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:

1. Генные мутации или точечные.

2. Изменения хромосом или
хромосомные перестройки.

3. Изменения числа наборов хромосом.
//. По характеру изменения фенотипа:

1. Летальные.

2. Морфологические.

3. Физиологические.

4. Биохимические.

5. Поведенческие.

6. Мутации, выявляемые только в электрофорезе.

///. По проявлению в гетерозиготе:

1. Доминантные.

2. 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:

1. Генеративные, т.е. индуцированные в половых клетках.

2. 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 соматических мутаций 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.

4. Множественные аллели

Таблица - Реакция агглютинации эритроцитов между различными группами крови

Условные мутации

В ряде случаев мутантный фенотип возникшей мутации становится видимым только при выполнении определенных условий. Этими условиями могут быть изменения температуры или условий существования.

Температурно-чувствительные мутации. Мутанты этого типа живут и развиваются нормально при одной (пермиссивной) температуре и проявляют отклонения при другой (рестриктивной). Например, мутация shi у дрозофилы. При 25° С мутанты не проявляют каких-либо отклонений, при 29° С – у них наступает полный паралич. Полагают, что в результате мутации происходит замена аминокислоты в молекуле белка, однако при одной температуре влияние этой мутации на конформацию молекулы не сказывается. При другой температуре конформация меняется, и тут оказывается, что в белке произошло нарушение структуры. Выделяют холодо-чувствительные (18°С) ts (temperature sensitive) мутации и теплочувствительные (29°С) ts-мутации. При этом температура, при которой сохраняется нормальный фенотип, составляет 25°С.

Мутации, чувствительные к стрессу. В данном случае мутанты развиваются нормально, если их не подвергнуть каким-либо стрессирующим воздействиям. Так, мутанты sesB (stress-sensitive) у дрозофилы не проявляют каких-либо отклонений. Если резко встряхнуть пробирку, у мух начинаются судороги и они неспособны двигаться.

Ауксотрофные мутации.Обычно бактерий высевают на чашки Петри, содержащие полную среду, в состав которой входят все необходимые питательные вещества, нужные для роста. Есть еще минимальная среда, состоящая из агара, воды, сахара и солей. Нормальные бактерии способны сами синтезировать необходимые им сложные органические соединения (витамины, аминокислоты, нуклеотиды) и могут жить на минимальной среде, а мутантные – не могут. Таких мутантов называют ауксотрофными.

Литература

1. Айала, Ф. Современная генетика / Ф. Айала, Дж. Кайгер. – М.: Мир, 1987. – Т.1. – 295 с; Т.2. – 368 с; Т.3.

2. Бокуть, С. Б. Молекулярная биология: молекулярные механизмы хранениия, воспроизведения и реализации генетической информации / С. Б. Бокуть, Н. В. Герасимович, А. А. Милютин. – Мн.:Высш. шк., 2005.

3. Жимулев, И. Ф. Общая и молекулярная генетика / И. Ф. Жимулев. – Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 2002.

4. Жученко, А. А. Генетика / А. А Жученко, Ю. Л. Гужов,
В. А. Пухальский. – М.: Колос, 2004.