Види мутацій. Мутагени.

Якщо мутація змінює лише один ген (замі­на, втрата чи додавання пари нуклеотидів), це є прикладом генної мутації. У випадку, коли зачіпається комплекс генів на хромосо­мі (заміна, втрата, додавання чи зміна місця розміщення ділянки хромосоми),— це приклад хромосомної мутації. А коли зміни від­буваються на рівні геному (зміна кількості окремих хромосом чи всього хромосомного набору) — це приклад геномної мутації. Роз­глянемо їх докладніше.

Геномні мутації. Гаплоїдний набір хромосом, а також сукуп­ність генів, які знаходяться в гаплоїдному наборі хромосом, нази­вають геномом. До геномних мутацій відносять поліплоїдію й гетероплоїдію (анеуплоїдія).

Поліплоїдія — це збільшення диплоїдної кількості хромосом шляхом додавання цілих хромосомних наборів у результаті пору­шення мейозу.

Статеві клітини мають гаплоїдний набір хромосом (n), а для зи­гот і соматичних клітин більшості організмів характерний дипло­їд ний набір (2n). У поліплоїдних форм спостерігається збільшення числа хромосом, кратне гаплоїдному набору: 3п — триплоїд, 4п — тетраплоїд, 5п — пентаплоїд, 6n — гексаплоїд тощо. Поліплоїдія досить часто трапляється у рослин. Наприклад, культурні рослини в більшості є поліплоїдами.

У селекційній практиці з метою отримання поліплоїдів на рос­лини діють критичними температурами, іонізуючим випроміню­ванням, хімічними речовинами (найбільш поширений алкалоїд колхіцин).

Гетероплоїдія. У результаті порушення мейозу й мітозу кіль­кість хромосом може змінюватися і ставати некратною гаплоїдно­му набору. Явище, коли яка-небудь із хромосом у генотипі має не дві, а три гомологічні хромосоми, називаються трисомією. Якщо відбувається трисомія за однією парою хромосом, то такий орга­нізм називають трисоміком, і його хромосомний набір буде 2п + 1. Трисомія може бути за будь-якою з хромосом і навіть за кількома. Подвійний трисомік має набір хромосом 2п + 2, потрійний — 2п + З тощо.

Протилежне трисомії явище, тобто втрата однієї хромосоми з пари в диплоїдному наборі, називається моносомією, а орга­нізм — моносоміком; його каріотип — 2 п — 1. За відсутності двох різних хромосом організм буде подвійним моносоміком (2п — 2). Якщо з диплоїдного набору випадають обидві гомологічні хромо­соми, організм називається нулісоміком. Він, як правило, нежит­тєздатний.

Спостереження показують, що багато мутацій шкідливі для організму. Мутації, які знижують життєдіяльність, називають напівлетальними. Не­сумісні з життям мутації називають летальними (з лат. — смер­тельний). Проте певна частина мутацій може бути корисною. Такі мутації є матеріалом для прогресивної еволюції, а також для селекції цінних порід свійських тварин і сортів культурних рослин. «Корисні» мутації в поєднанні з добором лежать в основі еволюції.

Фактори, які здатні індукувати мутаційний ефект, називають мутагенними. Встановлено, що будь-які фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, які можуть порушувати гомеостаз, здатні викликати мутації. Традиційно їх ділять на фізичні (випро­мінювання, ультразвук, температура тощо), хімічні (хімічні спо­луки різної природи) та біологічні (віруси, токсини).

Яке значення мутацій у природі та житті людини?

Мутації є основним джерелом спадкової мінливості — одного з факторів еволюції організмів. Завдяки мутаціям з'являються нові алелі (їх називають мутантними). Більшість мутацій шкідлива для живих істот, оскільки вони знижують їхню пристосованість до умов існування. Проте нейтральні мутації за певних змін середовища існування можуть виявитися корисними для організмів.

Мутації широко застосовують у селекції рослин і мікроорганізмів, оскільки вони дають змогу збільшити різноманітність вихідного матеріалу і тим самим підвишцти ефективність селекційної роботи. Використовують мутації і для розроблення генетичних методів боротьби з шкідниками сільського і лісового господарств, кровосисними комахами.

У лабораторних умовах на самців шкідливого для людини виду діють мутагенними факторами (наприклад, рентгенівськими променями), які впливають на статеві клітини. Внаслідок цього такі самці стають нездатними до запліднення, їх випускають у природу, де вони паруються з самками. Відкладені цими самками яйця — нежиттєздатні. Так, не забруднюючи довкілля отрутохімікатами, можна достатньо ефективно знижувати чисельність шкідливих і кровосисних видів.