Hva er mutagenese? Naturlig og kunstig mutagenese

Mennesker helt fra begynnelsen av deres eksistensde er engasjert i kunnskapen om seg selv og verden rundt seg. Og ofte fører forskningsaktivitet til at mennesker bevisst blander seg inn i de vanlige prosessene, og derved forstyrrer hendelsesforløpet og introduserer åpenbare endringer som ikke bare påvirker naturen rundt, men også på personen.

definisjon

Mutagenese er en prosess med endringer i strukturen til DNA, noe som resulterer i en mutasjon av kroppen.

To typer mutagenese skilles: kunstig (indusert) og naturlig (spontan).

Oppdagelseshistorie

I 1899 var den russiske forskeren KorzhinskyEn vitenskapelig forklaring av mutagenese gis. I 1900 fortsatte genetikeren Frieze å studere fenomenet, og det var denne forskeren som ga den nåværende definisjonen av mutagenese.

Disse to forskerne utledet følgende bestemmelser i teorien hans:

1. Alle mutasjonsprosesser er plutselig, som periodiske endringer i egenskaper.
2. De nye former som er oppnådd er stabile.
3. Mutasjoner “bygger” ikke påfølgende serier, akkumuleres ikke i nærheten av den midterste typen. Dette skiller mutasjonsendringer betydelig fra arvelige.
4. Lignende mutasjoner kan forekomme med jevne mellomrom.
5. Avhengig av antall studerte individer, øker sannsynligheten for å oppdage en mutasjon.
6. Mutasjoner er både skadelige og gunstige.

Hvorfor mutasjoner vises

Oftest forekommer mutagenese når det gjøres feil under dobling og restaurering av DNA-kjeder, når det er et brudd i divergensen av kromosomer til polene under meiose.

Generelt er det en konstant i hver cellerestaurering av ødelagte DNA-tråder. Imidlertid, hvis DNA-integriteten ikke blir gjenopprettet, vil alle feil i den genetiske koden akkumuleres, noe som til slutt vil føre til en mutasjonsprosess.

Spontan mutagenese

Det forekommer under naturlige utviklingsbetingelser, når ingen mutagener virker utenfra.

Hva kan være årsakene til utseendet til en slik art:

• Eksogen (eller ekstern): stråling, ekstremt lave eller høye temperaturer.
• Endogen (eller intern). Disse inkluderer metabolitter som plutselig dannes i kroppen, som vekker dannelse av mutasjonsprosesser.

Så for eksempel i områder med arktisk kuldevegetasjon har en polyploid form. Dette avhenger av det faktum at i vekstsesongen ved unormalt lave temperaturer dannes et antall genomiske mutasjoner i planter.

I lang tid trodde forskere på detfaktorer ved naturlig mutagenese er kosmiske bølger og naturlig stråling. I løpet av studiene ble det imidlertid funnet at bare en liten brøkdel av spontan mutagenese dannes under påvirkning av stråling.

Det er fastslått at årsaken er lokale små avvik fra den termiske bevegelsen til partikler.

indusert

Kunstig mutagenese er prosessen med å lage kunstige mutasjoner for å produsere nødvendig materiale.

For eksempel i forskningsanlegg bruker forskeremutagene faktorer som transformerer den opprinnelige genotypen. I løpet av dette oppnås modifiserte plantearter med nye egenskaper og former som ikke er til stede i deres opprinnelige arter.

Derfor kan vi si at indusert mutagenese i avl spiller en viktig rolle i å skaffe nye varianter.

Spontan type mutagenese

Mekanismen ser ut som et brudd på et fragmentDNA. Hvis det ble utført med feil, er dannelsen av en mutasjon uunngåelig. Hvis overtredelsen skjedde i en uviktig del av DNA, eller omvendt, i et betydelig fragment, vil mutasjonen vises, men vil ikke vises en gang og mer.

Mutagener: fysisk og kjemisk

Mutagener er fenomener som forårsaker mutasjonsendringer i kroppen. Etter sin opprinnelse er de alle inndelt i fysisk og kjemisk.

Fysiske mutagener inkluderer:

1. Ioniserende stråling.
2. Temperatur.
3. Luftfuktighet.

Metodene for eksponering er som følger:

• Ødeleggelse av den integrerte strukturen til kromosomer og gener.
• Frigjøring av frie radikaler som begynner å samhandle med DNA.
• Brudd på integriteten til kromatinspindeltrådene.
• Fremveksten av dimerer - dannelse av enkeltkomplekser av pyrimidinbaser i en DNA-kjede.

Kjemiske mutagener er som følger:

1. Kjemikalier av organisk og uorganisk natur.
2. Stoffer av syntetisk art som ikke er funnet i naturen før.
3. Naturlige stoffer etter fabrikkbehandling, for eksempel kull og olje.
4. Noen medisiner, medisiner, noen typer antibiotika.

Mekanismen til kjemiske mutagener er som følger:

• Alkylering av nukleotid-DNA-komplekser.
• Substituering av nitrogenholdige baser med baser av lignende art.
• Bremser syntese av nukleinsyreforløpere.

Er mutagenese nyttig?

Så vi kan si med tillit at mutagenese er et fenomen som kan påvirke kroppens tilstand.

Hvis mutagen berører et "mindre" fragmentDNA, da vil faktisk kroppen ikke gjennomgå noen endringer. Mutasjoner vil eksistere i "minnet" av DNA og bli arvet, og over tid kan de forsvinne helt.

Men hvis mutagenesefaktorer påvirkes betydeligDNA-fragment, som et resultat av at standard aminosyresekvens blir forstyrret, vil dette føre til irreversible forandringer i kroppen. Og hvis mutasjonen oppdages hos de aller fleste individer av en viss art, vil dette i fremtiden føre til betydelige endringer i karakteristiske trekk ved arten.

Siden mutagenese er et brudd på den normale integriteten til DNA, kan mutasjoner skade kroppen.

De aller fleste mutasjoner kan redusere den vitale aktiviteten til organismer og provosere utseendet til alvorlige sykdommer.

De effektene av mutagenese som dannes isomatiske celler overføres ikke med arvestoffet til neste generasjon. Men som et resultat av mitotisk inndeling, når nye celler som danner vevet dukker opp, kan det dannes tumorforseglinger.

Mutasjoner som påvirker kjønnsceller kan videreføres til neste generasjon.

Конкретный пример:en mutasjon som fører til utseendet av forkortede vinger i en av representantene for insektet, vil deretter manifestere seg i resten av arten, og hvis disse insektene lever i et rolig område, vil det være vanskelig for dem å bevege seg. I dette tilfellet vil vi snakke om en ervervet sykdom eller til og med stygghet.

Men hvis sterk vind begynner å blåse i et slikt område, så vil det første utseendet på insekter med lange vinger ulempe, og kortsvingede, tvert imot, vil ha fordeler.

Dermed kan vi si at mutasjoner kan gi opphav til en ny art av organismer ved å endre den genomiske strukturen til en eksisterende art.