Mutacijos

Gyviesiems organizmams būdingas kintamumas - savybė įgyti naujų požymių. Kintamumas gali būti:

paveldimas;

nepaveldimas.

Paveldimas kintamumas yra toks, kai pakinta organizmo genotipas. Šio kintamumo yra dvi rūšys:

mutacinis;

kombinacinis.

Nepaveldimas kintamumas yra toks, kai pakinta tik fenotipas, o genotipas išlieka nepakitęs. Šis kintamumas vadinamas modifikaciniu.
Mutacinis kintamumas pasireiškia konkrečiais pakitimais - matucijomis.

Mutacinis kintamumas

Mutacijos klasifikuojamos įvairiais aspektais.

Pagal tai, kuriose organizmo lastelėse įvyko ir kaip paveldimos, jos skirstomos:

generatyvinės mutacijos - įvyksta lytinėse ląstelėse. Jos gali būti perduodamos palikuonims, jei mutavusi ląstelė dalyvauja apvaisinant.

somatinės mutacijos - įvyksta nelytinėse ląstelėse. Pavyzdžiui, vienos gelės žiedo spalva gali pakisti. Somatinės mutacijos palikuonims neperduodamos.

Pagal tai, kur įvyko mutacijos gali būti:

branduolinės - įvyksta branduolio DNR;

nebranduolinės - įvyksta chloroplastų, mitochondrijų ar plazmidžių DNR.

Pagal genotipo pokyčius branduolinės mutacijos skirstomos į:

genomo,

chromosomų,

genų (taškines).

Genomo mutacijos - tai pakitęs chromosomų skaičius. Dažniausiai pasitaikantys pakitimai:

Monosomija – tai vienos chromosomos praradimas.
Trisomija – tai vienos chromosomos duplikacija.
Poliploidija – tai taisyklingas viso chromosomų rinkinio padidėjimas. Normaliose somatinėse ląstelėse chromosomų rinkinys yra diploidinis; poliploidinės ląstelės turi 3n, 4n, ir didesnius chromosomų rinkinius.

Chromosomų mutacijos - tai chromosomų sandaros pokyčiai. Jų gali būti įvairių:

Insercija arba intarpas - į chromosomą įsiterpia didelė nukleotidų seka, paprastai turinčią vieną ar daugiau genų.

Delecija arba iškrita - chromosoma praranda didelę nukleotidų seką, paprastai turinti vieną ar daugiau genų.

Inversija arba apsivertimas – chromosomos viduje ilga nukleotidų seka iškerpama ir vėl įsiuvama toje pačioje vietoje, tačiau apversta antraip. Nekoduojančios dalies inversija nelaikoma mutacija.

Translokacija - dvi nehomologinės chromosomos apsikeičia savo dalimis.

Transpozicija - DNR molekulės fragmentas persikelia iš vienos chromosomos į kitą, kartu pernešdamas tam tikrą skaičių genų.

Genų (taškinės) mutacijos - tai atskirų genų pokyčiai. Vykstant šiems pokyčiams, gali pakisti DNR molekulės geno struktūra.

Delecija arba iškrita – geno viduje prarandamas vienas nukleotidas ar nedidelė jų seka.

Insercija arba intarpas – į geno vidų įsiterpia vienas nukleotidas ar nedidelė jų seka.

Taškinė mutacija – tai vieno nukleotido pakeitimas kitu, dėl ko geno viduje vienas tripletas pasikeičia kitu. Dėl to dažniausiai koduojamoje polipeptidinėje grandinėje viena aminorūgštis pakeičiama į kitą arba polipeptidinė grandinė nutrumpinama, kai susidaro terminacijos tripletas. Daugeliu atveju taškinės mutacijos nekeičia koduojamo baltymo aminorūgščių, nes vieną ir tą pačią aminorūgštį gali koduoti 2, 3 ar net 6 skirtingi nukleotidų tripletai.

Mutacijų atsiradimo priežastys

Mutacijų atsiradimo procesas vadinamas mutageneze. Ji gali būti gamtinė (spontaninė) ir dirbtinė (indikuota). Gamtinė mutagenezė gyvuosiuose organizmuose vyksta savaime, o dirbtinė - specialiai sukeliama žmogaus. Mutavę organizmai vadinami mutantais. Veiksniai, sukeliantys mutacijas, vadinami mutagenais. Jie yra 3 tipų:

fiziniai,

cheminiai,

biologiniai.

Fiziniai mutagenai – jonizuojančioji spinduliuotė (rentgeno, ultravioletinė (UV), neutronų, α,β,γ), karštis, šaltis, vibracija. Ypač mutageniška yra jonizuojančoje spinduliuotė. Kasdieniniame gyvenime žmogus daniausiai susiduria su UV spinduliuote. Ji yra Saulės spindulių spektre.
Cheminiai mutagenai – tai skvarbios medžiagos, kurios reaguoja su DNR, geba keisti chromosomų būklę, veikia ląstelių dalijimosi procesus. Nitrozaminai – vieni iš stipriausių cheminių mutagenų. Jie yra kancerogeniški, t.y. sukelia vėžį. Rūkalai – povojingiausias nitrozaminų šaltinis.
Biologiniai mutagenai – kai kurie virusai. Pavydžiui, žmogaus hepatito B virusas susijęs su kepenų vėžiu, o žmogaus papilomos virusas – su gimdos kaklelio vėžiu.Išgyvenant stresą išsiskyrę steroidiniai hormonai taip pat gali būti mutageniški.

Modifikacinis kintamumas

Modifikacinis kintamumas pasireiškia konkrečiais pokyčiais, vadinamais modifikacijomis. Modifikacijos – tai nepaveldimi fenotipo pokyčiai, kuriuos sukelia aplinkos veiksniai. Genotipas išlieka nepakitęs. Modifikacijų gali sukelti pakitusi aplinkos temperatūra, mitybos režimas, šviesos, drėgmės kiekis.
Pavyzdžiui, du vienodo dydžio tos pačios bulvės stiebagumbius pasodinus į skirtingo derlumo dirvą, iš jų išaugę augalai fenotipiškai skirsis, nors jų genotipai vienodi. Derlingoje dirvoje augs stambesni, vešlesni, o nederlingoje – skurdesni augalai. Taigi genų eiklai įtakos turi aplinkos sąlygos.

Posted in: Genetika