Cum de a provoca mutații

În 1899 doi oameni de știință - Rusă SI Korzhinskii și olandezul Hugo de Vries descrie fenomenul de variatie genetica in conditii naturale de mediu. Diferite specii între masa covârșitoare a corpului normale au gasit unele persoane, diferă considerabil în caracteristicile lor externe. Aceste forme sunt numite de Vries mutații

O trăsătură caracteristică a mutantului a fost că au transmis urmașilor schimbat semnele lor. Cu alte cuvinte, natură Variabilitatea ereditară. Pe termen scurt, acest fenomen a fost descoperit în multe plante și animale. A devenit clar faptul că mutanții apar în toate tipurile de ființe vii. În timpul apariției o medie de o mutație între 100 mii. Sau 1 Mill. Persoane fizice.

diferențe semnificative de organismele poliploide normale. Stânga arată planta de obicei seara Primrose, in dreapta - o primulă gigant, găsit Hugo de Vries la sfârșitul anilor '90 ai secolului trecut. De Vries nu știa, ce datorez acest caz Primrose statura lui mare, mai multe tulpini, flori mari. Abia după 30 de ani, geneticienii au descoperit că acest lucru se datorează unei creșteri a numărului de cromozomi în celulele de o luminita de seara gigant. Figura primulă gigant a fost făcută de Vries.

În mod firesc, cercetătorii sunt interesați de problema naturii mutațiilor și a cauzelor acestora. Mutațiile - se schimbă caracteristicile ereditare ale organismelor, astfel încât natura lor este asociată cu o perturbare în compoziția și structura cromozomilor care transporta ereditare sau genetice, informații (vezi articolul «Ereditatea» ..). Dar ce schimbări exact în cromozomi cu mutatie se produce, nu a fost posibil să se cunoască pentru o lungă perioadă de timp. Mai mult decât atât, pentru aproape un sfert de secol, geneticienii nu a putut induce mutații în mod artificial și mutante găsit doar în natură.

Dar, în 1925, omul de știință sovietic, Academicianul GA Nadson și student GS Filippov a reușit la iradiere pentru a induce artificial mutații în microscopice ciupercă. Autorii descriu mai întâi „mutageneza indusă“ în drojdie sub influența razelor X. După doi ani în Statele Unite ale Americii G. Möller au prezentat efecte mutagene ale razelor X de pe zbura de fructe - o insectă mică, care este adesea folosit genetica in experimentele lor. Astfel, a fost deschis mutageneza radiație, t. e. inducerea artificială a mutațiilor afectează organismele vii de diferite tipuri de radiații. Acum știm că aproape toate tipurile de energie radiantă, capabile să schimbe ereditatea tuturor organismelor vii, fără excepție - de la virusuri la om.

Pentru o lungă perioadă de timp nu a fost capabil de a provoca mutații cu influențe chimice. T. X. Morgan în Statele Unite ale Americii, Koltsov în URSS, și mulți alții pun astfel de ei înșiși experiențe și le-a încredințat ucenicilor săi, dar fără nici un rezultat.

Video: # 14 Biologie. mutații

În 1928, în același laborator GA Nadson, unde a fost stabilit mai întâi efectele mutagene ale radiațiilor, și a deschis mutageneză chimică. MN Meisel a dovedit că cuplurile cloroform mutatii cauza în drojdie. În 1932, VV Saharov a efectuat un experiment în care, cu ajutorul soluției de iod a fost capabil de a provoca mutatii in Drosophila larve. La indivizii muștele au evoluat din aceste larve rata de mutație a fost de mai multe ori mai mare decât în ​​controlul insectelor. După ceva timp în mai multe laboratoare sovietice (SM Gershenzon, MV Lobashova, IA Rapoport) și în Anglia (C. Auerbach), s-a dovedit efecte mutagene ale unor substanțe chimice. După mutageneză chimică al doilea război mondial a început să studieze foarte bine. Dar cele mai semnificative oameni de știință rezultatele atinse după ce structura a fost instalat substanța ereditate - acidul dezoxiribonucleic (ADN).

Aceasta descoperire a permis să caute intenționat pentru mai multe și mai multe substanțe noi, modifica ereditate. Este cunoscut faptul că multe substanțe care pot reacționa cu componentele ADN (despărțită de atomii lor individuali sau grupuri sau, în mod alternativ, pentru a le transfera la unitățile lor), pot modifica genetic înregistra - codul genetic. Astăzi a deschis o mulțime de substanțe chimice diferite mutageni, .. substanțe Ie cauzează modificări ale eredității: hidroxilamină, hidrazină, acid azotos, diverși coloranți acridină, analogi de baze azotate, uretani, multe substanțe otrăvitoare și toxice (de exemplu, azot și sulfuros muștar), precum și schimbări în aciditate.

Mutațiile pot determina celulele din Quiescent și împărțirea. Există mutageni care își exercită activitatea, indiferent dacă sunt sau nu celula se divide. Există, de asemenea, substanțe care pot modifica codul genetic numai la momentul diviziunii celulare, atunci când există o dublare a moleculelor de ADN.

Studiul interacțiunii chimice cu mutageni ADN relevă o regulă importantă. Sa dovedit că cele mai multe dintre mutageni interacționează cu componente strict definite de piese de ADN. ADN-ul este compus din două lanțuri de zahăr fosfat la care sunt atașate de-a lungul lungimii lor patru tipuri de baze azotate - adenina, timina, guanină și citozină. Sa dovedit că unele mutageni interacționează numai cu citozina, iar altele - numai cu adenină. Aceasta permite utilizarea unor substanțe foarte specifice pentru a modifica anumite părți ale ADN-ului, în unele cazuri.

Video: timp pentru a studia mutatii: mutatii si nr.2 de cancer

Studii recente au relevat o altă regularitate importantă. Pe parcursul duratei de viață a celulei informația genetică este în mod constant implicată în gestionarea proceselor chimice din celule, deoarece este scris în programul de sinteza ADN-ului proteine în celule. Când acest program genetic „rescrisă“ enzime speciale pentru a moleculelor de ADN la alte molecule, pot apărea „erori“ care determină modificări caracteristicile ereditare ale unui organism. Mutatii, de asemenea, să apară în timpul de propagare a moleculelor sau la momentul schimbului de informații genetice între cromozomi.

Deci, nu numai din cauza efectelor artificiale și adesea neobișnuite pe otrăvurile corpului sau prin radiație apar modificări în ereditatea organismelor vii de pe Pământ. În condiții normale, atunci când apar în mod normal procesele enzimatice în organisme acumulează erori în ADN-ul, apar mutatii care cauzeaza. Dar se întâmplă, desigur, mai puțin decât atunci când sunt expuse la agenti extrem de daunatoare.

Studiul procesului de mutatie a devenit o ramură importantă a geneticii moderne. Acum, ca regulă, substanțe mutagene sunt testate mai întâi pe microorganisme. Este mai ieftin și mai ușor. Numai atunci le verifică pentru organismele superioare. Cu ajutorul substanțelor mutagene, oamenii de știință au fost furnizate cu organisme care sunt apoi utilizate în reproducere. aproape toate germeni, care ne dau antibiotice, aminoacizi, vitamine și alte substanțe biologic active, obținute prin tratarea mutageneză.