Мутация

Мутация представляет собой изменение генотипа, она является стойким и происходящим под влиянием внутренней или внешней среды. Данный процесс образование мутаций называется мутагенезом.

Причины возникновения мутаций

Мутации бывают индуцированными и спонтанными. Последние возникают случайно на протяжении жизни, для них характерна определенная частота возникновений. Индуцированные мутации получаются из-за воздействия различных факторов, к примеру, неблагоприятных условий окружающей среды.

Генетическая рекомбинация (обмен генетическим материалом), нарушения репарации ДНК (способности восстановления разрывов), репликация ДНК (синтез дочерней молекулы) – это основные процессы, которые приводят к возникновению мутагенных процессов. Они проявляются постоянно в результате процессов, которые происходят в клетках.

Мутагены

Факторы, которые могут значительно увеличить частоту мутаций называются мутагенами. Среди них:

  • биологические мутагены, к примеру, ретротранспозоны, ретровирусы;
  • физические мутагены, на пример, высокая температура, ультрафиолетовое излучение, ионизирующее излучение;
  • химические мутагены – различные химические вещества.

Существует множество различных мутаций, наиболее популярная выделяет следующие виды: генные, геномные и хромосомные. Все они отличаются уровнем, на котором происходит мутация, особенностями и т.д.

Последствия мутаций

Мутации, приводящие к ухудшению деятельность клетки, нередко приводят к ее уничтожению (в частности, к апоптозу – программируемой смерти клетки многоклеточного организма). В том случае, если защитные функции организма не смогут узнать мутацию, клетка пройдет деление, а мутантный ген будет передан всем другим клеткам, которые начнут иначе функционировать. Мутация соматической клетки нередко приводит к доброкачественным или злокачественным опухолям, наличие мутантных генов в половой клетке – к полному изменению свойств потомка организма.

Стабильные условия существования позволяют особи обладать оптимальным или близким к оптимальному генотипом, мутации же вызывают изменение функций организма и даже способны приводить к летальному исходу. Но в крайне редких случаях мутагенные процессы могут приводить и к образованию полезных качеств у живого организма. Такие мутации получили название адаптационных, так как благодаря им организм может лучше адаптироваться в окружающей среде.

Роль в эволюции

Изменение условий существования могут привести к тому, что вредные для организма мутации могут оказаться полезными. То есть мутацию можно назвать основой естественного отбора. Интересный пример был замечен учеными среди бабочек. В популяции бабочек, которые изначально были светлого цвета, начали появляться мутанты-меланисты – то есть особи, которые были окрашены в темный цвет. Светлая окраска помогала бабочкам маскироваться на ветках деревьев, которые были покрыты светлым лишайников. По мере того как происходила индустриализация, лишайник стал пропадать с деревьев, и на этот раз уже мутантная темная окраска помогала бабочкам маскироваться.

Проблема случайности

В середине прошлого века микробиологи считали, что причиной мутации является воздействие фактора среды, антибиотика, к примеру, к которому они могут адаптироваться. Для проверки данной гипотезы ученые разработали несколько тестов. Один из них заключается в следующем. Небольшие порции бактерий добавляют в пробирки с жидкостью, а после того, как пройдет несколько циклов деления, добавляют антибиотик. Затем производят высевание выживших после антибиотиков бактерий. В разных пробирках число выживших бактерий оказалось разным, а где-то вообще нулевыми. Это означает, что мутации абсолютно случайны.

Автор-составитель: Александр Кузнецов - врач, медицинский журналист Специализация: кардиология, гастроэнтерология
Комментарии
Оцените статью: