Модификационная изменчивость

Как уже было отмечено, организмы, имеющие одинаковые ге­нотипы, но развивающиеся в различных условиях внешней сре­ды могут иметь разные фенотипы. Такое фенотипичное разнооб­разие особей называют - модификационной изменчивостью.

Достаточно однородным материалом могут служить у расте­ний клоны (вегетативно размноженное потомство одного расте­ния) и чистые линии (потомство одного самоопыленного расте­ния).

У микроорганизмов однородным материалом являются также клоны; у животных и человека - однояйцевые близнецы, сейчас этот метод широко используется и получил название «близ­нецового метода».

Однако, более или менее генетически однород­ный материал может быть получен и другими способами: дли­тельным самоопылением у растений и родственным скрещива­нием у животных.

В качестве условий, вызывающих модификационную измен­чивость и помогающих в изучении нормы реакции, могут быть использованы самые разнообразные, точнее, любые условия внешней среды. Обратимся к конкретным примерам.

Изменения окраски в зависимости от температуры наблюда­ют у колорадского жука, у горностаевого кролика и др. Иногда эти изменения сохраняются в течение нескольких поколений. Это длительные модификации.

Однако, в большинстве случаев, окраска у живот­ных - признак стабильный. Так, коровы европейских пород будут иметь одинаковую окраску как при разведе­нии их на родине, так и в Южной Африке.

Значение модификационной измен­чивости. Примером кодификационной изменчивости может служить также стрелолист (Sagiltaria sagitiifoHa), ко­торый имеет различные листья: стрело­видные (надводные), сердцевидные (плавающие) и лентовидные (подвод­ные).

Следовательно, у стре­лолиста наследственно детерминирова­на не определенная форма листа, а способность в некоторых пределах из­менять эту форму в зависимости от условий существования, что, несомнен­но, является приспособительной особенностью организма.

Генные мутации

В ходе репликации самопроизвольно возникает небольшое число ошибок. Вероятность возникнове­ния ошибок повышается под влиянием различных мутагенных факторов (химические реагенты, радиа­ция). Мутанты образуются при изменении порядка оснований.

При изменении только одного основа­ния (точечная мутация) генетическая информация меняется незначительно, и мутанты могут продол­жать существование. Резко выраженные изменения в генах происходят при нарушении последователь­ности большего числа оснований, что обычно не­совместимо с дальнейшим существованием му­танта. Примеры мутаций, приведенные на рис. 1.

Мутагенные вещества и их действие

Мутации происходят в основном за счет веществ из группы алкилирующих соединений. Обладая высокой реакционной способностью, эти вещества алкилируют молекулы ДНК, вводя в них такие радикалы, как метил (СН₃), этил (C₂H₅), пропил (С₃Н₇) и др. Следствием этого является изменение структуры оснований и возможность их ошибочного спаривания, что приводит к возникновению генных мутаций.

В настоящее время, выделена довольно большая группа алкилирующих соединений, в которую входят: нитрозометилмочевина (НММ), нитрозоэтилмочевина (НЭМ), нитрозометилбиурет (НМБ), нитрозодиметилмочевина (НДММ), диметилсульфат (ДМС), диэтилсульфат (ДЭС), этиленимин (ЭИ), окись этилена (ОЭ), 1,4-бис-диазоацетилбутан (ДАВ), этилметансульфонат (ЭМС).

Рисунок 1. Схема мутаций: 1- за­мена С на G; 2- делеция (А выпадает из последова­тельности нуклеотидов); 3- включение (А включает­ся в последовательность нуклеотидов); 4-инверсия (обратная последовательность нуклеотидов: GA вместо AG).