Мутационная изменчивость
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Мутационная изменчивость

биологии



Отправить его в другом документе Мутационная изменчивость Hits:



дтхзйе дплхнеофщ

Закон единства и многообразия жизни, или закон Сент-Илера
Закон ведущей роли труда в становлении и развитии человека, или второй закон Энгельса
Клітинна імунна відповідь. Імунологічна толерантність. Регуляція імунної відповіді.
Підсумкове заняття з розділу „Нормальна мікрофлора організму людини. Вчення про інфекцію. Імунітет”
Імунітет. Фактори і механізми неспециічного захисту організму.
БАКТЕРІОФАГИ. ГЕНЕТИКА БАКТЕРІЙ.
Закон онтогенетического старения и обновления, или закон Кренке
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК 1
Тип Членистоногие – Arthropoda - Подтип Хелицеровые - Chelicerata - Класс Паукообразные – Arachnida
Антигени. Гуморальна імунна відповідь. Імуноглобуліни. Реакції імунітету.
 

Мутационная изменчивость

Мутации являются изменениями в строении генома. Мутации подразделяются на точечные (или точковые) и хромосомные перестройки. Рассмотрим их более подробно.

Точечные мутации связанны с изменением последовательности нуклеотидов в ДНК ( один нуклеотид заменяется на другой) и редко приводят к созданию нового белка. Чтобы превратить один фермент в другой, точечных мутаций не достаточно. Это связанно с тем, что пошаговое преобразование одного фермента в другой не возможно: по мере накопления мутаций возникает стадия, когда ген еще не кодирует новый белок и уже не кодирует старый. На этой стадии дефектный ген, кодирующий неработоспособный белок, просто уничтожается отбором.

Однако одно малое изменение может запустить лав 919c24fj инообразный процесс. У эукариот существует особый механизм, позволяющий генерировать новые гены. Дело в том, что гены эукариот состоят из интронов и экзонов – кодирующих и некодирующих последовательностей (занимающих до 90% ДНК). Ссчитывание генетической информации у эукариот происходит слудующим образом. Сначала снимается очень длинная копия – молекула РНК, которая называется про-РНК. Затем происходит процесс созревания, называемый сплайсинг РНК, в ходе которого лишние участки вырезаются, и получается «зрелая» молекула РНК, которая может выполнять свою функцию. Существуют механизмы, управляющие процессом сплайсинга, и из одной и той же про-РНК могут вырезаться разные участки (так называемый альтернативный сплайсинг). Единственная мутация может изменить ход сплайсинга, разом приведя к существенному преобразованию молекулы белка.

Хромосомные перестройки бывают следующих типов: делеции (потери части хромосомы); дупликации (удвоение части ДНК в хромосоме); инверсии (изменение расположения генов в хромосоме); транслокации (обмен участками двух негомологичных хромосом и слияния хромосом); полиплоидии - умножение числа хромосом. На рисунке изображены схемы, поясняющие различные типы хромосомных перестроек.



А – две пары нормальных хромосом

В – делеция

С – дупликация

Е, F – транслокации (гомо и гетерозиготная)

G – инверсия.

Делеция (нехватка) означает выпадение участка хромосомы. В гомозиготном состоянии делеции оказываются летальными, эффект такой мутации может элиминироваться, если она оказалась в некодирующей части.

Дупликация (удвоение) означает повторение участка хромосомы. Появление дупликаций связано с делецией, с переносом участка хромосомы во время мейоза на место делеции. Как правило, дупликации также нежизнеспособны, хотя известны жизнеспособные мутации, вызванные небольшими дупликациями. Известны некоторые дупликации, ставшие признаками вида. Такие дупликации играют определенную роль в процессе эволюции, так как могут привести к изменению числа хромосом и увеличивают число генов. При этом гены, находящиеся в четвертном комплекте могут сравнительно быстро мутировать, поскольку остающаяся нормальная копия берет на себя функцию выработки нужного белка. Удвоенные участки хромосом способствуют накоплению изменчивости.

Инверсия или поворот участка хромосомы на 180° очень часто встречается при межвидовой гибридизации. Инверсии часто приводят к изменению формы хромосом, особенно к образованию петель и колец. Многие инверсии играют значительную роль в видообразовании.

Транслокация означает перемещение участка хромосомы на другую хромосому или взаимный обмен участками между разными хромосомами. Транслокации обычно вполне жизнеспособны и играют большое значение в процессе эволюции. Они способствуют образованию новых видов и многие родственные виды животных имеют сходные хромосомы, различающиеся транслокациями. Поскольку транслокации кроме изменения положения не вносят в геном ничего нового, их значение исчерпывается генетической изоляцией новой формы от исходной.

Полиплодии – удвоение хромосомных наборов довольно часто встречается у растений. При этом образуются особи, имеющие разное число хромосом – 3, 4, 6. Полиплоидные особи вполне жизнеспособны и часто обнаруживают большую стойкость, особенно в суровых условиях. Стойкость полиплоидов по отношению к суровым климатическим условиям нередко приводит к их распространению по краям ареала исходных форм на севере или в горной местности. В некоторых группах растений полиплодия играет значительную роль в процессе видообразования. Например, многие виды пшеницам являются полиплоидами друг друга, среди которых однозернянки диплоидны (2n=14), твердые пшеницы – тетраплоидны (2n=28), а мягкие - гексаплоидны (2n=42).



Механизмы появления мутаций

Существенную роль в организации хромосомных мутаций играют транспозоны – мобильные последовательности ДНК, которые время от времени активируются и под влиянием собственного фермента переходят в какой-нибудь другой участок ДНК в пределах собственной клетки (этот процесс называют транспозицией). Перемещаясь сами, транспозоны иногда прихватывают соседние последовательности генома или вызывают в них перестройки. Часто результатом оказываются делеции в соседних участках генома или транслокации.

Другой эффект действия транспозонов – изменение экспрессии генов, то есть запрограммированного в геноме процесса синтеза белков или РНК, включающего транскрипцию, трансляцию и модификацию синтезированного белка. Экспрессия генов определяется регуляторными последовательностями ДНК, которые контролируют все стадии процесса и определяют количество белка, вырабатываемого данным геном. Перенос гена при транслокации изменяет его положение в геноме; сам мобильный элемент может попасть под промотор, то есть в некодирующий участок ДНК, или разрушить промотор, встроившись в него. В нормально работающей клетке каждый ген отвечает за выработку определенного белка и регуляция работы клетки может оказаться нарушенной.

Второй важный механизм, запускающий мутации – регулятор мутабильности – набор генов мутаторов, которые вызывают мутации других генов. Ген мутатор выборочно действует на определенные гены, заставляя мутировать один из них. Как правило, в стабильных условиях концентрация генов мутаторов в популяции мала, но при резком изменении среды обитания популяции способны предвосхищать катастрофические изменения среды и противопоставлять им вспышки наследственной изменчивости, поставляя мутантов, способных выжить в изменившихся условиях. Положительный отбор мутантов приводит к повышению частоты генов мутаторов в популяции. Это дает возможность популяции выжить и быстро восстановить свою численность. Когда достигнута оптимальная приспособленность к новым условиям, мутации становятся вредны и уничтожаются отбором, вместе с носителями генов мутаторов. Аллельные частоты мутаторов снижаются, вспышка мутабильности гаснет.