Мутации. Гены

Дата: 31 Октябрь 2012 Рубрика: Наука о жизни Комментарии: Нет комментариев

Развитие генетических исследований привело к ряду важнейших открытий, доказавших правильность хромосомной теории. Эти исследования особенно интенсивно начали проводиться с 20-х годов XX в. В эти же годы начала бурно развиваться генетика в СССР. На разных объектах, и прежде всего на плодовой мушке дрозофиле, изучался процесс возникновения мутаций, т. е. наследственных изменений организмов.

Мутантными в генетике называют такие изменения признаков (окраски венчика, формы крыльев и т. д.), которые затем передаются по наследству. До этого времени считалось, что мутации случаются сравнительно редко; причины их возникновения оставались неясными.

Ученые стали искусственно вызывать мутации при помощи внешних воздействий на организм. Для этого использовались рентгеновые и ультрафиолетовые лучи и другие виды лучистой энергии. Так зародилась новая ветвь биологии — радиационная генетика. Воздействовали на организм и различными химическими веществами и т. п. В результате этих исследований было выяснено, что мутации связаны с различными изменениями в наследственном веществе, находящемся в хромосомах. Назовем важнейшие из них:

1. Мутации могут заключаться в кратном изменении числа хромосом. Это явление получило название полиплоидии. Другие, некратные изменения числа хромосом называются анеуплоидией (обычное парное число хромосом в генетике называют диплоидным). Явление полиплоидии широко используют в селекции, так, например, для пшеницы-однозернянки характерно 14 хромосом, а у твердых пшениц их 28, у мягких — 42.

2. Структурные мутации хромосом свяаны с изменением структуры отдельных хромосом. Например, от какой-нибудь хромосому отделяется ее часть и прикрепляется к другой хромосоме, часть хромосомы теряется, внутренний район хромосомы поворачивается на 180° и т. д. (рис. 3).

3. Наиболее важный класс мутаций — это мутации генов. В этом случае никаких видимых изменений ни в числе хромосом, ни в их строении не наблюдается, а изменяется молекулярная структура гена.

Мутации возникают в половых клетках. Когда же внешние (химические и физилеские) или внутриклеточные факторы вызовут изменения в хромосомах клеток тела организмов — соматических клетках, то из таких пораженных клеток разовьются измененные ткани или органы. Такие мутации называются соматическими (от греческого слова сома — тело).

Выдающийся советский генетик Н. И. Вавилов установил, что у родственных видов растений часто возникают сходные мутационные изменения, например, в таких признаках, как окраска колоса и остистость у злаков. Открытие Н. И. Вавилова получило название закона гомологических рядов. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. На основании закона гомологических рядов можно предвидеть появление тех или иных полезных изменений у культурных растений (см. ст. «Николай Иванович Вавилов»). Ученые Т. X. Морган и другие доказали не только то, что наследственные факторы — гены размещаются (локализуются) в хромосомах, но и то, что они расположены внутри хромосомы линейно. Было установлено, что гены, расположенные в одной и той же хромосоме, сцеплены между собой (рис. 4). Они могут разъединяться во время созревания половых клеток путем обмена, гомологичными участками в паре хромосом.

Путем сложных и тонких экспериментов удалось для некоторых животных и растений (мухи дрозфилы, кур, кукурузы, многих бактерий) установить порядок расположения генов в хромосомах и составить их генетические карты.

В 30-х годах был открыт новый метод исследования строения хромосом. Дело в том, что у некоторых насекомых в клетках слюнных желез (например, в слюнных железах личинок дрозофилы) были обнаружены «гигантские хромосомы», каждая в виде пучка вытянутых хромосом. Они появляются, потому что при росте клеток слюнных желез хромосомы удваиваются (так же как они удваиваются при обычном делении клеток), но ядро и клетка при этом не делятся. В световой микроскоп хорошо видны малейшие изменения в этих хромосомах при тех или иных структурных мутациях.

Интересной иллюстрацией роли хромосом в наследственности может служить наследование пола, т. е. рождение у животных и человека особей мужского или женского пола. Оказалось, что одна пара хромосом не одинакова у особей мужского и женского пола. Рисунок 5 изображает хромосомные комплексы самки и самца мухи дрозофилы. У самки одна из пар хромосом представлена двумя одинаковыми хромосомами, обозначенными на рисунке XX, а у самца соответствующая пара хромосом обозначена XY. У самца одна хромосома (X) такая же, как у самки, а хругая (Y) особая, отличающаяся даже по форме. Вспомните, что при образовании половых клеток парные хромосомы расходятся.

Отсюда следует, что у самок все лицевые клетки будут иметь одну Х-хромосому, а у самца сперматозоиды будут иметь одну Х-хромосому или одну Y-хромосому (в половине случаев). Если яйцо оплодотворено Х-хромосомой, то получится самка, а если Y-хромосомой — самец. В Х-хромосомах расположены гены, которых нет в Y-хромосомах. Если в этих генах произойдет мутация, то измененные свойства или признаки будут наследоваться зависимо от пола. Так наследуются некоторые болезни человека, например гемофилия (нарушение свертываемости крови), дальтонизм (неразличение некоторых цветов спектра) и др.

Животный и растительный мир:
Поделиться новостью:

Обязательно посмотрите и эти записи:

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

О сайте:
Наш сайт создан и развивается для публикации разнообразной информации о животных. Посетители сайта смогут узнать интересные факты из жизни животных, найти информацию об особенностях содержания и воспитания домашних любимцев.
Свежие комментарии:
  • Сергей:Плохое качество воды и как следствие заражение нитратами и нехватка кислорода.
  • Анна:Здравствуйте. подскажите пожалуйста из за чего гуппи собираются кучкой возле фильтра и практически всё время...
  • Александр:И не удивительно. Температура воды 24- 26*С. Необходим терморегулятор. Что бы вода не перегревалась в одном...
Мы ВКонтакте
Статистика

Наверх