Спадкова мінливість - Агро Журнал

Поряд із неспадковою, модифікаційною, мінливістю існує спадкова, або генотипічна, мінливість. Розрізняють комбінативну та мутаційну спадкову мінливість. Комбінативна мінливість виникає внаслідок схрещування та обумовлена появою нових комбінацій (поєднань) генів у генотипі дочірнього організму. Джерелами комбінативної мінливості можуть бути:

обмін ділянками між гомологічними хромосомами (кросинговер);
випадковий характер розподілу хромосом між дочірніми клітинами під час мейозу;
випадкове поєднання гамет при заплідненні та утворенні зиготи.

Різноманітні поєднання генів призводять до появи у потомства нових фенотипів проти фенотипами обох батьків. Мутаціями називають раптові зміни генів або хромосом. У цьому змінюється кількість чи структура ДНК даного організму. У результаті мутацій з'являються нові ознаки, наприклад, коротконогость овець, відсутність оперення у курей, альбінізм (відсутність пігменту). Усі мутації виникають раптово і передаються у спадок.

Хоча мутації окремого гена рідкісні, загальна їх кількість в організмі велика через велику кількість генів. Наприклад, у дрозофіли 5% клітин містять різні мутації. Вважається, що приблизно одна з десяти гамет людини має нову мутацію. Але це не означає, що одна дитина з десяти буде незвичайною, оскільки більшість мутацій рецесивні і не виявляються у фенотипі нащадків.

Більшість мутацій шкідливі, оскільки вони часто супроводжуються появою нових ознак, що не відповідають довкілля. Мутації можуть виникати як у статевих, так і в соматичних клітинах. Мутації, що з'являються у статевих клітинах, не впливають наознаки даного організму, а виявляються лише в нащадків. Мутації, що у соматичних клітинах (соматичні мутації), викликають зміни у цьому організмі і передаються нащадкам при статевому розмноженні. Соматичні мутації передаються нащадкам лише за безстатевому розмноженні. Це враховується в селекції під час виведення нових сортів рослин. Розрізняють генні та хромосомні мутації. Генні, або точкові, мутації пов'язані із змінами окремих генів. Причина генних мутацій - порушення послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК, яке може бути пов'язане із заміною одних нуклеотидів на інші, включенням до складу ДНК нових нуклеотидів мул 1000 та випаданням ряду нуклеотидів із ДНК. Зміна послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК може призводити до зміни послідовності амінокислот у молекулі білка, що синтезується. У результаті організму з'являються нові ознаки. Хромосомні мутації обумовлені зміною числа чи структури хромосом. Найпоширеніший вид геномних мутацій - кратна зміна числа хромосом. У диплоїдних форм при зменшенні числа хромосом удвічі виникають гаплоїди (1n)-організми, у яких всі різні хромосоми. При кратному збільшенні числа хромосом утворюються поліплоїди. Наприклад, у диплоїдних рослин гречки число хромосом дорівнює 16 (2n = 16), у тетрапоїдних - 32 (4n = 32). Зазвичай у поліплоїдних рослин добре розвинені вегетативні органи, в їх клітинах міститься більше цукорів, олій та інших речовин. Причина появи поліплоїдів - порушення нормального перебігу мейозу, коли гомологічні хромосоми не розходяться, а залишаються в одній клітині.

* З 300 тисяч видів покритонасінних рослин приблизно половина поліплоїди.

Інший вид геномних мутацій пов'язаний із зміною числа окремих хромосом. При цьому вгенотип виявляється на 1 -2 хромосоми більше або менше норми. Ці мутації різко знижують життєздатність організму. У звичайного тютюну – тетраплоїдного виду – 48 хромосом. Відомі рослини, які мають 47 хромосом. У них змінено форму квітки, знижено життєздатність.

* З зиготи із зайвими хромосомами зазвичай розвиваються особини з різко вираженими відхиленнями від норми. Наприклад, якщо в зиготі міститься три або чотири X-хромосоми замість двох, з неї розвивається жіночий організм. У дівчаток, які народилися з такою аномалією, відзначається розумова відсталість.

Багато вроджених захворювань обумовлені зміною числа хромосом у клітинах організму. Відбувається це внаслідок порушення нормального перебігу мейозу. Наприклад, поява у всіх клітинах організму людини однієї зайвої дрібної хромосоми призводить до розвитку тяжкого вродженого захворювання – хвороби Дауна. У таких хворих, як правило, низький ріст, вузькі щілини, плоске обличчя; спостерігаються розумова відсталість, вади серця. Хромосомні мутації пов'язані із зміною структури хромосом. При цьому окремі ділянки хромосом можуть відриватися, повертатися на 180°, змінюватись місцями або взагалі втрачатися. Які ж причини мутацій? На думку вчених, одна з причин – зміни у зовнішньому середовищі (збільшення радіаційного фону, забруднення довкілля хімічними речовинами – мутагенами). Доказом цього є штучне одержання мутацій в організмів при дії на них рентгенівськими променями чи хімічними речовинами.