Mutagenese is wat? Natuurlijke en kunstmatige mutagenese

Mensen vanaf het allereerste begin van hun bestaanzijn bezig met de kennis van zichzelf en de wereld om hen heen. En vaak leidt onderzoeksactiviteit tot het feit dat mensen opzettelijk interfereren met de gebruikelijke processen, waardoor ze de gang van zaken schenden en duidelijke veranderingen introduceren die niet alleen van invloed zijn op de omringende natuur, maar ook op de persoon.

definitie

Mutagenese is een proces van veranderingen in de structuur van DNA, resulterend in een mutatie van het lichaam.

Er zijn twee soorten mutagenese: kunstmatig (geïnduceerd) en natuurlijk (spontaan).

Geschiedenis van detectie

In 1899 was de Russische wetenschapper Korzhinsky dateen wetenschappelijke verklaring van de mutagenese wordt gegeven. In 1900 ging de geneticus Frisem door met het bestuderen van het fenomeen, en het was deze wetenschapper die de huidige definitie van mutagenese gaf.

Deze twee wetenschappers hebben de volgende bepalingen van zijn theorie afgeleid:

1. Alle mutatieprocessen zijn plotseling, zoals intermitterende veranderingen in symptomen.
2. De verkregen nieuwe vormen zijn stabiel.
3. Mutaties "bouwen" geen opeenvolgende reeksen, accumuleren niet in de buurt van het middelste type. Dit onderscheidt significant mutationele veranderingen van erfelijke veranderingen.
4. Gelijkaardige mutaties kunnen periodiek voorkomen.
5. Afhankelijk van het aantal onderzochte individuen neemt de kans op het vinden van een mutatie toe.
6. Mutaties hebben zowel schade als voordeel.

Waarom er mutaties zijn

Meestal treedt mutagenese op wanneer fouten worden gemaakt bij het verdubbelen en herstellen van DNA-ketens, wanneer de chromosomen tijdens meiose worden verbroken naar de polen.

Over het algemeen is er in elke cel een constanteherstel van gebroken DNA-strengen. Als het herstel van DNA-integriteit echter niet optreedt, zullen alle fouten in de genetische code zich ophopen, wat uiteindelijk tot een mutatieproces leidt.

Spontane mutagenese

Het komt voor onder natuurlijke ontwikkelingsomstandigheden, wanneer geen mutagenen van buitenaf werken.

Wat zijn de redenen voor het uiterlijk van een dergelijke soort:

• Exogeen (of extern): stralingsstraling, extreem lage of hoge temperaturen.
• Endogeen (of intern). Deze omvatten plotseling gevormd in de metabolieten van het lichaam, die de vorming van mutatieprocessen doen ontwaken.

Bijvoorbeeld in de arctische koude zonesvegetatie heeft een polyploïde vorm. Dit hangt af van het feit dat een aantal genomische mutaties worden gevormd in planten bij abnormaal lage temperaturen tijdens vegetatie.

Wetenschappers geloofden dat lange tijdfactoren van voorkomen van natuurlijke mutagenese zijn kosmische golven en natuurlijke stralingsstraling. In de loop van de studies werd echter gevonden dat slechts een klein deel van de spontane mutagenese wordt gevormd door de inwerking van straling.

Het is gebleken dat de oorzaak lokale kleine afwijkingen van de thermische beweging van de deeltjes zijn.

geïnduceerde

Mutagenese van het kunstmatige type is het proces van het creëren van kunstmatige mutaties om het benodigde materiaal te verkrijgen.

In de plantenveredeling zijn bijvoorbeeld wetenschappers van toepassingmutagene factoren die het oorspronkelijke genotype transformeren. In de loop van dit worden gemuteerde plantensoorten met nieuwe kenmerken en vormen die niet worden gevonden in hun oorspronkelijke soort, verkregen.

Daarom kan worden gezegd dat geïnduceerde mutagenese in selectie een belangrijke rol speelt bij het verkrijgen van nieuwe variëteiten.

Spontane-type mutagenesewerkwijzen

Het mechanisme lijkt op het breken van een fragmentDNA. Als het met onnauwkeurigheden is uitgevoerd, is de vorming van een mutatie onvermijdelijk. Als de overtreding plaatsvond in een onbelangrijk deel van het DNA, of andersom, in een zinvol fragment, zal de mutatie verschijnen, maar er zullen er nooit meer verschijnen.

Mutagenen: fysisch en chemisch

Mutagenen zijn verschijnselen die mutationele veranderingen in het lichaam veroorzaken. Door de aard van hun oorsprong zijn ze allemaal verdeeld in fysiek en chemisch.

Fysieke mutagenen omvatten:

1. Ioniserende straling.
2. Temperatuur.
3. Vochtigheid.

De methoden van hun impact zijn als volgt:

• Vernietiging van de integrale structuur van chromosomen en genen.
• Vrijgave van vrije radicalen die een wisselwerking met DNA aangaan.
• Overtreding van de integriteit van de draden van de chromatine spil van deling.
• Het uiterlijk van dimeren - de vorming van afzonderlijke complexen van pyrimidine-basen van één DNA-keten.

Chemische mutagenen zijn als volgt:

1. Chemische stoffen van organische en anorganische aard.
2. Stoffen van synthetische aard die voorheen niet in de natuur werden aangetroffen.
3. Natuurlijke stoffen na fabrieksverwerking, bijvoorbeeld kolen en olie.
4. Sommige medicijnen, verdovende middelen, bepaalde soorten antibiotica.

Het mechanisme van chemische mutagenen is als volgt:

• Alkylatie van nucleotide-complexen van DNA.
• Substitutie van stikstofhoudende basen op soortgelijke grondslagen.
• Vertraging van de synthese van nucleïnezuurprecursoren.

Is er een voordeel van mutagenese?

We kunnen dus met vertrouwen zeggen dat mutagenese een fenomeen is dat kan reflecteren op de toestand van het lichaam.

Als het mutageen invloed heeft op het "onbeduidende" fragmentDNA, in feite zal het organisme geen veranderingen ondergaan. Mutaties zullen bestaan ​​in het "geheugen" van DNA en worden geërfd en uiteindelijk volledig verdwijnen.

Maar als mutagenesefactoren een significant effect hebbeneen fragment van DNA, waardoor de standaard aminozuursequentie wordt verbroken, dit leidt tot onomkeerbare veranderingen in het lichaam. En als de mutatie wordt gedetecteerd in de overgrote meerderheid van individuen van een bepaalde soort, dan zal dit in de toekomst leiden tot significante veranderingen in de karakteristieke kenmerken van de soort.

Omdat mutagenese een schending is van de normale integriteit van DNA, kunnen mutaties het lichaam schaden.

Het overweldigende aantal mutaties kan de vitale activiteit van organismen verminderen en het optreden van ernstige ziekten veroorzaken.

De gevolgen van mutagenese, die worden gevormd insomatische cellen, worden niet overgedragen met genetisch materiaal aan de volgende generatie. Maar als een resultaat van mitotische deling, wanneer nieuwe cellen die het weefsel vormen verschijnen, kan tumorsamenstelling ontstaan.

Mutaties die de geslachtscellen beïnvloeden, kunnen worden overgedragen aan de volgende generatie.

Case study: een mutatie die leidt tot het verschijnen van verkorte vleugels in een van de vertegenwoordigers van het insect zal zich vervolgens manifesteren in de overblijvende soort, en als deze insecten in een windstille omgeving leven, zal het moeilijk zijn om zich te verplaatsen. In dit geval is het een verworven ziekte of zelfs een lelijkheid.

Maar als sterke winden in dit gebied beginnen te waaien, dan zullen de oorspronkelijke soorten insecten met lange vleugels last hebben van ongemakken, en kortevleugelige, integendeel, zal voordelen hebben.

Dus kan worden gezegd dat mutaties aanleiding kunnen geven tot een nieuw soort organismen door de genomische structuur van de bestaande soort te veranderen.