Типы мутаций

Любое изменение наследственного материала организма называется мутацией. Мутациями могут быть либо изменения в кодирующей последовательности генов, либо в способе организации генетической информации (гл. 8). Основные типы мутаций перечислены ниже.

1) Точечные (точковые) мутации. Точечные мутации затрагивают только один или несколько нуклеотидов и могут быть вызваны химическими или физическими повреждениями ДНК.

Мутагены, например ионизирующая радиация, различного рода химические вещества, ультрафиолетовые лучи, как правило, вызывают точечные мутации, которые у человека и животных часто приводят к раковым заболеваниям. Точечные мутации с небольшой частотой могут возникать и в результате ошибочного спаривания оснований во время репликации ДНК.

2) Делеции. Небольшие фрагменты хромосом могут быть утрачены, например при рентгеновском облучении, что обычно приводит к изменению признаков организма. В природе многие делеции происходят в результате кроссинговера между сестринскими хроматидами.

3) Эффект положения. Гены не всегда занимают фиксированное положение на хромосоме, но могут перемещаться. У бактерий маленькие кольцеобразные молекулы ДНК, независимые от основной хромосомы — так называемые плазмиды, — могут включаться в хромосому и реплицироваться вместе с ней. (Последствия этого процесса для эволюции бактерий и вирусов обсуждаются в гл. 11 и 12, а значение для генной инженерии — в гл. 30.) Как у бактерий, так и у эукариот гены могут перемещаться в виде небольших подвижных фрагментов хромосом (транспозонов). В любом случае изменение положения включенных в транспозоны генов может нарушить экспрессию соседних и привести к эффекту, который мы определим как мутацию. Близость гена к гетерохроматиновому участку или другим участкам, контролирующим экспрессию гена, таким же образом может быть причиной мутации.

4) Инверсии и транслокации. В ходе эволюции отдельных групп организмов фрагменты хромосомы могут вычлениться и снова встроиться в хромосому, но в перевернутом положении, и тогда последовательность генов окажется обратной. Такое изменение последовательности генов называется инверсией. Для определенных групп растений характерны перестройки и другого порядка, когда фрагмент одной хромосомы прикрепляется к другой. Такое изменение называется транслокацией; транслокации часто бывают реципрокными. В случае инверсий и транслокаций гены, находящиеся на перемещенном участке, в новом окружении могут проявляться иначе, что приводит к мутации. При этом меняется и потенциальный ход расщепления, с важными последствиями для растения.

5) Изменения в числе хромосом. Эффект, подобный мутации, может быть связан и с изменением числа хромосом, что происходит спонтанно и довольно часто, но такие мутации обычно сразу же элиминируются. При некоторых обстоятельствах могут прибавляться или утрачиваться целые хромосомы, а иногда — прибавляться и целый набор хромосом (так называемое явление полиплоидии). Эволюционное значение полиплоидии будет обсуждаться в гл. 28. Во всех подобных случаях могут наблюдаться фенотипические изменения.

_{П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна}

AOF | 22.11.2020 18:07:34