Виды мутаций. Примеры. Причины.

В биологии все виды мутаций являются одним из эволюционных факторов, так как они могут имеют шанс быть унаследованными потомками мутировавшего организма, микроорганизма или даже клетки, передав эти изменения дальше, что в конечном счёте приведёт к изменению генома. Мутационные процессы, таким образом, оказывают влияние на ход эволюции, причём сами мутации можно разделить на три группы – полезные, нейтральные и вредные. Как показывает изучение закономерностей мутационных процессов, полезных среди них меньше всего, но влияние модификационной изменчивости и этих самых процессов на естественный отбор очень велико.

---

Геномные мутации

Говоря простым языком, это изменение числа хромосом организма. В основном, их причина – нестандартное расхождение хромосом в процессе деления.

• Пример геномной мутации у человека: синдром Дауна, который вызывается наличием “лишней” хромосомы. У человека с этим синдромом хромосом не 46, а 47.
• Пример геномной мутации у растений: полиплойдия. Но в ней нет ничего страшного – например, большинство культурных растений имеют эту мутацию.

Генные мутации

Это изменение нуклеотидной последовательности в одной молекуле ДНК. При этом в том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, мутация называется точечной. При точечной мутации одно азотистое основание в ДНК или РНК заменяется другим. Если же один участок ДНК заменяется участком другой длины и другого нуклеотидного состава, то такая генная мутация уже называется не точечной, а сложной. Строго говоря, к генной мутации может приводить не только замена одного нуклеотида другим, но и просто вставка другого нуклеотида (без выпадения прежнего) или, наоборот, выпадение нуклеотида без его замены на другой.

Пример генной мутации у растений

• Гигантизм у растений. Возникает он именно из-за генной мутации.

Пример генной мутации у животных и человека

• Фенилкетонурия. Это встречающееся у людей наследственное заболевание, кстати, одно из немногих, поддающихся успешному лечению. Оно связано с нарушением метаболизма аминокислот, главным образом фенилаланина.

Хромосомные мутации

В отличие от геномных мутаций, они возникают не из-за “неправильного” числа хромосом, а из-за их повреждения. При этом у многих людей можно найти признаки хромосомных мутаций, которые при этом никак не влияют ни на их здоровье, ни на внешность, ни на умственное развитие. Но в некоторых случаях из-за этого мутационного процесса могут возникать хромосомные болезни, которые приводят к наследственным заболеваниям. При этом хромосомные мутации делятся на две категории:

• Внутрихромосомные. Это преобразование генетического материала в пределах одной хромосомы.
• Межхромосомные. Это перестройки, в результате которых две негомологичные хромосомы обмениваются своими участками. Негомологичные хромосомы содержат разные гены и не встречаются в процессе мейоза.

Мутации в соматических клетках

Как мы знаем из биологии, к соматическим клеткам относятся все клетки тела, не имеющие прямого отношения к процессу полового размножения. Соматические мутации возникают в клетках тела и обусловливают мозаичность организма, то есть образование в нём отдельных участков тела, тканей или клеток с отличным от остальных набором хромосом или генов. При этом у них могут возникать мутации всех типов, что и у половых клеток. Одной из их причин, например, могут послужить различные виды излучения. Соматические мутации возникают в соматических клетках, проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Мутации, возникающие в соматических клетках, наследуются дочерними клетками, которые образуются в процессе митотических делений.

• Пример соматической мутации: окраска шерсти у валлийских овец, у которых присутствует чёрное пятно под хвостом, отличающееся по цвету от остальной части шерстного покрова. Эта мутация могла проявиться либо как доминантная, либо как рецессивная при потере части или всей гомологичной хромосомы.

Генеративные мутации

Это мутации, возникающие в клетках полового зачатка и в половых клетках. Собственно, только это и отличает их от соматических мутаций, так как эволюционная ценность генеративных и соматических мутаций различна, она определяется типом размножения организма. При этом генеративные мутации по своей природе ничем не отличаются от соматических.

• Пример генеративной мутации: синдром Дауна у человека. Значительное количество эмбрионов в таких случаях не выживает вовсе, но те из них, что успешно появляются на свет и остаются в живых в первые годы, имеют все шансы дожить до преклонных лет.

Результаты мутаций

Они могут быть самыми разными, как положительными, так и нейтральными или отрицательными. При этом повлиять на дальнейший эволюционный процесс имеют больше шансов именно положительные мутации, так как они предоставляют живым организмам определённые конкурентные преимущества. Отрицательные мутации, которые ослабляют организм тем или иным образом, напротив, снижают шансы организма-мутанта на выживание.

Свойства мутаций

• Они всегда возникают внезапно.
• Они могут передаваться по наследству.
• Из-за отсутствия у них направленного характера их появление невозможно предсказать.
• Они могут быть как полезными, так и вредными или нейтральными.
• Сходные мутации могут возникать многократно.

Причины мутаций

• Биологические факторы. Современной наукой уже доказано, что некоторые организмы обладают мутагенным действием. Например, вирусы и некоторые грибки.
• Физические факторы. В эту категорию попадают различные виды излучения (ионизирующее, ультрафиолетовое), а также повышенная температура окружающей среды. В таких условиях происходит повреждение молекул ДНК.
• Химические факторы. Из-за мутагенного воздействия некоторых химических веществ могут возникнуть мутации. К таковым веществам относятся формальдегид, свинец, ртуть, их соединения, а также некоторые другие химические элементы.