70.Мутационная измечивость.

71.Виды мутации

72. Геномные мутации

73. Хромосомные мутации.

74. Генные мутации

Геномные мутации – изменения числа хромосом. Они могут быть вызваны нерасхождением хромосом при мейозе, что приводит к появлению у гает нового набора хромосом. Геномные мутанты могут быть представлены гаплоидами(в два раза меньше хромосом), анеуплоидами (с лишней или недостабщей хромосомой), полиплоидами (с кратным увелечением числа хромосом)

МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ.

В предыдущих главах отмечено одно из основных свойств кариотипа, ДНК и ее участков (генов) — сохранять постоянство внешнего и внутреннего строения. Морфофункциональная ус­тойчивость генетического материала обеспечивает передачу всей совокупности наследственных признаков каждой особи последу­ющим поколениям и является основой для сохранения видовых признаков на протяжении многих сотен лет. Однако такая ста­бильность относительна. В силу действия внутренних и внешних факторов в генетическом материале возникают изменения — му­тации, определяющие мутационную изменчивость.

Мутациями называют стойкие изменения в структуре ДНК и кариотипе. Этот термин впервые предложил ботаник Гуго де Фриз для обозначения внезапно возникающих наследуемых изменений у растений. Большой вклад в развитие теории мутаций внесли отече­ственные ученые С. И. Коржинский, Н. В. Тимофеев-Ресовский, А. С. Серебровский, Н. П. Дубинин, М. Е. Лобашов и др.

Мутации у животных происходят постоянно с определенной час­тотой и скоростью. Процесс образования их получил название му­тагенеза. Мутации, возникающие в естественных условиях, называ­ют спонтанными, искусственно вызванные — индуцированными. Те и другие могут возникать как в генеративных, так и в соматических клетках. Мутации, возникающие в половых клетках, передаются в последующие поколения. Соматические мутации не наследуются. Они влияют только на признаки самого мутантного животного.

КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИЙ

Основные типы мутаций — изменения в числе или структуре хромосом — хромосомные мутации, в структуре ДНК —генные (точковые) мутации.

Хромосомные и генные мутации, как правило, вызывают у животных нарушения жизнеспособности, плодовитости, сниже­ние устойчивости к болезням, продуктивности и другие вредные последствия. Это связано с тем, что они приводят к нарушению процессов деления клеток, нормального распределения хромосом между ними, изменяют ход синтеза белков, ферментов и т. д.

ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ

Изменения кариотипа могут быть количественными, струк­турными и одновременно теми и другими. Рассмотрим отдель­ные формы изменения хромосом (см. схему).

Числовые мутации кариотипа. Эта группа мутаций связана с изменением числа хромосом в кариотипе. Количественные изме­нения в хромосомном составе клеток называют геномными мута­циями. Они подразделяются на гетерогаюидию, анеуплоидию, полиплоидию.

Гетероплоидия обозначает общее изменение числа хромосом по отношению к диплоидному полному набору.

Об анеуплоидии говорят в тех случаях, когда число хромосом в клетке увеличено на одну (трисомия) или более (полисемия) или уменьшено на одну (моносомия). Употребляют также термины «гиперплоидия» и «гипоплоидия». Первый из них означает уве­личенное число хромосом в клетке, а второй — уменьшенное.

Полиплоидией называют увеличение числа полных хромосом­ных наборов в четное или нечетное число раз. Полиплоидные клетки могут быть тригогоидньщи, тетраплоидными, пентаплоид-ными, гексаплоидными и т. д.

Структурные мутации хромосом. Эта группа мутаций связана с изменением формы, размеров хромосом, порядка расположения генов (изменение групп сцепления), утратой или добавкой от­дельных фрагментов и т. д. Изменения структуры одной или нескольких хромосом называют хромосомными мутация­ми. Установлено несколько типов структурных мутаций хромо­сом.

Транслокации — перемещения отдельных фрагментов хромосом из одного участка в другой, обмены фрагментами между разными хромосомами, слияния хромосом. При взаимных обменах фраг­ментами между гомологичными или негомологичными хромосо­мами возникают транслокации, называемые реципрокными. Если целое плечо одной хромосомы присоединяется к концам другой хромосомы, такой тип транслокаций называют тандемным. Слия­ние двух акроцентрических хромосом в области центромер фор­мирует транслокацию робертсоновского типа и образование мета-и субметацентрических хромосом. При этом обнаруживается эли­минация блоков прицентромерного гетерохроматина.

Инверсии — внутрихромосомные аберрации, при которых фрагменты хромосом разворачиваются на 180°. Различают пери-и парацентрические инверсии. Если перевернутый фрагмент со­держит центромеру, инверсия называется перицентрической.

Делеции — потеря срединного фрагмента хромосомы, в резуль­тате ^чего она укорачивается.

Нехватки — потеря концевого фрагмента хромосомы.

Дупликация — удвоение фрагмента одной хромосомы (интра-хромосомные дупликации) или разных хромосом- (интерхромо­сомные дупликации).

Кольцевые хромосомы формируются при наличии двух конце­вых разрывов (нехваток).

Изохромосомы возникают, если в противоположность нормально-. му делению хроматид в длину происходит горизонтальное (попере­чное) деление хромосомы в центромере с последующим слиянием гомолргичных плеч в новую хромосому — изохромосому. Ее про­ксимальные и дистальные участки идентичны по строению и составу генов. В зависимости от того, сколько хроматид изменено (одна или две), структурные аномалии подразделяются на хромосомные и хро-матидные. На рисунке 34 приведены схемы образования различных типов структурных изменений хромосом или аберраций.

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

По характеру действия генные мутации могут быть доминант­ными или рецессивными. Чаще мутантный ген обладает рецессив­ным эффектом. Нормальный аллель подавляет при этом дейст­вие измененного гена. По характеру влияния мутантных генов на контроль биосинтеза белков и ферментов выделяют пять типов мутаций: гипоморфные, гиперморфные, антиморфные, неоморф-ные и аморфные.

Если ген мутирует в рецессивное состояние, то для мутантно-го аллеля чаще всего характерно уменьшение количества того же самого биохимического продукта, синтез которого определяется исходным доминантным аллелем данного гена. Такие мутации называют гжоморфными. При гиперморфных генных мутациях в отличие от гипоморфных количество биохимического продукта, синтезируемого под контролем данного гена, не уменьшается, а увеличивается. К антиморфным генным мутациям относятся му­тации, при которых мутантный аллель вызывает образование продукта, тормозящего синтез или действие продукта исходного аллеля этого гена. Неоморфные генные мутации характеризуются тем, что мутантный аллель определяет синтез в организме биохи­мического продукта, отличающегося от продукта, специфичного для исходного немутантного аллеля и не взаимодействующего с этим продуктом. Иногда в организме в результате данной мута­ции перестает вырабатываться продукт, характерный для данного гена, т. е. ген полностью инактивируется. Такая мутация называ­ется аморфной.

Генные мутации могут представлять дефекты репликации, спирализации, репарации ДНК, посттрансляционные нарушения синтеза структурных белков и т. д.