В каких случаях проявление мутации. В каких случаях проявление мутации будет более выраженным при выпадении одной, двух или трех пар нуклеотидов
 Скачать 16.94 Kb.
|
|
В каких случаях проявление мутации будет более выраженным - при выпадении одной, двух или трех пар нуклеотидов? По характеру влияния замены оснований на структуру кодируемого геном белка выделяют три класса мутаций: missence-мутации, nonsence-мутации и samesence-мутации. Missence-мутации изменяют смысл кодона, что приводит к появлению в составе белка одной неверной аминокислоты. Это может иметь очень серьезные последствия. Например, тяжелое наследственное заболевание — серповидно-клеточная анемия, одна из форм малокровия, вызвана заменой единственной аминокислоты в составе одной из цепей гемоглобина. Nonsеnce-мутация — это появление (в результате замены одного основания) кодона-терминатора внутри гена. Если не включится система неоднозначности трансляции, процесс синтеза белка будет прерван, и ген будет способен синтезировать только фрагмент полипептида (абортивный белок). При samesence-мутации замена одного основания приводит к появлению кодона-синонима. В этом случае изменения генетического кода не происходит, и синтезируется нормальный белок. Выпадение или добавление пары комплементарных нуклеотидов может сильно нарушить работу гена, при этом нарушается смысл всех кодонов, стоящих после такой вставки или выпадения. Ведь считывание информации происходит триплетами, расположенными без знаков препинания. Выпадение или добавка одной буквы приводит к сдвигу рамки считывания. Мутация такого типа приводит к полному выключению функционирования гена. Так, для гена гемоглобина скорость замещения одного основания другим лежит в интервале μ = 2,5×10-9-5×10-9 замен в гамете за одно поколение. Чтобы представить себе, что означают эти цифры, распространим эту скорость мутаций на весь геном человека - 3×109 пар оснований. Умножив размер генома на скорость μ, мы получим, что геном за одно поколение может получить от 7 до 15 мутаций, т.е. это значит, что каждая гамета содержит такое количество изменений в ДНК по сравнению с родительской ДНК. А поскольку у каждого индивидуума клетки диплоидны и получаются при слиянии 2 гамет, то мутаций тоже в 2 раза больше. Чем отличается наследование соматических и генеративных мутаций и какова их значимость для организма? Мутации могут быть генеративными и соматическими. Первые возникают в половых клетках, вторые — в клетках тела. Их эволюционная ценность различна и связана со способом размножения. Генеративные мутации могут происходить на разных этапах развития половых клеток. Чем раньше они возникнут, тем большее количество гамет будет их нести, следовательно, увеличится шанс их передачи потомству. Аналогичная ситуация имеет место и в случае возникновения соматической мутации. Чем раньше она происходит, тем большее количество клеток будет ее нести. Особи, имеющие измененные участки тела, называются мозаиками, или химерами. Например, у дрозофилы наблюдается мозаицизм по окраске глаз: на фоне красной окраски в результате мутации возникают белые пятна (лишенные пигмента фасетки). У организмов, размножающихся только половым способом, соматические мутации не представляют никакой ценности ни для эволюции, ни для селекции, т.к. они не наследуются. У растений, которые могут размножаться вегетативно, соматические мутации могут стать материалом для отбора. Например, почковые мутации, которые дают измененные побеги. От такого спорта И.В. Мичурин, используя метод прививки, получил новый сорт яблони Антоновка 600-граммовая. Почему закон гомологических рядов имеет большое практическое значение? Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Закон гомологических рядов является руководством для селекционеров, позволяя предсказать возможные варианты признаков. Н. И. Вавилов впервые осуществил поиск редких или мутантных аллелей в природных популяциях и популяциях культурных растений. Закон гомологических рядов отражает фундаментальное явление в живой природе. Закон позволяет прогнозировать наличие сходных мутаций у родственных видов, он имеет огромное практическое значение в растениеводстве и животноводстве. На основе этого закона растениеводы и животноводы могут искать и находить нужные признаки и варианты у различных видов в почти бесконечном мировом многообразии форм как культурных растений и домашних животных, так и у их диких предков. Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова явился мощным стимулятором целенаправленной селекции, создания новых сортов культурных растений и разработки научных основ интродукции и акклиматизации. |