Kako izazvati mutacije

Godine 1899. dva naučnika - Ruski SI Korzhinskii i Nizozemac Hugo de Vries opisuju fenomen genetske varijacije u prirodnim uvjetima. Različite vrste među ogromna masa normalnih tijela pronašli su neki pojedinci, oštro se razlikuju u svojim vanjskim karakteristikama. Ovi oblici se nazivaju de Vries mutacije ili mutanti.

Karakteristično je mutant bio je da su prošli na potomke promijenili znakove. Drugim riječima, priroda varijabilnost je nasljedne. U kratkom roku, ovaj fenomen je otkriven u mnogim biljkama i životinjama. Postalo je jasno da mutanti se javljaju u svim vrstama živih bića. U čemu se javlja među 100-og. Ili 1 mil. Osobe u prosjeku jedan mutacije.

Upečatljiv razlike od normalnih poliploidnih organizama. Lijevo prikazuje biljke uobičajene noćurka, na desnoj strani - džinovska noćurka, našao Hugo de Vries je krajem 90-ih godina prošlog stoljeća. De Vries nije znao, šta dugujem ovom slučaju Primrose njegov veliki ugled, više stabljike, veliki cvijeće. Tek nakon 30 godina, genetičari su otkrili da je to zbog povećanja broja hromozoma u ćelijama ogromnog noćurka. Slika gigant noćurka izvršen je de Vries.

Naravno, istraživači su zainteresovani za pitanje prirode mutacija i njihove uzroke. Mutacije - mijenja nasljedne osobine organizama, tako da je njihova priroda je povezana s nekim oštećenjem u sastavu i strukturi kromosoma koji nose nasljedne ili genetske, informacije (vidi članak «Naslednost» ..). Ali, šta mijenja u hromozomima sa mutacija javlja, nije bilo moguće znati za dugo vremena. Osim toga, za gotovo četvrt stoljeća, genetičari ne može dovesti do mutacije umjetno i mutanti naći samo u prirodi.

Ali 1925. godine sovjetski naučnik, akademik GA Nadson i GS Filipov student uspio da zračenje u umjetno izazivaju mutacije u mikroskopskim gljiva. Autori prvi opisuju "inducirana mutagenezu" u kvasac pod uticajem X-zraka. Nakon dvije godine u Sjedinjenim Američkim Državama G. Möller pokazao mutagene efekte X-zraka na vinske mušice - mali insekt koji se često koristi genetike u svojim eksperimentima. Tako je otvoren zračenje mutageneza, t. e. veštačke indukcije mutacija utjecati živih organizama različitih vrsta zračenja. Sada znamo da su gotovo sve vrste zračenja energije u stanju da promeni nasleđa svih živih organizama, bez izuzetka - od virusa na ljude.

Već dugo vremena nije bio u stanju da izazove mutacije hemijskim uticajima. T. X. Morgan u Sjedinjenim Američkim Državama, Koltsov u SSSR-u, i mnogi drugi Ekipa takvih iskustava i povjerena ih svojim učenicima, ali bez uspjeha.

Video: # 14 Biologija. mutacije

1928. godine, u istom laboratoriju GA Nadson, gdje je prvi put uspostavljena mutagene efekte zračenja, i otvorio kemijske mutageneza. MN Meisel pokazalo da parovi kloroform uzrok mutacije u kvasac. 1932. godine, VV Saharov sprovodi eksperiment u kojem uz pomoć joda rješenje je bilo u stanju da izazove mutacije u Drosophila larvi. Kod osoba muva evoluirali iz tih larvi, stopa mutacija bila nekoliko puta veća nego u kontroli insekata. Nakon nekog vremena u nekoliko sovjetskih laboratorija (SM Gershenzon, MV Lobashova, IA Rapoport) i Engleskoj (C. Auerbach) dokazano je mutagene efekte nekih kemijskih supstanci. Nakon Drugog svjetskog rata kemijskih mutageneze je počeo da studira jako dobro. Ali najznačajnije rezultate naučnici postignut nakon što je struktura je instaliran supstanca nasljednost - dezoksiribonukleinske kiseline (DNK).

Ovo otkriće dozvoljeno da ciljano tražiti sve više i više novih supstanci, alter nasljednost. Sada je poznato da mnoge supstance koje mogu reagirati sa komponentama DNK (razvela od svojih pojedinačnih atoma ili grupe ili, alternativno, da ih prebaci u svoje jedinice), mogu mijenjati genetski rekord - genetski kod. Otvorila je danas mnogo različitih kemikalija mutagena, .. Ie tvari koje izazivaju promjene u nasleđe: hidroksilamin, hidrazin, azotasta kiselina, razne Acridine boje, dušičnih baza analoga Urethanes, mnoge otrovne i otrovne supstance (npr dušika i sumporast senf), kao i promjene u kiselosti.

Mutacije može uzrokovati ćelije u stanju mirovanja i razdvajanja. Postoje mutageni koji vrše svoje aktivnosti, bez obzira na to da li ili ne ćeliju dijeli. Tu su i supstance koje mogu izmijeniti genetski kod samo u vrijeme podjele ćelija, kada postoji udvostručavanje DNK molekula.

Studija interakcije kemikalija sa DNK mutageni otkrivaju važno pravilo. Ispostavilo se da je većina mutagena u interakciji sa strogo definisanim komponente DNK dijelova. DNK se sastoji od dva šećera-fosfata lanaca koji su priloženi po dužini četiri vrste dušičnih baza - adenin, timin, guanin i citozin. Ispostavilo se da su neki mutageni interakciju samo citozin, i drugi - samo adenin. Ovo omogućava upotrebu vrlo specifične tvari mijenjati određene dijelove DNK u nekim slučajevima.

Video: Vrijeme je da studira mutacija №2: mutacije i raka

Nedavne studije su otkrili još jedan važan regularnost. U toku trajanja ćelije svoje genetske informacije konstantno uključeni u upravljanje kemijskih procesa u ćelijama, jer je napisana u programu sinteze DNK proteini u ćelijama. Kada može doći do ovog genetski program "prepisivati" poseban enzima DNK molekule na druge molekule, "greške" koje podrazumijevaju promjene nasljedne osobine organizma. Mutacije se javljaju u vreme propagacije molekula ili u trenutku razmjene genetskih informacija između hromozoma.

Dakle, ne samo zbog umjetnog i često neobične efekte na otrove tijelo ili zračenja javljaju promjene u naslednost živih organizama na Zemlji. U normalnim uvjetima, kada se obično javlja enzimskih procesa u organizmima akumuliraju greške u DNK, javljaju uzrokujući mutacije. Ali to se događa, naravno, manje nego kada su izloženi vrlo štetne agense.

Studija procesa mutacije je postao važan grana moderne genetike. Sada, po pravilu, mutagene materije prvi testirani na mikroorganizme. To je jeftinije i jednostavnije. Tek tada ih provjerava za veće organizme. Uz pomoć mutagene materije, naučnici su dobili organizme koji se zatim koriste u uzgoju. skoro sve klice, što nam daje antibiotike, aminokiseline, neke vitamina i drugih biološki aktivnih supstanci, dobiveni liječenje mutageneze.