2. Какие механизмы могут лежать в основе появления мутаций у организмов?

Вопрос школьника по предмету Биология

2. Какие механизмы могут лежать в основе появления мутаций у организмов?

Ответ учителя по предмету Биология

Мутации делятся на спонтанные и индуцированные. 1) Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды с частотой около 10 в −9 степени — 10 в −12 на нуклеотид за клеточную генерацию. .

Мутации появляются постоянно в ходе процессов, происходящих в живой клетке. Основные процессы, приводящие к возникновению мутаций — репликация ДНК, нарушения репарации ДНК и генетическая рекомбинация.

2) Индуцированными мутациями называют наследуемые изменения генома, возникающие в результате тех или иных мутагенных воздействий в искусственных (экспериментальных) условиях или при неблагоприятных воздействиях окружающей среды

Мутагены (от лат. mutatio + genos — происхождение) — вещества, которые могут вызывать мутации. Причинами, вызывающими мутации (нарушения структуры генов, структуры хромосом или изменения их числа) , могут быть различные факторы.

По происхождению мутагены можно разделить на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицирует на физические, химические и биологические:

Физические мутагены: 

ионизирующее излучение; 

радиоактивный распад; 

ультрафиолетовое излучение; 

чрезмерно высокая или низкая температура (только повышает частоту мутаций, но не вызывает их) . 

Химические мутагены: 

окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода) [источник?] ; 

алкилирующие агенты (например, иодацетамид) ; 

пестициды (например гербициды, фунгициды) ; 

некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты) ; 

продукты переработки нефти; 

органические растворители; 

лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты) . 

Биологические мутагены: 

специфические последовательности ДНК — транспозоны; 

некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа) ;

продукты обмена веществ (продукты окисления липидов) ; 

антигены некоторых микроорганизмов.

В современной учебной литературе используется и более формальная классификация, основанная на характере изменения структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. В рамках этой классификации различают следующие виды мутаций:

генные 

хромосомные 

геномные. 

Геномные: — полиплоидизация (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д. ) наборами хромосомами) и анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (см. Инге-Вечтомов, 1989). В зависимости от происхождения хромосомных наборов среди полиплоидов различают аллополиплоидов, у которых имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов, и аутополиплоидов, у которых происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

При хромосомных мутациях происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря (делеция) или удвоение части (дупликация) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия) , а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация) (крайний случай — объединение целых хромосом, т. н. Робертсоновская транслокация, которая является переходным вариантом от хромосомной мутации к геномной) .

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК генов под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точковых мутациях.