2. Мутационная теория и классификация мутаций
Мутационная теория зародилась в начале 20-го века в работах Г. де Фриза (1901-1903). По де Фризу мутация – это скачкообразное, прерывистое изменение наследственного признака. Суть мутационной теории де Фриза сводится к следующим положениям:
Мутация возникает дискретно, без переходов.
Новые формы константны.
3. Мутация является качественным изменением.
Мутации разнонаправлены (полезные и вредные).
Выявляемость мутаций зависит от размеров выборки изучаемых организмов.
Одни и те же мутации могут возникать повторно.
Мутационные изменениячрезвычайно разнообразны. Они могут затрагивать буквально все морфологические, физиологические и биохимические признаки организма, могут вызывать резкие или, наоборот, едва заметные фенотипические отклонения от нормы (рисунок).
Мутации у различных организмов
A. Мутация у кукурузы - "ленивая кукуруза" Б. Рецессивная, сцепленная с полом мутация отсутствия оперения у курицы B. Рецессивная мутация коротконогости у овцы. Справа и в центре гомозиготы, слева - гетерозигота. Г. Нормальная (слева), четырехкрылая форма (мутация гена ВХ-С) дрозофилы (в центре), муха с расставленными крыльями (доминантная мутация Dichaete) (справа)
Известно много принципов классификации мутаций. Фактически все авторы отмечают, что очень трудно создать хорошую классификацию мутаций, и что все существующие классификации очень схематичны.
/. По характеру воздействия на генотип:
Генные мутации или точечные.
Изменения хромосом или хромосомные перестройки.
3. Изменения числа наборов хромосом. //. По характеру изменения фенотипа:
Летальные.
Морфологические.
Физиологические.
Биохимические.
Поведенческие.
Мутации, выявляемые только в электрофорезе.
///. По проявлению в гетерозиготе:
Доминантные.
Рецессивные.
IV. По способу индукции:
1. Спонтанные, т.е. возникающие без видимых причин или усилий со стороны экспериментатора. Обычно спонтанными называют мутации, причина возникновения которых неизвестна.
2. Индуцированные, т.е. возникшие в результате какого-то воздействия.
V.Пo степени уклонения от нормального фенотипа:
В 1932 году Г. Меллер предложил классифицировать мутации по следующим категориям: гипоморфные, аморфные, антиморфные, неоморфные.
VI. По локализации в клетке:
1. Ядерные.
2. Цитоплазматические (мутации внеядерных генов).
VII. По возможности наследования:
Генеративные, т.е. индуцированные в половых клетках.
Соматические, индуцированные в соматических клетках
3. Генеративные и соматические мутации. Прямые и обратные мутации
Мутации могут возникать в любой клетке многоклеточного организма. Те из них, которые возникают в клетках зародышевого пути, называются генеративными. Мутации, возникающие в других клетках, называют соматическими.
Генеративная мутация может возникнуть на любом этапе развития половых клеток. Если такая мутация возникает на ранних стадиях развития клеток зародышевого пути, она размножится во многих клетках, число которых будет пропорционально числу клеточных делений после возникновения мутации. В результате эта мутация будет представлена многими копиями, которые в совокупности называют пучком мутаций. Мутации, возникшие на последних этапах развития половых клеток, в сперматозоидах и яйцеклетках, только в этих клетках и представлены.
Проявление мутантного фенотипа соматическихмутаций также сильно зависит от стадии, на которой произошла мутация. Чем раньше мутация возникает, тем больший эффект она вызывает.
Соматические и генеративные мутации различаются главным образом возможностью наследования: генеративные передаются по наследству. А у соматических мутаций два пути:если организм размножается исключительно половым путем, и клетки зародышевого пути уже на ранних этапах развития обособляются от соматических, соматические мутации не играют никакой роли в наследственности. Другое дело, если организм может размножаться бесполым путем, например, картофель. В этом случае мутации оказывают существенное влияние на потомство, размножающееся вегетативным путем..
Не исключено, что соматические мутации имеют отношение к процессам старения человеческого организма, т.к. с возрастом может происходить накопление физиологических мутаций.
Обычно мутации от состояния дикого типа к новому состоянию называют прямыми, а от мутантного к дикому – обратными. Прямые и обратные мутации возникают с разной частотой. Наличие обратных мутаций свидетельствует о том, что при прямом мутировании ген не потерян, а произошло лишь изменение гена.