Все про мутацію

Мутацією називають стійкі зміни в генотипі, які відбуваються через вплив зовнішніх та внутрішніх факторів. Родоначальником терміну є Гуго де Фріз - голландський ботанік і генетик. Процес, коли виникають мутації, називається мутагенез. У сьогоднішній статті ми торкнемося теми мутування і поговоримо про те, яка роль мутації в процесі еволюції.

Причини явища

Процес мутації характеризується двома якостями - спонтанністю та індукованістю. Поява спонтанної мутації характеризується мимовільністю та зустрічається на будь-якій стадії розвитку організму. Що стосується навколишнього середовища, то воно має бути природним.

Індукований вид мутації є спадковою зміною геному, що відбувається внаслідок дії різних мутагенів. Організми поміщаються або в штучно створені (експериментальні), або в несприятливі умови.

Живі клітини сприймають мутагенез як природний їм процес. До основних процесів, відповідальних за мутацію, відносять: реплікацію та порушеність відновлення ДНК, транскрипційний процес та генетичну рекомбінацію.

Мутагенез та його моделі

У поясненні та розумінні природи та механізмів появи мутацій допомагають спеціальні наукові підходи. Полімеразні зміни ґрунтуються на теорії про пряму та єдину залежність мутацій з помилками ДНК-полімеру. У татумерних моделях мутагенезу, запропонованих двома відомими біологами, вперше була порушена думка про те, що основний пласт мутацій полягає в можливості ДНК-підстав розташовуватися в різних татумерних формах.

Рання класифікація мутацій

Генетиком Меллером була створена класифікація мутацій,заснована на видах зміни функціонування генів. Як результат з'явилися такі види:

Аморфний. Під час мутування ген втрачає майже всі функції. Прикладом мутації можуть бути зміни у дрозофіли.
Гіпоморфний. Алелі, що змінилися, продовжують діяти за тим же сценарієм, що і дикі. Синтезування білкового продукту проводиться у меншій кількості.
Антиморфний. Зміна мутантної ознаки. Прикладами мутації стали деякі зерна кукурудзи – забарвлюються у бурий колір, а не у пурпуровий.
Неоморфний.

Пізня класифікація мутацій

У сучасних наукових довідниках є згадка про формальну класифікацію, яка відштовхується від змін, які відбуваються у різних структурах. Виходячи з цього поділу, виділяються такі мутації:

З геномними мутаціями пов'язані зміни хромосом, загальна кількість яких не співвідноситься з галоїдним набором.

Хромосомним мутаціям приписують перебудову окремих хромосом у великій кількості. Генетичний матеріал у разі втрачає якусь частину чи, навпаки, подвоює її.

Що стосується генної мутації, то вона лише трохи змінює ДНК-структуру гена, на відміну від інших видів, проте її виникнення трапляється набагато частіше.

Усередині генного виду виділяється ще один підвид, що називається точковою мутацією. У ній одна азотна підстава замінюється на іншу.

Еволюційна роль мутації

Буває й таке, що шкідливість мутацій поступово замінюється корисністю. Поштовхом для таких змін стають умови існування організмів, що постійно змінюються. Тож яку роль відіграють мутації?

Візьмемо за приклад природний відбір — відомий еволюційний процес, багато в чомузалежить від мінливості. Розглянемо еволюційну роль мутації з прикладу мутантів-меланістів (особин з темним забарвленням), які було виявлено англійськими вченими 14 століття щодо березових п'ядениц. Крім метеликів, забарвлених у типово світлі кольори, були знайдені й інші особини, чиє забарвлення було набагато темнішим. Причиною такої сильної відмінності став ген, що мутував.

Справа в тому, що звичайним місцем проживання для таких метеликів є дерева, на стовбурах яких рясно росте лишайник. Промислова революція, що панувала в ранні роки, разом із сильним забрудненням атмосферних верств призвели до загибелі лишайників. На колись світлих стволах з'явилася кіптява, яка заважала природному маскуванню березової п'ядениці. Все це призвело до того, що особини, чиїм місцем проживання були промислові райони, змінили колір свого морфу зі світлого на темний. Така еволюційна роль мутації допомогла вижити багатьом метеликам, тоді як їх не дуже вдалі світлі родичі стали жертвами нападів хижих птахів.

Подібні зміни відбуваються у найрізноманітніших видів у всьому світі. Поява таких корисних ознак, що є основою еволюційної ролі мутації, призводить до того, що природний відбір дає початок новим підвидам та видам живих організмів. Мутування відбувається постійно, оскільки це природна здатність наших генів.

Ще більше інформації про мутацію ви знайдете в підручниках з біології та спеціальної наукової літератури.