Поміркуйте

Чому для клітини є важливим збереження структури її ДНК?

Згадайте

• Яку структуру має молекула ДНК?

• Що таке репарація ДНК?

Мутаційна мінливість

Мутаційна мінливість виникає внаслідок змін структури або кількості молекул ДНК. Ви вже ознайомилися з причинами цих порушень і механізмами репарації ДНК, які дозволяють ліквідувати такі порушення. Але якщо механізми ре-парацїї не впораються із завданням, то виникає зміна ДНК, яка буде передаватися нащадкам. Виникне мутація. Слід зазначити, що в багатоклітинних організмах нащадкам буде передано лише ті мутації, які виникли в статевих клітинах.

Мутації

Мутацією (лат. mutatio — зміна) називають зміну ознаки, що зумовлена зміною спадкових структур, перебудовою генетичного апарату. Мутації змінюють генотип особини. Вони виникають раптово, й іноді в результаті цих мутацій в організмі з’являються значні відмінності від вихідної форми (мал. 34.1).

Науковці й науковиці про такі зміни знали давно. Мутаційній мінливості присвятив свої роботи український вчений С. М. Гершензон (більше інформації про його внесок у науку розміщено в додатку наприкінці підручника). Термін мутація належить французькому вченому Г. де Фризу, який на початку XX століття сформулював основні положення теорії мутацій.

Класифікації мутацій

Існує кілька варіантів класифікації мутацій. За типом прояву ознаки в гетерозиготі мутації поділяють на домінантні (проявляються в гетерозиготі) і рецесивні (не проявляються в гетерозиготі). Якщо вони виникають у соматичних клітинах (соматичні мутації), то можуть передаватися нащадкам лише за умови вегетативного розмноження. Якщо ж вони виникають у гаметах (генеративні мутації), то можуть передаватися нащадкам за умов звичайного статевого розмноження.

Генні, хромосомні та геномні мутації

Проте однією з найбільш поширених класифікацій мутацій є їх розподіл за рівнем організації спадкового матеріалу, на якому відбувається мутація. Якщо мутація змінює лише один ген (заміна, утрата чи додавання пари нуклеотидів), це є прикладом генної мутації.

У разі, коли зачіпається комплекс генів на хромосомі (заміна, утрата, додавання чи зміна місця розміщення ділянки хромосоми), це є прикладом хромосомної мутації.

А коли зміни відбуваються на рівні геному (зміна кількості окремих хромосом чи всього хромосомного набору), це є прикладом геномної мутації.

До геномних мутацій належать поліплоїдія і гетероплоїдія (анеуплоїдія). Поліплоїдія — це збільшення кількості хромосом шляхом додавання цілих хромосомних наборів у результаті порушення мейозу (мал. 34.2).

Гетероплоїдія — це зміна кількості хромосом, не кратна гаплоїдному набору. Явище,

коли яка-небудь із хромосом у генотипі має не дві, а три гомологічні хромосоми, називаються трисомією. Трапляється і втрата однієї з гомологічних хромосом — моносомія.

Мутагенні фактори

Фактори, які спричиняють мутації, називають мутагенними. Установлено, що будь-які фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, які можуть порушувати гомеостаз, здатні спричиняти мутації. Традиційно їх поділяють на фізичні (рентгенівське та інші випромінювання, ультразвук, температура тощо), хімічні (хімічні сполуки) та біологічні (віруси, токсини).

Значну загрозу як мутагени для людини можуть становити шкідливі звички. І тютюнопаління, і алкоголь, і наркотичні речовини є досить сильними мутагенними факторами. Вони призводять до підвищення ризику виникнення мутацій у нащадків.

Мутагенні фактори широко застосовують у селекційній практиці з метою отримання нових сортів рослин і порід тварин. Так, на рослини діють критичними температурами, іонізуючим випромінюванням, хімічними речовинами (найбільш поширений алкалоїд колхіцин).

Ключова ідея

Мутації змінюють генотип особини. Вони виникають раптово й порушують структуру ДНК. Існує кілька варіантів класифікації мутацій. За рівнем організації спадкового матеріалу, який пошкоджується, розрізняють генні, хромосомні й геномні мутації. До появи мутацій призводить уплив мутагенних факторів — фізичних, хімічних чи біологічних. Суттєву загрозу як мутагени для людини становлять тютюнопаління, уживання алкоголю й наркотичних речовин.

Перевірте свої знання

1. Що таке мутація?

2. Наведіть приклади мутацій.

3. Які існують типи мутацій?

4. Які фактори можуть бути мутагенними?

5. Чому живі організми можуть бути мутагенними факторами?

6*. Поясніть, у чому полягає ризик для нащадків людини, якщо вона вживає наркотичні речовини.

7*. Запропонуйте та обґрунтуйте заходи захисту від упливу мутагенних факторів. Зробіть постер на цю тему.

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)