Изменение - ген
Cтраница 1
Изменение генов и хромосом шло, вероятно, по пути возникновения и отбора мутаций, контролирующих бивалентный ход мейоза и одновременно по пути дивергенции генов, неспецифичных для мейоза. [1]
Изменения генов называются мутациями, а вызывающие их факторы - мутагенами. Мутаген, провоцирующий развитие опухоли, принято называть канцерогеном. Большинство му-тантных клеток либо разрушается иммунной системой, либо гибнет самопроизвольно без отрицательных последствий для организма. Считается, что формирование злокачественной клетки ( канцерогенез) происходит в несколько этапов и обычно вызывается не одним, а несколькими факторами, действующими в течение нескольких лет. Возможно, для этого нужна не одна мутация. До 20 % злокачественных новообразований вызывается вирусами. [2]
Известно, что изменения генов - мутации - возникают очень редко. Сюда относятся рентгеновы лучи, нейтроны и другие виды ионизирующего излучения, ультрафиолетовые лучи и иприт. Считают, что излучение вызывает мутации, буквально ударяя по генам я тем самым вызывая в них либо ионизацию, либо внутреннюю перестройку химических связей. [3]
Наследственная изменчивость связана с изменением генов или возникновением их новых комбинаций. [4]
До настоящего момента мы обсуждали такие изменения генов, которые возникают самопроизвольно, случайно или под действием факторов окружающей среды. Рассмотрим теперь изменения в генах и хромосомах, представляющие собой нормальные события в жизни клеток. [6]
Рецессивная летальная мутация у диплоидного организма представляет собой изменение гена ( или нехватку), приводящеев гомозиготном или гемизигот-ном состоянии к нежизнеспособности организма. Если же клетки организма гетерозиготны по летали, то организм жизнеспособен. Поскольку среди видимых генных мутаций есть как доминантные, так и рецессивные, то по аналогии можно ожидать существование и доминантных леталей. Согласно определению, яйцо, оплодотворенное спермием, несущим доминантную леталь, не развивается во взрослый организм. Следовательно, нельзя изучать доминантную леталь в ряду последовательных поколений или в хромосомах слюнных желез и об их возникновении в облученных спермиях дрозофилы можно судить лишь на том основании, что часть яиц, оплодотзоренных такими спермиями, не развивается во взрослых мух. [7]
В настоящее время эффективность селекционных методов зависит от решения теоретических задач генетики в направлении изменений генов, приводящих, в частности, к увеличению урожайности сельскохозяйственных растений и улучшению других их качеств. Важным вопросом в решении этих направлений является изучение экспериментального мутагенеза, где особое положение занимает химический мутагенез. В этом направлении ведутся исследования теоретического порядка [2] и имеются значительные успехи в экспериментальных исследованиях. Используя мутагенез, можно получить очень ценные в селекционном отношении формы, которые отсутствуют при гибридизации. [8]
Изменение генома клетки могут осуществляться тремя путями: в результате изменения числа хромосом, числа и порядка расположения генов или из-за изменения индивидуальных генов. Полиплоидия играет важную роль в эволюции растений и широко используется при их селекции и выведении новых сортов. У животных полиплоидия, как правило, носит летальный характер, т.к. нарушает хромосомный механизм определения пола. [9]
Отличить мутации от рекомбинаций часто бывает трудно, поэтому при внезапном появлении резко отклоняющегося типа необходимо получить надежные доказательства того, что это результат изменения гена, а не случай выщепления какой-либо редкой комбинации. [10]
Далее, те опыты, на которые мы уже ссылались ( Н. П. Дубинин, Б. Н. Сидоров, 1935; Меллер, 1941) и которые показали, что некоторые изменения, связанные с гетерохроматином, безусловно, представляют собой эффект положения, не могут быть применены к случаям изменения генов, локализованных в непосредственной близости к разрыву. Таким образом, вопрос о природе мутационных изменений, которые сопровождают структурные изменения хромосом, не затрагивающие гетерохроматиновые районы, нельзя считать окончательно решенным. Это особенно досадно потому, что большая часть сцепленных с полом рецессивных леталей, на которых проведена главная масса экспериментов по получению мутаций под влиянием облучения, сопровождается структурными изменениями хромосом. Для того чтобы понять механизм действия облучения, необходимо знать, представляют ли собой эти летальные мутации результат эффекта положения гена, расположенного около разрыва - эффекта, возникшего потому, что данный ген был удален от своего обычного соседа и перенесен к другому гену, или они происходят вследствие внутренних изменений генов, вызванных ионизирующей частицей, как причиной разрыва хромосомы. [11]
В будущем открываются широкие возможности для конструирования новых ферментов. Одна из них - направленное изменение отдельных аминокислот путем изменения генов, которые кодируют ферменты. Мы все глубже познаем законы, по которым белки принимают специфическую трехмерную конфигурацию, поэтому не исключено появление в ближайшем будущем совершенно новых сконструированных ферментов. Это направление называется белковой инженерией. Кроме того, чем больше мы узнаем о том, как работают ферменты, тем более вероятно, что мы сможем сконструировать небелковые или частично небелковые катализаторы, которые гораздо стабильнее, чем обычные ферменты. Возможно, именно это направление окажется самым привлекательным для предпринимателей. Среди направлений, которые окупятся немедленно, - поиск природных ферментов, являющихся более совершенной альтернативой используемым в настоящее время. Все это требует огромных инвестиций в исследования и разработки. [12]
В основе этого рассмотрения лежат след, процессы, изучение х-рых-одна из задач биофизики: а) комплементарная ауторепродукция ( самовоспроизведе-ше) гена; б) изменение гена за счет точечных мутаций, вызванных либо тепловыми флуктуациями, либо мутагенными факторами облучение УЗ и рентг. [13]
Однако, как показывают вышеизложенные и многочисленные литературные данные, простое умножение однозначного генетического материала не обеспечивает надежность биологических систем. Надежность системы генотипа, возможно, базируется на действии двух взаимодополняющих процессов: с одной стороны, - умножения генетического материала и, с другой, - одновременной дивергенции его на всех уровнях изменения генов с возникновением разных аллелей и преобразования гомологичных хромосом до гомеологичных. [14]
Популяции микроорганизмов, состоящие из отдельных клеток с одинаковым метаболизмом, позволяют изучать элементарные процессы, контролируемые ферментами, синтез каждого из к-рых управляется отдельным геном. Всякое изменение гена при мутации неизбежно отражается на метаболизме клетки и может быть описано вполне точно. Цикл развития бактерий или бактериофагов исчисляется минутами и работа на этих объектах позволяет проводить опыты на миллиардах особей. [15]
Страницы: 1 2