Jak spowodować mutacje

W 1899 roku dwóch naukowców - Russian SI Korzhinskii i Holender Hugo de Vries opisać zjawisko zmienności genetycznej w naturalnych warunkach środowiskowych. Różne gatunki wśród przeważającej masie normalnego ciała znaleźli niektóre osoby, ostro różnią się pod względem cech zewnętrznych. Formy te są nazywane de Vries mutacje lub mutantów.

Charakterystyczną cechą mutanta było to, że przekazywane potomkowie zmienili swoje znaki. Innymi słowy, natura zmienność dziedziczna. W perspektywie krótkoterminowej, zjawisko to zostało odkryte w wielu roślin i zwierząt. Stało się jasne, że mutanty występują we wszystkich rodzajach istot żywych. W którym występuje średnio jednej mutacji wśród 100 th. Lub 1 Mill. Osobników.

Uderzające różnice z normalnymi organizmami poliploidalnych. Lewy pokazuje zwykły wiesiołka roślinę, po prawej - gigantyczny wiesiołka, uznał Hugo de Vries w późnych latach 90-tych ubiegłego wieku. De Vries nie wiedziałem, co mam zawdzięczam to wystąpienie primrose jego dużą rangę, stwardnienie łodygi, duże kwiaty. Dopiero po 30 latach, genetycy odkryli, że jest to spowodowane wzrostem liczby chromosomów w komórkach olbrzymiego wiesiołka. Figura olbrzymia wiesiołka wytworzono przez de Vries.

Oczywiście, naukowcy są zainteresowani w kwestii charakteru mutacji i ich przyczyn. Mutacje - zmienia dziedziczne cechy organizmów, więc ich charakter jest związany z pewnymi zaburzeniami w składzie i strukturze chromosomów, które przenoszą dziedziczne lub genetyczne, informacje (patrz artykuł «dziedziczność» ..). Ale co dokładnie zmiany w chromosomach z mutacji występuje, to nie było możliwe, aby wiedzieć na długi czas. Co więcej, prawie ćwierć wieku, genetycy nie może wywoływać mutacje sztucznie i mutacje występują tylko w naturze.

Ale w 1925 roku radziecki naukowiec, akademik GA Nadson i GS Filippov studentów udało się napromieniowaniu sztucznie wywołać mutacje w mikroskopijnych grzyb. Autorzy opisują pierwszy „indukowanej mutagenezy” w drożdżach pod wpływem promieni rentgenowskich. Po dwóch latach w Stanach Zjednoczonych wykazały, G. Möllera mutagenne działanie promieni rentgenowskich na muszki owocowej - mały owad, który jest często używany genetyki w swoich eksperymentach. Tym samym została otwarta Mutagenezę promieniowanie t. e. sztuczną indukcji mutacji wpływa na żywych organizmach różnych rodzajów promieniowania. Teraz wiemy, że niemal wszystkie rodzaje energii promienistej zdolne do zmiany dziedziczności wszystkich organizmów żywych, bez wyjątku - od wirusów dla ludzi.

Przez długi czas nie było w stanie spowodować mutacje z wpływami chemicznymi. T. X. Morgan w Stanach Zjednoczonych, Koltsov w ZSRR, i wiele innych objął prowadzenie takich doświadczeń i powierzył je do swoich uczniów, ale bezskutecznie.

Wideo: # 14 Biology. mutacje

W 1928 roku, w tym samym laboratorium GA Nadson, gdzie po raz pierwszy ustanowionego mutagenne działanie promieniowania i otworzył mutagenezę chemiczną. MN Meisel wykazały, że pary w chloroformie mutacje powodują w drożdżach. W 1932 r VV Sacharow przeprowadzono eksperyment, w którym za pomocą roztworu jodu może powodować mutacje larw Drosophila. U osób muchy ewoluowały od tych larw, tempo mutacji była kilkakrotnie wyższa niż w kontroli owadów. Po pewnym czasie w kilku laboratoriach Radzieckich (SM Gershenzon MV Lobashova, IA Rapoport) i Anglii (C Auerbach) udowodniono mutagenne działanie niektórych substancji chemicznych. Po II wojnie światowej mutagenezy chemicznej zaczął się bardzo dobrze uczyć. Ale wyniki najbardziej znaczących naukowców osiągnął po struktura została zainstalowana substancji dziedziczności - kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA).

To odkrycie pozwoliło na celowo szukać coraz to nowych substancji, zmieniać dziedziczność. Obecnie wiadomo, że wiele substancji, które mogą reagować ze składnikami DNA (oddzielony od indywidualnych atomów lub grup, lub, alternatywnie, w celu przeniesienia ich do jednostki) może zmieniać rejestr genetycznego - kod genetyczny. Dziś otwarto wiele różnych chemikaliów mutagenów, .. Ie substancje powodujące zmiany dziedziczne: hydroksyloaminę, hydrazynę, kwas azotowy, różne barwniki akrydynowe, azotowe analogi zasad, uretany, wiele trujące trujące substancje (na przykład, azot i siarkawy musztarda), a także zmiany w kwasowości.

Mutacje mogą powodować komórek w spoczynkowych i dzielących się. Istnieje mutagennych, które wywierają swoje działanie, niezależnie od tego czy podziałów komórkowych. Istnieje również substancje, które mogą zmienić kod genetyczny tylko w momencie podziału komórek, gdy jest podwojenie cząsteczek DNA.

Badanie oddziaływania chemikaliów mutagenami DNA ujawni ważną zasadę. Okazało się, że większość mutagenów interakcję z ściśle określonych elementów części DNA. DNA składa się z dwóch łańcuchów cukrowych-fosforowych, które są zamocowane wzdłuż ich długości cztery rodzaje zasad azotowych - adenina, tymina, guanina i cytozyna. Okazało się, że niektóre mutagenne oddziałują tylko z cytozyny, i inne - tylko z adeniny. Pozwala to na użycie bardzo specyficznych substancji, które zmieniają pewne części DNA w niektórych przypadkach.

Wideo: Czas na studia mutacje №2: mutacje i raka

Najnowsze badania wykazały, inną ważną prawidłowość. W czasie życia komórki jego informacja genetyczna jest stale zaangażowany w zarządzanie procesów chemicznych zachodzących w komórkach, ponieważ jest napisane w programie syntezy DNA białka w komórkach. W przypadku tego programu genetycznego „zapisane” specjalnych enzymów cząsteczek DNA z innymi cząsteczkami mogą wystąpić błędy „”, które prowadzą do zmiany dziedzicznych właściwości organizmu. Mutacje występują również w czasie propagacji cząsteczek albo w czasie wymiany informacji genetycznej pomiędzy chromosomów.

Tak więc, nie tylko ze względu na sztuczne i często niezwykłych efektów na trucizny ciała lub promieniowania nastąpić zmiany w dziedziczności organizmów żywych na Ziemi. W normalnych warunkach, przy normalnie występujących procesów enzymatycznych w organizmach gromadzić błędów DNA mutacje powodujące występuje. Ale zdarza się, oczywiście, mniej niż pod wpływem czynników wysoce szkodliwych.

Badanie procesu mutacji stała się ważną gałęzią współczesnej genetyki. Teraz, co do zasady, substancje mutagenne są najpierw testowane na drobnoustroje. Jest to tańsze i łatwiejsze. Dopiero wtedy sprawdza je do organizmów wyższych. Z pomocą substancji mutagennych, naukowcy zostały dostarczone z organizmów, które są następnie wykorzystywane w hodowli. prawie wszystko zarazki, co daje nam antybiotyki, aminokwasy, witaminy i inne substancje biologicznie czynne, otrzymane w drodze obróbki mutagenezy.