Мутация как биологическое явление: виды и причины мутационной изменчивости

Мутация как биологическое явление

Изучая и осваивая природу, люди периодически сталкивались с проявлениями необычных качеств среди обычных организмов. Эти качества впоследствии могли передаваться по наследству. Такое явление получило название «мутация».

Голландский ученый Г. де Фриз считается основоположником учения о мутациях. Он наблюдал мутационные изменения на примере садовых растений. Кроме того, ученый считается и автором термина «мутация».

Известно, что мутации способны возникать в любой из периодов жизни организма, затрагивать не только половые, но и соматические клетки организма. При этом мутации, которые возникают в половых клетках, обязательно передаются по наследству.

Г. де Фриз высказал следующие положения:

• возникновение мутаций носит внезапный характер;
• мутационные изменения являются устойчивыми и способны передаваться по наследству;
• мутации не являются направленными и не носят приспособительный характер. Поэтому они могут быть вредными, нейтральными или полезными для организма;
• одни и те же мутации возникают неоднократно;
• мутации являются универсальными свойствами любого живого организма.

Виды мутационной изменчивости

Мутации возникают в любых клетках организма, в результате чего происходят различные изменения в генетическом аппарате и фенотипе. Все мутации делятся на 2 группы: соматические и генеративные мутации.

У них есть способность передаваться по наследству, но только в случае неполового или вегетативного размножения.

Есть еще одно деление мутаций — оно основано на влиянии мутаций на организм. В этом случае выделяют:

1. Летальные мутации. Как видно из названия, в результате таких мутаций происходит гибель организма.
2. Сублетальные мутации. Они снижают жизнеспособность организма, а в некоторых случаях могут стать причиной его гибели.
3. Нейтральные мутации. В конкретных условиях среды не способны оказывать влияния на жизнеспособность организмов.

Также стоит остановиться на полезных мутациях. В данных условиях они приводят к появлению признаков, благодаря которым организм получает определенные преимущества (в первую очередь это касается выживания).

Однако стоит отметить, что полезные мутации возникают не так уж и часто. Это связано с тем, что мутационный процесс — явление ненаправленное и хаотичное.

Виды генеративных мутаций

В основе деления мутаций также лежит степень изменения наследственного аппарата. Здесь выделяют генные, хромосомные и геномные мутации.

Эти мутации также называются точечными. В случае такой мутации есть вероятность того, что одно азотистое основание заменится на другое, а это, в свою очередь, приведет к замене аминокислот при синтезе белка.

Еще одно название таких мутаций — перестройки или аберрации. Есть несколько типов аберраций:

• нехватка. Это случаи, когда хромосома теряет концевой участок;
• деление. Под ним понимают потерю участка в средней части хромосомы;
• дупликация. Случай, когда участок повторяется несколько раз;
• инверсия. При ней участок хромосомы переставляется на 180 градусов;
• транслокация. Здесь происходит обмен участками между негомологическими хромосомами;
• фрагментация. Это распад хромосом на части.

Такие мутации случаются, когда в ходе деления хромосомы не расходятся к полюсам, а остаются в том же ядре.

Причины мутаций

Довольно долго ученые не могли разгадать и понять причины мутаций. Все изменилось в 1927 году, когда один из сотрудников Т. Х. Моргана — Г. Меллер доказал, что мутации можно вызвать искусственным путем. Таким образом он получил мутации у дрозофил — в результате воздействия на них рентгеновских лучей.

Позже ученые установили факторы, способствующие появлению мутаций. Эти факторы получили название мутагенных. Условно их можно разделить на физические, к которым относят температуру и ионизирующее излучение, химические (химические вещества) и биологические, составляющие вирусы.