Мутация как биологическое явление
В ходе освоения и изучения природы человек не раз сталкивался с появлением среди обычных организмов проявлений необычных качеств, которые затем могли передаваться по наследству. Это явление получило название мутация.
Мутация – это явление устойчивого изменения генетического аппарата, которое возникает внезапно и приводит к изменению тех или иных наследственных черт организма.
Основоположником учения о мутациях считается голландский ученый Г. де Фриз, который наблюдал эти явления у садовых растений. Он же и предложил данный термин. Мутации могут возникать в любой период жизни организма, затрагивая как соматические клетки , так и половые. Мутация, возникшая в половых клетках, обязательно наследуется. Г. де Фриз высказал такие положения:
- мутации возникают внезапно;
- мутационные изменения устойчивы и могут передаваться по наследству;
- мутации не направлены, не носят приспособительный характер, то есть они могут быть полезными, вредными и нейтральными для организма;
- одни и те же мутации могут возникать неоднократно;
- мутации это универсальные свойством всех живых организмов.
Типология мутаций
Мутации могут возникать в любых клетках организма, приводить к различным изменениям в генетическом аппарате и в фенотипе. Как уже упоминалось выше, мутации делятся на соматические и генеративные.
Соматические мутации происходят в неполовых (соматических) клетках организма. Они могут передаваться по наследству только при условии неполового или вегетативного размножения.
Генеративные мутации возникают в половых клетках (гаметах) и наследуются в ходе полового размножения. По оказываемому влиянию на организм мутации также подразделяют на несколько разновидностей. Летальные мутации приводят к гибели организма. Сублетальные – способствуют снижению жизнеспособности организма и тоже могут привести к гибели носителей нового признака. Нейтральные мутации при данных условиях среды не оказывают никакого влияния на жизнеспособность организма.
Полезные мутации приводят к появлению признаков, которые могут в данных условиях дать организму преимущества в выживании. Но вероятность появления полезных мутаций незначительна. Ведь мутационный процесс происходит ненаправленно, хаотично.
Виды генеративных мутаций
По степени изменения наследственного аппарата мутации подразделяются на несколько разновидностей.
Генные мутации – это такие мутационные процессы, которые приводят к изменению структуры ДНК в участке, который соответствует определенному гену.
Такие мутации еще называют точечными. Может произойти замена одного азотистого основания на другое, что повлечет к замене аминокислот при синтезе белка.
Хромосомные мутации (хромосомные перестройки) это такие процессы, в результате которых происходят изменения в строении хромосом.
Их еще называют перестройками или аберрациями. Ученые выделяют аберрации различных типов: нехватка (хромосома теряет концевой участок), деление (потеря участка в средней части хромосомы), дупликация (повторение участка несколько раз), инверсия (участок хромосомы «переставляется» на $180°$), транслокация (обмен участками между негомологическими хромосомами) и фрагментация (распад хромосом на части) хромосом.
Геномные мутации приводят к изменению набора хромосом.
Они происходят, когда в процессе деления клеток хромосомы не разойдутся к полюсам, а останутся в том же ядре. Явление кратного увеличения набора хромосом называется полиплоидией.
Причины мутаций
Долгое время причины мутаций оставались загадкой для ученых. Только в $1927$ году сотрудник Т. Х. Моргана – Г. Меллер показал, что их можно вызывать искусственно. Он получал мутации у дрозофил, действуя на них рентгеновскими лучами.
В дальнейшем учеными были установлены факторы, которые способствуют возникновению мутаций. Эти факторы называются мутагенными. Мутагенные факторы условно делятся на физические (температура, ионизирующее излучение), химические (химические вещества), биологические (вирусы).
