Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 4. Генетична мінливість. Мутації. Генетична інженерія.




Основні типи мінливості:

1. спадкова – обумовлюється змінами, які відбуваються в структурах матеріальних носіїв спадковості – генах або хромосомах. Зміни успадковуються, характеризують мутантні властивості фенотипового прояву.

2. неспадкова (модифікаційна) – обумовлюється реакцією генотипів організмів на умови зовнішнього середовища.

3. комбінаційна – виникає внаслідок пере комбінації неалельних генів. Є результатом незалежного вільного розподілу хромосом в процесі редукційного поділу клітини, кросинговеру, який змінює співвідношення між домінантними і рецесивними неалельними генами в межах кожної хромосоми, а також внаслідок генетичної трансформації, трансдукції, сексдукції.

Норма реакції – це зміна ознак чи властивостей організму, що виникає під впливом умов зовнішнього середовища і не передається нащадкам. Механізм виникнення модифікацій – геномодуляція (зміна функцій генів).

Основні тези мутаційної теорії Г. де Фріза:

1. мутація виникає раптово, без всяких перехідних форм;

2. нові форми, що виникли внаслідок мутацій, є досить стійкі;

3. в протилежність не спадковим змінам мутації не утворюють безперервних рядів, не групуються навкруги середнього типу;

4. мутації проявляються по-різному і можуть бути як корисними, так і шкідливими;

5. вірогідність виявлення мутацій залежить від кількості досліджених особин;

6. одні і ті ж мутації можуть виникати багаторазово.

Основні відмінності мутацій і модифікацій.

Особливості мутацій Особливості модифікацій
1. Невизначеність Визначеність
2. Вираженість змін не залежить від сили і тривалості дії фактора, що викликає мутації Ступінь змін фенотипу прямо пропорційний силі і тривалості впливу провокуючого фактора
3. Не мають безпосереднього адаптаційного значення. Інколи можуть бути корисними, але лише випадково У переважній більшості мають адаптивне значення в межах норми реакції. Виключенням з цього правила є переважна більшість морфозів.
4. Константні (не зникають протягом життя особин) Не стійкі. Як правило, зникають протягом життя особини. Виключення – тривалі модифікації.
5. Успадковуються Не успадковуються

 

Класифікація мутацій.

1. Залежно від способу виникнення мутацій:

а/ спонтанні, що постійно виникають у природі без очевидних причин і з певною частотою;

б/ індуковані мутації, що виникають у відповідь на дію різноманітних факторів середовища.

2. За виявом у гетерозиготи:

а/ домінантні мутації;

б/ рецесивні мутації.

3. За відношенням до норми або так званого дикого типу:

а/ прямі мутації, за яких гени дикого типу перетворюються в алель ні форми;

б/ суп ресорні і зворотні мутації, за яких відновлюється дикий фенотип.

4. За локалізації в еукаріотній клітині:

а/ ядерні, якщо мутації відбуваються в ДНК ядра;

б/ цитоплазматичні, якщо мутації відбуваються в ДНК цитоплазми.

5. В залежності від типу клітин, в яких виникають мутації:

а/ генеративні – виникають у статевих клітинах та їх попередниках;

б/ соматичні – виникають у соматичних клітинах і розповсюджуються за їх мітотичного поділу.

6. За фенотиповим виявом:

а/ морфологічні – мутації, що проявляються тими чи іншими змінами будови клітин та організмів, структури колоній прокаріотів тощо;

б/ фізіологічні – супроводжуються порушенням фізіологічних функцій;

в/ біохімічні – мутації, для яких встановлена суть основних порушень обміну речовин, в першу чергу на рівні білкових молекул.

7. За впливом на адаптивну здатність клітин і організмів:

а/ корисні мутації – за фенотиповим проявом імітують адаптивні модифікації і тому сприяють збереженню виду за даних умов;

б/ нейтральні мутації – не впливають на життєздатність клітин і організмів;

в/ субвітальні мутації – знижують життєвість генотипів на 10-50%;

г/ напівлегальні мутації – знижують життєвість генотипів на 50-90%;

д/ летальні мутації – призводять до загибелі 100% генотипів, що мають таку мутацію;

є/ умовно-летальні мутації – проявляються лише за певних умов.

8. Залежно від змін генотипу:

а/ генні або точкові мутації – зміни структури ДНК у межах гена.

Мутація, що виникає в разі заміни в молекулі ДНК пуринової основи на пуринову, або піримідинової на піримідинову, називається транзицією (А↔Г, Т↔Ц). Мутація внаслідок заміни пуринової азотистої основи на піримідинову, і навпаки, називається трансверсією (А↔Т, Г↔Ц, А↔Ц, Г↔Т). До точкових мутацій також відносять вставки (інсерції) одного або декількох зайвих нуклеотидів, випадіння (делеції) одного або декількох нуклеотидів, перестановки сусідніх нуклеотидів. Заміни одного нуклеотида на інший в триплеті можна поділити на нейтральні (смислове значення кодону не змінюється в зв’язку з виродженістю генетичного коду), місенс- мутації (призводять до зміни змісту відповідного триплету (кодону)) та нонсенс-мутації (спричиняють припинення процесу біосинтезу білка).

б/ хромосомні мутації (хромосомні перебудови, аберації) – порушення структури хромосом.

Хромосомні мутації поділяються на внутрішньохромосомні та міжхромосомні: 1) делеції або нестачі певної ділянки хромосоми, 2) дуплікації (одна із ділянок хромосоми представлена у вигляді двох або значно більшої кількості копій); 3) інверсії (в одній із ділянок хромосоми гени розташовані в зворотній послідовності); 4) інсерції (фрагменти хромосомної нитки з одного місця переносяться в інше місце тієї ж або іншої хромосоми, зберігаючи вихідний порядок розміщення генів в межах фрагменту); різновидом інсерцій є транспозиції; 5) транслокації (реципроктні (взаємні) обміни між негомологічними хромосомами).

 

в/ геномні мутації – випадкові зміни кількості окремих хромосом або кількості хромосомних наборів. До таких мутацій відносять: 1) центричне злиття (дві негомологічні хромосоми зливаються в одну); 2) центричний поділ (одна хромосома поділяється на дві, при цьому обов’язково виникає одна нова центромера); 3) аутополіплоїдія (збільшення в клітині кількості хромосом, кратне гаплоїдному наборові); 4) алополіплоїдія (у випадку, коли між собою спонтанно схрещуються особини, які належать до різних таксономічних видів спорідненого походження); 5) анеуплоїдія (в хромосомному наборі відсутня одна чи декілька хромосом, або ж, навпаки, з’являється одна або декілька додаткових).

Особливості мутацій цитоплазматичних генів: 1) успадковуються по материнській лінії; 2) велика кількість екземплярів; 3) здатність (або нездатність) нової мутації створювати з сусідніми генами життєздатну комбінацію. Приклади: мутації стійкості клітин прокаріотів до антибіотиків, хлорофільні мутації, мутації інтенсивності газообміну (дихання), мутації темпів росту, мутації чоловічної цитоплазматичної стерильності, мутації статевої несумісності.

Репарація – особлива функція клітин, яка полягає у здатності виправляти хімічні пошкодження і розриви в молекулах ДНК, що пошкоджена при нормальному біосинтезі ДНК в клітині або в результаті впливу фізичних або хімічних агентів. Здійснюється спеціальними ферментними системами клітини. З порушеннями систем репарації пов’язаний цілий ряд спадкових хвороб (наприклад, пігментна ксеродерма). Кожна із систем репарації включає наступні компоненти: 1) фермент, що “впізнає” хімічно змінені ділянки в ланцюзі ДНК і здійснює розрив ланцюга поблизу від місця пошкодження; 2) фермент, що видаляє пошкоджену ділянку; 3) фермент (ДНК-полімераза), який синтезує відповідну ділянку ланцюга ДНК замість видаленої; 4) фермент (ДНК-лігаза), який замикає останній зв’язок в полімерному ланцюзі і тим самим відновлюючи його безперервність.

Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості організмів (М.І.Вавілов, 1920 р.):

1. Види і роди, генетично близькі, характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачити існування паралельних форм у інших видів і родів. Чим ближче генетично розташовані в загальній системі роди і види, тим повніша подібність у рядах їхньої мінливості.

2. Цілі родини рослин взагалі характеризуються певним циклом мінливості, яка проходить через усі роди й види, що утворюють родину.







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1536. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия