Геномные мутации

Геномные мутации – мутации, связанные с изменением числа хромосом в клетке, вследствие нарушения функций ахроматинового веретена в мейозе ( приводит к образованию аномальных гамет )

• Идентифицируются в световой микроскоп

• Вызывают значительные изменения фенотипа и реализуются в первом поколении

• Выделяют : полиплоидию, анеуплоидию и гаплоидию

Полиплоидия

Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом в клетке ( гаплоидный набор хромосом - n повторяется не 2 раза , а множество раз - до 10 -1000 ) ; 3n - триплоиды , 4n - тетраплоиды , 5n -пентаплоиды , 6n - гексаплоиды и т. д.

• Полиплоиды с многократным повторением одного и того же основного набора хромосом (одного биологического вида) называются автополиплоидами

Причина возникновения автоплоидов :

1. Инактивация веретена деления в мейозе1 , приводящая к образованию гамет с нередуцированным числом хромосом ( 2 n ) и слияние таких гамет с нормальными (n ) или с аналогичными при оплодотворении ( 2n + n = 3n ; 2n + 2n = 4n ) - мейотическая полиплоидизация

2. Деление хромосом в митозе без последующего деления клетки ( эндомитоз , выпадение цитокинеза ) - митотическая полиплоидизация

3. При слиянии соматических клеток

4. Экспериментально достигается действием температурных шоков или воздействием ряда веществ ( наиболее эффективны алкалоид колхицин , атропин, стрихнин, наркотики )

Значение полиплоидии

1. Полиплоидия у растений характеризуется увеличением размеров клеток , вегетативных и генеративных органов - листье , стеблей , цветов , плодов , корнеплодов и проч. , увеличением продуктивности , устойчивости к неблагоприятным факторам среды ( засухе , морозу , болезням )

• Распространена в основном у растений ( более трети всех цветковых растений полиплоидны , до 80% растений северных широт , высокогорных растений и подавляющее число сельскохозяйственных растений тоже )

• Более высокая устойчивость полиплоидных форм растений к неблагоприятным факторам среды объсняется меньшей вероятностью проявления в фенотипе рецессивных аллелей

• Растения , имеющие нечётный набор геномов - 3n , 5n характеризуются резким снижением плодовитости и гибелью в связи с образованием гамет с несбалансированным числом хромосом , вследствие нарушения коньюгации в мейозе ( этого не наблюдается у полиплоидов с чётным числом геномов - 4n , 6n )

Полиплоидные ряды - виды одного рода , имеющие число хромосом , кратное n ( гаплоидному набору )

* у пшеницы известны виды , имеющие 2n , 4n , 6n

* у картофеля полиплоидный ряд представлен видами 12 , 24 , 36 , 48 , 60 , 72 , 96 , 108 и 144 хромосомами

2. У высших животных полиплоидия летальна , вследствие нарушения механизма хромосомного определения пола ;

• Возможна, полезна и даже широко распространена у простейших и некоторых плоских червей ; в эксперименте полиплоиды получены у тутового шелкопряда , аскариды , дождевого червя , бабочек , тритона , амфибий , ящериц , индюка , мыши кролика ; часто встречаются полиплоидные клетки в тканях печени нервной системы , соединительной и эпителиальной ткани

• Полиплоиды раздельнополых животных бесплодны

• У человека обнаружены полиплоидные зародыши , заканчивающиеся выкидышами , описаны единичные случаи рождения три - и тетраплоидных детей , продолжительность жизни которых варьировала от 15 минут до 7 суток ,

3. Полиплоидия является одним из перспективных направлений эволюции у растений и ряда беспозвоночных

2. Широко используется как метод селекции