Η μεταλλαξιογένεση είναι τι; Φυσική και τεχνητή μεταλλαξογένεση

Άνθρωποι από την αρχή της ύπαρξής τουςεμπλέκονται στη γνώση του εαυτού τους και του κόσμου γύρω τους. Και συχνά η ερευνητική δραστηριότητα οδηγεί στο γεγονός ότι οι άνθρωποι παρεμβαίνουν σκόπιμα στις συνήθεις διαδικασίες, παραβιάζοντας έτσι την πορεία των γεγονότων και εισάγοντας προφανείς αλλαγές που επηρεάζουν όχι μόνο τη φύση, αλλά και το άτομο.

Ορισμός

Η μεταλλαξιογένεση είναι μια διαδικασία αλλαγών στη δομή του DNA, με αποτέλεσμα τη μετάλλαξη του σώματος.

Υπάρχουν δύο τύποι μεταλλαξιογένεσης: τεχνητή (προκληθείσα) και φυσική (αυθόρμητη).

Ιστορικό ανίχνευσης

Το 1899, ο ρώσος επιστήμονας Korzhinsky ήτανπαρέχεται επιστημονική εξήγηση της μεταλλαξιογένεσης. Το 1900, ο γενετιστής Frisem συνέχισε τη μελέτη του φαινομένου, και αυτός ο επιστήμονας έδωσε τον σημερινό ορισμό της μεταλλαξιογένεσης.

Αυτοί οι δύο επιστήμονες έχουν πάρει τις ακόλουθες διατάξεις της θεωρίας του:

1. Όλες οι διαδικασίες μετάλλαξης είναι ξαφνικές, όπως οι διαλείπουσες αλλαγές στα συμπτώματα.
2. Οι νέες μορφές που έχουν ληφθεί είναι σταθερές.
3. Οι μεταλλάξεις δεν "χτίζουν" διαδοχικές σειρές, δεν συσσωρεύονται κοντά στον μεσαίο τύπο. Αυτό διαφοροποιεί σημαντικά τις μεταλλακτικές αλλαγές από τις κληρονομικές αλλαγές.
4. Παρόμοιες μεταλλάξεις μπορούν να εμφανιστούν περιοδικά.
5. Ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων που εξετάζονται, η πιθανότητα να βρεθεί μια μετάλλαξη αυξάνεται.
6. Οι μεταλλάξεις φέρουν και βλάβη και όφελος.

Γιατί υπάρχουν μεταλλάξεις

Τις περισσότερες φορές, η μεταλλαξογένεση συμβαίνει όταν γίνονται σφάλματα κατά τον διπλασιασμό και την αποκατάσταση αλυσίδων DNA, όταν τα χρωμοσώματα διασπώνται στους πόλους κατά τη διάρκεια της μείωσης.

Γενικά, σε κάθε κυψέλη υπάρχει μια σταθεράαποκατάσταση των σπασμένων κλώνων DNA. Ωστόσο, εάν δεν αποκατασταθεί η ακεραιότητα του DNA, τότε θα συσσωρευτούν όλα τα σφάλματα στον γενετικό κώδικα, πράγμα που τελικά οδηγεί σε μια μεταλλακτική διαδικασία.

Αυθόρμητη μεταλλαξογένεση

Παρουσιάζεται υπό φυσικές συνθήκες ανάπτυξης, όταν κανένας μεταλλαξιογόνος παράγοντας δεν ενεργεί από έξω.

Ποιοι είναι οι λόγοι για την εμφάνιση ενός τέτοιου είδους:

• Εξωγενείς (ή εξωτερικοί): ακτινοβολία ακτινοβολίας, εξαιρετικά χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες.
• Ενδογενής (ή εσωτερική). Αυτές περιλαμβάνουν ξαφνικά σχηματίζονται στους μεταβολίτες του σώματος, οι οποίες αφυπνίζουν τον σχηματισμό μεταλλακτικών διεργασιών.

Για παράδειγμα, στις αρκτικές κρύες ζώνεςη βλάστηση έχει πολυπολιδική μορφή. Αυτό εξαρτάται από το γεγονός ότι πολλές γενωμικές μεταλλάξεις σχηματίζονται σε φυτά σε ανώμαλα χαμηλές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της βλάστησης.

Για πολύ καιρό οι επιστήμονες το πίστευανοι παράγοντες εμφάνισης φυσικής μεταλλαξιογένεσης είναι τα κοσμικά κύματα και η φυσική ακτινοβολία ακτινοβολίας. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια των μελετών, διαπιστώθηκε ότι σχηματίζεται μόνο ένα μικρό κλάσμα αυθόρμητης μεταλλαξογένεσης από τη δράση της ακτινοβολίας.

Βρέθηκε ότι η αιτία είναι τοπικές μικρές αποκλίσεις της θερμικής κίνησης των σωματιδίων.

Προκαλείται

Η μεταλλαξιογένεση τεχνητού τύπου είναι η διαδικασία δημιουργίας τεχνητών μεταλλάξεων, για να αποκτηθεί το απαραίτητο υλικό.

Για παράδειγμα, στην εκτροφή φυτών, οι επιστήμονες εφαρμόζουνμεταλλαξιογόνους παράγοντες που μετασχηματίζουν τον αρχικό γονότυπο. Κατά την πορεία αυτή, αποκτώνται μεταλλαγμένα είδη φυτών με νέα χαρακτηριστικά και μορφές που δεν απαντώνται στο αρχικό τους είδος.

Επομένως, μπορεί να ειπωθεί ότι η επαγόμενη μεταλλαξογένεση στην επιλογή διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην απόκτηση νέων ποικιλιών.

Μέθοδοι μεταλλαξιογένεσης αυθόρμητου τύπου

Ο μηχανισμός του μοιάζει να σπάει ένα κομμάτιDNA. Αν έγινε με τα λάθη, ο βαθμός της μετάλλαξης είναι αναπόφευκτη. Εάν η παραβίαση συνέβη σε ένα ασήμαντο περιοχή του DNA, ή το αντίστροφο, με έναν σημαντικό θραύσμα, εμφανίζεται η μετάλλαξη, αλλά μόνο μία φορά και δεν θα είναι πλέον φαίνεται.

Μεταλλαξιογόνα: φυσικά και χημικά

Τα μεταλλαξιογόνα είναι φαινόμενα που προκαλούν μεταβολικές μεταβολές στο σώμα. Από τη φύση της προέλευσής τους, όλοι χωρίζονται σε φυσικές και χημικές.

Τα φυσικά μεταλλαξιογόνα περιλαμβάνουν:

1. Ιονίζουσα ακτινοβολία.
2. Θερμοκρασία.
3. Υγρασία.

Οι μέθοδοι των επιπτώσεών τους έχουν ως εξής:

• Καταστροφή της αναπόσπαστης δομής των χρωμοσωμάτων και των γονιδίων.
• Απελευθέρωση ελεύθερων ριζών που αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με το DNA.
• Παραβίαση της ακεραιότητας των νημάτων της ατράκτου χρωματίνης της διαίρεσης.
• Η εμφάνιση των διμερών - ο σχηματισμός των απλών συμπλοκών βάσεων πυριμιδίνης μιας αλυσίδας DNA.

Τα χημικά μεταλλαξιογόνα είναι τα ακόλουθα:

1. Χημικές ουσίες οργανικής και ανόργανης φύσης.
2. Ουσίες συνθετικής φύσης που δεν βρέθηκαν στη φύση πριν.
3. Φυσικές ουσίες μετά από επεξεργασία στο εργοστάσιο, για παράδειγμα, άνθρακας και πετρέλαιο.
4. Ορισμένα φάρμακα, ναρκωτικά, ορισμένα είδη αντιβιοτικών.

Ο μηχανισμός των χημικών μεταλλαξιογόνων είναι ως εξής:

• Αλκυλίωση συμπλεγμάτων νουκλεοτιδίων του ϋΝΑ.
• Υποκατάσταση των αζωτούχων βάσεων σε βάσεις παρόμοιας φύσης.
• Επιβράδυνση της σύνθεσης των προδρόμων νουκλεϊκών οξέων.

Υπάρχει κάποιο όφελος από τη μεταλλαξιογένεση;

Έτσι, μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι η μεταλλαξιογένεση είναι ένα φαινόμενο που μπορεί να προβληματιστεί για την κατάσταση του σώματος.

Εάν το μεταλλαξιογόνο προϊόν επηρεάζει το "ασήμαντο" θραύσμαDNA, τότε, στην πραγματικότητα, ο οργανισμός δεν θα υποστεί καμία αλλαγή. Οι μεταλλάξεις θα υπάρχουν στη μνήμη του DNA και θα κληρονομούνται και τελικά θα εξαφανιστούν τελείως.

Αλλά εάν οι παράγοντες μεταλλαξογένεσης επηρεάζουν ένα σημαντικόένα θραύσμα του DNA, ως αποτέλεσμα του οποίου θα σπάσει η τυπική ακολουθία αμινοξέων, θα οδηγήσει σε μη αναστρέψιμες αλλαγές στο σώμα. Και αν η μετάλλαξη εντοπιστεί στη συντριπτική πλειοψηφία των ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους, τότε στο μέλλον αυτό θα οδηγήσει σε σημαντικές αλλαγές στα χαρακτηριστικά των ειδών.

Επειδή η μεταλλαξιογένεση αποτελεί παραβίαση της φυσιολογικής ακεραιότητας του DNA, οι μεταλλάξεις μπορούν να βλάψουν το σώμα.

Ο συντριπτικός αριθμός μεταλλάξεων μπορεί να μειώσει τη ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών και να προκαλέσει την εμφάνιση σοβαρών ασθενειών.

Οι συνέπειες της μεταλλαξιογένεσης, οι οποίες σχηματίζονται στοσωματικά κύτταρα, δεν μεταδίδονται με γενετικό υλικό στην επόμενη γενιά. Αλλά ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης, όταν εμφανίζονται νέα κύτταρα που σχηματίζουν τον ιστό, μπορεί να σχηματιστεί συμπύκνωση όγκου.

Οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν τα σεξουαλικά κύτταρα μπορούν να μεταδοθούν στην επόμενη γενιά.

Μελέτη περίπτωσης: μια μετάλλαξη που οδηγεί στην εμφάνιση σύντομων πτερυγίων σε έναν από τους αντιπροσώπους του εντόμου θα εκδηλωθεί αργότερα στα υπόλοιπα είδη και αν αυτά τα έντομα ζουν σε μια περιοχή άνυδρου, θα είναι δύσκολο για αυτούς να κινηθούν. Στην περίπτωση αυτή, θα είναι μια επίκτητη ασθένεια ή ακόμα και μια ασχήμια.

Αλλά εάν οι ισχυροί άνεμοι αρχίσουν να φυσούν σε αυτή την περιοχή, τότε τα αρχικά είδη εντόμων με μακριές πτέρυγες θα υποφέρουν από δυσκολίες, ενώ τα κοντόφθαλμα, αντίθετα, θα έχουν πλεονεκτήματα.

Έτσι, μπορεί να ειπωθεί ότι οι μεταλλάξεις μπορούν να οδηγήσουν σε ένα νέο είδος οργανισμών μεταβάλλοντας τη γονιδιωματική δομή του υπάρχοντος είδους.