Što je mutageneza? Prirodna i umjetna mutageneza

Ljudi od samih početaka svog postojanjabave se znanjem o sebi i svijetu oko sebe. A često istraživačka aktivnost dovodi do činjenice da se ljudi namjerno miješaju u uobičajene procese, remeteći tijek događaja i uvodeći očite promjene koje se odražavaju ne samo u okolnoj prirodi, već i na ljudima.

definicija

Mutageneza je proces promjena u strukturi DNA, uslijed čega dolazi do mutacije organizma.

Postoje dvije vrste mutageneze: umjetna (inducirana) i prirodna (spontana).

Povijest otkrića

1899. ruski znanstvenik Koržinski bio jepruža se znanstveno objašnjenje mutageneze. 1900. genetičar Freese nastavio je proučavati fenomen i upravo je taj znanstvenik dao trenutnu definiciju mutageneze.

Ova su dva znanstvenika izvela sljedeće odredbe njegove teorije:

1. Svi su procesi mutacije nagli, poput povremenih promjena svojstava.
2. Novoprimljeni oblici su stabilni.
3. Mutacije ne "grade" uzastopne redove, ne nakupljaju se u blizini srednjeg tipa. To značajno razlikuje mutacijske promjene od nasljednih.
4. Slične mutacije mogu se pojaviti povremeno.
5. Ovisno o broju ispitanih pojedinaca, vjerojatnost otkrivanja mutacije raste.
6. Mutacije su i štetne i korisne.

Zašto se pojavljuju mutacije

Najčešće se mutageneza događa kada se naprave pogreške pri udvostručavanju i obnavljanju DNA lanaca, kada dođe do kršenja divergencije kromosoma na polovima tijekom mejoze.

Općenito, u svakoj ćeliji postoji konstantaobnavljanje oštećenih DNA lanaca. Međutim, ako se ne dogodi vraćanje integriteta DNA, tada će se nakupiti sve pogreške u genetskom kodu, što će u konačnici dovesti do mutacijskog procesa.

Spontana mutageneza

Nastaje u prirodnim uvjetima razvoja, kada nijedan mutagen ne djeluje izvana.

Koji bi mogli biti razlozi za pojavu ove vrste:

• Egzogeni (ili vanjski): zračenje, ekstremno niske ili visoke temperature.
• Endogeni (ili unutarnji). Tu spadaju metaboliti koji se iznenada stvaraju u tijelu, a koji pobuđuju stvaranje mutacijskih procesa.

Tako, na primjer, u zonama arktičke hladnoćevegetacija ima poliploidni oblik. To ovisi o činjenici da se tijekom vegetacije na nenormalno niskim temperaturama u biljkama stvaraju brojne genomske mutacije.

Dugo su vremena znanstvenici vjerovali u toČimbenici prirodne mutageneze su kozmički valovi i prirodno zračenje. Međutim, tijekom provedenih studija utvrđeno je da se samo mali udio spontane mutageneze stvara pod utjecajem zračenja.

Utvrđeno je da su uzrok lokalna mala odstupanja u toplinskom gibanju čestica.

Inducirano

Umjetna mutageneza je postupak stvaranja umjetnih mutacija za dobivanje potrebnog materijala.

Primjerice, u uzgoju biljaka znanstvenici koristemutageni čimbenici koji transformiraju izvorni genotip. Tijekom toga dobivaju se modificirane biljne vrste s novim likovima i oblicima koji nisu prisutni u izvornim vrstama.

Stoga možemo reći da inducirana mutageneza u uzgoju igra važnu ulogu u dobivanju novih sorti.

Metode spontane mutageneze

Njegov mehanizam izgleda poput kršenja fragmenataDNA. Ako je izvedeno s pogreškama, tada je stvaranje mutacije neizbježno. Ako se kršenje dogodilo u nevažnom komadu DNA, ili obrnuto, u značajnom fragmentu, tada će se pojaviti mutacija, ali neće se pojaviti jednom i opet.

Mutageni: fizikalni i kemijski

Mutageni su pojave koje uzrokuju mutacijske promjene u tijelu. Po prirodi svog podrijetla svi su podijeljeni na fizikalne i kemijske.

Fizički mutageni uključuju:

1. Ionizirana radiacija.
2. Temperatura.
3. Vlažnost.

Metode njihovog utjecaja su sljedeće:

• Uništavanje integralne strukture kromosoma i gena.
• Oslobađanje slobodnih radikala koji počinju komunicirati s DNA.
• Kršenje integriteta niti podjele vretena kromatina.
• Pojava dimera - tvorbe pojedinačnih kompleksa pirimidinskih baza jednog lanca DNA.

Kemijski mutageni su sljedeći:

1. Kemikalije organske i anorganske prirode.
2. Tvari sintetičke prirode koje ranije nisu pronađene u prirodi.
3. Prirodne tvari iz tvorničke prerade, poput ugljena i nafte.
4. Neki lijekovi, opojne tvari, neke vrste antibiotika.

Mehanizam kemijskih mutagena je sljedeći:

• Alkilacija DNA nukleotidnih kompleksa.
• Zamjena dušičnih baza za baze slične prirode.
• Usporavanje sinteze prekursora nukleinske kiseline.

Postoji li korist od mutageneze?

Dakle, možemo sa sigurnošću reći da je mutageneza fenomen koji može utjecati na stanje tijela.

Ako mutagen utječe na "manji" fragmentDNA, zapravo, tijelo neće pretrpjeti nikakve promjene. Mutacije će postojati u "sjećanju" DNK i nasljeđivati ​​se, a s vremenom mogu i potpuno nestati.

Ali ako čimbenici mutageneze utječu na značajanfragment DNK, uslijed čega će se poremetiti standardni aminokiselinski slijed, što će dovesti do nepovratnih promjena u tijelu. A ako se mutacija otkrije u ogromne većine jedinki određene vrste, to će u budućnosti dovesti do značajnih promjena u karakterističnim značajkama vrste.

Budući da je mutageneza kršenje normalnog integriteta DNA, mutacije mogu naštetiti tijelu.

Ogroman broj mutacija može smanjiti vitalnu aktivnost organizama i izazvati pojavu ozbiljnih bolesti.

Posljedice mutageneze koje nastaju usomatske stanice se genetskim materijalom ne prenose na sljedeću generaciju. Ali kao rezultat mitotske diobe, kada se pojave nove stanice koje tvore tkivo, mogu se stvoriti tumorske brtve.

Mutacije koje utječu na spolne stanice mogu se prenijeti na sljedeću generaciju.

Konkretni primjer:mutacija koja dovodi do pojave skraćenih krila u jednog od predstavnika insekata naknadno će se manifestirati u ostatku njegove vrste, a ako ti insekti žive u području bez vjetra, tada će im biti teško kretati se. U ovom ćemo slučaju govoriti o stečenoj bolesti ili čak deformaciji.

Ali ako na takvom području počnu puhati jaki vjetrovi, tada će početna pojava insekata s dugim krilima pretrpjeti neugodnosti, a kratkokrili će, naprotiv, imati prednosti.

Stoga se može reći da mutacije mogu stvoriti novu vrstu organizama mijenjajući genomsku strukturu postojeće vrste.