Генеративные и соматические мутации

Мутации могут возникать в любой клетке многоклеточного организма. Те из них, которые возникают в гаметах, называются генеративными. Мутации, возникающие в соматических клетках, называются соматическими.

Генеративная мутация может возникнуть на любом этапе развития половых клеток. Если это происходит на ранних стадиях, то число мутантных клеток пропорционально числу клеточных делений после появления мутации. В этом случае мутацию несет целая группа половых клеток; их называют пучком мутаций. Мутации, возникшие на последних этапах развития половых клеток, остаются единичными.

Соматическая мутация проявляется мозаично. Особи, несущие участки мутантной ткани, называют мозаиками, или химерами. Чем раньше в онтогенезе возникает соматическая мутация, тем большим оказывается участок ткани, несущий данную мутацию, и чем позднее – тем меньшим. Пример: соматическая мутация окраски шерстного покрова у овцы – черное пятно на фоне коричневой окраски. Подобные явления иногда встречаются у растений, животных и человека.

Соматические и генеративные мутации различаются возможностью наследования: генеративные всегда передаются по наследству. У соматических мутаций две судьбы:

а) они не сыграют роли в наследственности, если организм размножается исключительно половым путем;

б) они могут передаться потомству, если организм способен размножаться бесполым путем, например, при вегетативном размножении у растений.

Одним из видов соматических мутаций у растений являются почковые мутации, возникающие в меристемных клетках точки роста стебля. В этом случае весь побег, развившийся из этой клетки, в том числе цветок, будет нести мутантный признак. Почковые мутации были известны давно и назывались спортами.

Соматические мутации могут вызывать злокачественные опухоли у человека и животных. Они имеют также отношение к процессам старения, так как с возрастом может происходить накопление физиологических мутаций.

Классификация мутаций по адаптивному значению

Летальные и сублетальные мутации вызывают гибель или снижение жизнеспособности организма. Мутации, увеличивающие жизнеспособность особей, повышающие плодовитость, относят к полезным. Пример – мутация, приводящая к увеличению синтеза антибиотиков в клетках грибов – продуцентов антибиотиков: она увеличивает вероятность выживания таких клеток среди других микроорганизмов. Мутации, которые не влияют на вероятность выживания особи или оставления ею потомства, называются нейтральными.

Классификация мутаций по их адаптивному значению также условна, так как при изменений условий внешней среды мутации из полезных могут стать вредными и наоборот. У дрозофилы мутанты с белыми глазами в нормальных условиях обладают пониженной жизнеспособностью по сравнению с мухами дикого типа. При повышении температуры белоглазые мухи оказываются более приспособленными и успешно конкурируют с красноглазыми. Другой пример: ярко-зеленый хлорофилльный мутант (полезная мутация) у ячменя, который давал значительно больший урожай на севере Швеции. На юге эта мутация оказалась нейтральной.

Признаки, полезные с точки зрения хозяйственной, могут быть нейтральными или даже вредными биологически. Например, мутация у грибков по способности синтезировать антибиотик хозяйственно тем полезнее, чем больше антибиотиков синтезирует клетка – продуцент. Для организма же она является полезной лишь до определенного предела, а потом чрезмерный синтез антибиотика начинает угнетать клетку и может привести ее к гибели.

Еще два важных понятия.

Фенокопия – это явление, когда признак под действием факторов внешней среды изменяется и копирует признаки другого генотипа (ненаследственная изменчивость копирует наследственную). Например, если беременная женщина заразилась токсоплазмозом, то у ребенка может наблюдаться поражение головного мозга (водянка) как при болезни Дауна.

Генокопия – это одинаковое фенотипическое проявление мутаций разных генов. Примером генокопий могут служить различные виды гемофилии, клинически проявляющиеся понижением свертываемости крови, связанные с недостаточностью восьмого или девятого факторов свертывающей системы (гемофилия А и В соответственно).