Процесс - мутация
Cтраница 2
Оказалось, что вырожденность генетического кода имеет несомненный биологический смысл, обеспечивая организму ряд преимуществ. В частности, она способствует совершенствованию генома, так как в процессе точечной мутации, вызванной химическими или физическими факторами, возможны различные аминокислотные замены, наиболее ценные из которых отбираются в процессе эволюции. [16]
Определим некоторые характеристики генетического алгоритма. Пусть размер популяции будет 4, вероятность мутации 0 001, сам процесс мутации заключается в инверсии одного из битов строки, выбираемого случайно по равномерному закону. Оператор скрещивания и отбора аналогичны описанным выше. Поскольку задача является простейшей, будем считать, что алгоритм не использует элитизм. [17]
Поведение популяции микроорганизмов, как и всякой другой биологической системы, исключительно многогранно. В ходе роста и развития популяции накапливается биомасса, изменяется состав окружающей среды, передается в популяции наследственная информация, осуществляются процессы мутации и селекции, устанавливаются внутрипопуляционное и межпопуляционное динамические равновесные состояния в отношении различных генотипов, идет борьба за существование, протекает целый ряд и других процессов, которые характеризуют эту систему и могут представлять интерес при различных исследованиях. [18]
В этом проступает глубокое внутреннее родство химически разных соединений класса супермутагенов: в мутагенных концентрациях они вызывают на порядки больше мутаций, чем другие мутагены; в малых дозах они выступают на порядки более активными стимуляторами, чем другие стимулирующие вещества. Вместе с тем, тот факт, что дозы, различающиеся в 1000 раз ( 10 - 7 и 10 - 10 г / яйцо), производят сходные эффекты, может говорить о том, что в основе реакции организма на воздействие в данном случае лежит не процесс мутации, а приближение к более полной реализации физиологической нормы гена. [19]
Рассматривается амсамбль из п коммивояжеров, которые попарно производят сравнения выбранных маршрутов через определенные стохастически распределенные временные интервалы. Менее удачливый коммивояжер после сравнения следует по лучшему маршруту. В ходе дальнейшего развития событий маршруты двух коммивояжеров, как правило, снова расходятся из-за процессов стохастической мутации. На рис. 12.8 приведены для сравнения лучшие результаты, достигнутые в численном моделировании десятью коммивояжерами при использовании трех указанных выше стратегий. На рис. 12.9 показан лучший маршрут. [21]
Интересен вопрос и о физиологическом действии перекиси водорода на молекулярном уровне. Показано, что перекись водорода может вызвать мутации, и в ряде литературных источников [442] описываются условия и природа этого эффекта. Последний иногда считают радиомиметическим эффектом, причем он представляет интерес с точки зрения образования перекиси водорода в живых организмах при действии ионизирующих излучений ( см. стр. Механизм этого мутагенного действия точно еще не известен, а поэтому заслуживаю. Процессы мутации находятся в близком родстве с карциногеиезом, и, как указывает Дженсен ( см. в работе [443] стр. Мутагенное действие перекиси водорода изменяется также в зависимости от легкости доступа ее к клеточным ядрам ( см. в работе [443] стр. Процесс может зависеть и от возможного изменения содержания каталазы в разных частях клетки. [22]
Для физического понимания мутаций имеет важное значение их искусственное образование при действии рентгеновских лучей на хромосомы. Тот факт, что такое облучение вызывает мутации, доказывает, что гены имеют физическую структуру. Когда рентгеновские лучи падают на вещество, тот или иной фотон передает всю или большую часть своей энергии быстрому вторичному электрону, а последний в свою очередь теряет свою энергию за несколько шагов посредством ионизации ( или возбуждения) атомов. Средняя энергия ионизации достигает 30 электронвольт. С помощью остроумного метода Мюллеру, Тимофееву-Рессовскому и другим удалось установить простой количественный закон, относящийся к скорости вызванных этим процессом мутаций. Эти результаты показывают, что мутация вызывается единственным ударом, а не совместным действием нескольких ударов и что этот удар состоит из ионизации, а не из процесса, непосредственно осуществляемого рентгеновским фотоном или при поглощении всей энергии вторичного электрона, как можно было бы думать. [23]
Исследования последнего десятилетия оказались неблагоприятными для гипотезы о том, что мутация является результатом квантового скачка, локализованного и ограниченного несколькими атомами. Выяснилось, что в этом отношении имеются некоторые сложности. Ярким примером этого является обнаруженный Стэнли факт, что некоторая спонтанная мутация вируса табачной мозаики изменяет его химический состав добавлением около одной тысячи молекул гистидина. Таким образом, можно подумать о некотором механизме, посредством которого отдельная ионизация освобождает цепь ( ферментативных. Как бы то ни было направление, в котором работает наша модель, едва ли может ввести нас в заблуждение; ген следует рассматривать как сложную молекулу, а мутации тесно связаны с квантовыми скачками. Последние могут быть вызваны одними ионизациями, и, таким образом, вместе с Йорданом, мы можем заключить, что управляющие центры жизни не подвержены макрофизической причинности, но лежат в области микрофизической свободы. Между прочим, вирусы, которые могут быть изолированы и наблюдены посредством электронного микроскопа, являются во многих отношениях лучшими объектами для изучения физических основ процесса мутации, чем невидимые гены в хромосомах клетки. [24]
Страницы: 1 2