромосомні та геномні мутації

Однією з найбільш поширених класифікацій мутацій є їх розподіл за рівнем організації спадкового матеріалу, на якому відбувається мутація. За цієї класифікації мутації поділяють на точкові (генні), хромосомні та геномні.

Класифікація мутацій за рівнем організації спадкового матеріалу

Мутагенні фактори

Фактори, які здатні індукувати мутаційний ефект, називають мутагенними. Встановлено, що будь-які фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, які можуть порушувати гомеостаз, здатні викликати мутації. Традиційно їх поділяють на три великі групи: фізичні, хімічні та біологічні.

Групи мутагенних факторів

Мал. 32.2. Вбудовування вірусу в ДНК клітини

Мал. 32.3. Породи домашніх тварин, що були отримані за участі мутантних особин

Головоногий молюск наутилус має очі достатньо складної будови, дуже схожі за будовою на очі його родичів — восьминогів і кальмарів. Але є суттєва різниця в їхній будові. В очах наутилуса відсутній кришталик, що робить його зір суттєво погіршим. Така особливість виникла через мутацію одного з тих регуляторних генів, які відповідають за розвиток ока. За оцінками вчених, ця мутація мала місце більше, ніж 400 млн років тому.

Мутагенні фактори широко застосовують у селекційній практиці з метою отримання нових сортів рослин і порід тварин (мал. 32.3). Так, на рослини діють критичними температурами, іонізуючим випромінюванням, хімічними речовинами (найбільш поширений — алкалоїд колхіцин).

Отже, тепер ви знаєте

1. Що таке мутації? 2. Які властивості мають мутації? 3. Які бувають мутації? 4. Які бувають мутагени? 5*. На конкретних прикладах поясніть, які наслідки можуть мати точкові мутації.

Запитання та завдання

6. Чому для популяції організмів шкідливі соматичні мутації менш небезпечні, ніж шкідливі генеративні мутації? 7*. Яким чином можна зменшити ризик впливу на ваш організм хімічних мутагенів?