АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Мутации

Мутации — это внезапные, скачкообразные изменения гена. Процесс мутирования генов приводит к таким изменениям, которые передаются по наследству и сохраняются даже тогда, когда вызвавший их фактор перестает действовать. Мутация происходит, если в ДНК химически изменяется или выпадает нуклеотид, а также, если включается лишний нуклеотид. При этом нормальная последовательность нуклеотидов в гене изменяется, что обусловливает появление измененной информации, а следовательно, измененного белка и соответственно измененного признака организма.

Выделяют генные и хромосомные мутации, различающиеся по числу мутировавших генов и характеру изменений в первичной структуре ДНК. Генные мутации обычно затрагивают только один ген, а хромосомные распространяются на несколько генов.

Генные мутации, при которых происходит химическое изменение лишь одного нуклеотида, называются Точковыми. Точковые мутации разбивают на несколько классов, которые различаются по характеру изменений в ДНК, обусловленных мутагенным фактором. При мутациях, называемых транзициями, пурин в одной из цепей ДНК замещается другим пурином, а пиримидин в комплементарной цепи — другим пиримидином. Изменения, при которых происходит замена пурина пиримидином, именуют трансверсиями. К точковым мутациям относится также вставка лишнего нуклеотида. Такие мутации составляют группу так называемых мутаций со сдвигом рамки, при которых происходит нарушение нормальной последовательности нуклеотидов в ДНК.

Хромосомные мутации связаны с крупными перестройками в отдельных фрагментах ДНК. Они проявляются в результате выпадения меньшего или большего числа нуклеотидов (деления), или поворота участка ДНК на 180° (инверсия), или повторения какого-нибудь фрагмента ДНК (дупликация).

Особой формой изменчивости, в основе которой лежат мутации, является диссоциация бактерий. Диссоциация (расщепление) характеризуется образованием двух типов колоний при рассеве чистой культуры бактерий на твердой питательной среде. Первый тип — R - колонии (англ. rough — неровный), имеющие неровные края и шероховатую поверхность, и второй тип — S - колонии (англ. smooth — гладкий) круглой формы с гладкой поверхностью.

В процессе диссоциации изменяется не только морфология колоний, но и физиолого-биохимические и другие свойства бактерий.

Мутации, вызванные искусственно, с помощью химических или физических агентов, которые поддаются контролю, называются индуцированными мутациями. Впервые индуцированные мутанты дрожжей были получены с помощью рентгеновских лучей в 1925 г. Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым.

В тех случаях, когда фактор, вызвавший мутацию, неизвестен, мутация считается спонтанной. Вызывать мутации могут различные мутагены: а) химические вещества: алкилирующие соединения (этил - и метилметансульфонат, диметил - и диэтилсульфат), этиленимин, азотные и серные аналоги иприта, аналоги оснований, соединения мышьяка и хрома, уретан, креозот, деготь, органические перекиси, минеральные масла, половые гормоны, растительные ауксины, ростовые вещества бактерий и растений и другие; б) радиация — рентгеновские, ультрафиолетовые излучения, y-лучи и т. д. Механизм действия мутагенов различен.

До последнего времени геном бактерий рассматривали в определенной степени как пассивную мишень, подвергаемую повреждающему действию мутагенных факторов. Сейчас в исследованиях с бактериями выявлено, что их клетки обладают специальными системами, которые восстанавливают повреждения ДНК. Восстановление (репарацию) поврежденной ДНК осуществляют ферменты, которые находятся под контролем специальных генов. Клетки бактерий могут репарировать повреждения ДНК, вызванные как излучениями, так и химическими мутагенными веществами.

Единичный мутант у бактерий выявляют путем культивирования популяций в обстановке, благоприятствующей его росту. В практических условиях отбор измененного типа проводят путем посева культуры на агаровую среду, где возможен рост только мутанта. Можно также подобрать жидкую избирательную среду, на которой мутант становится преобладающей частью популяции. В некоторых случаях мутации встречаются в достаточно большом количестве, и их возможно обнаружить без использования отбора.

You are here