Индуцированный мутагенез: причины возникновения
Причины возникновения индуцированного мутагенеза долгие годы волновали учёных, пока всё же не была обнаружена проблема, приводящая к таким мутациям. Как выяснилось: спонтанный и индуцированный мутагенез возникает, если на организм действуют какие либо физические или химические факторы. Такие проблемы могут появиться при любых условиях, то есть причины возникновения индуцированного мутагенеза могут появиться и при вполне нормальной жизни. В основном мутации происходят в генеративных и в соматических тканях живого организма.
Во многом индуцированный мутагенез происходит вследствие возникновения наследственных изменений при направленных воздействиях не только внешней, но и внутренней среды. Мутации, которые происходят без установленных причин, учёные называют спонтанным мутагенезом. В основном мутационная изменчивость происходит под влиянием на организм двух факторов, а частота проявления таких мутаций может зависеть от многих факторов, но чаще всего это:
- Основные генотипы живых организмов.
- Различные фазы онтогенеза, а также его стадии.
- Основные стадии гаметогенеза, а также митотического и мейотического строения циклов хромосом у живых организмов.
Мутации у любого живого организма могут проявляться, как скачкообразно и внезапно, так и наследоваться, передаваясь из поколения в поколение. Как и при индуцированном, так и при спонтанном мутагенезе мутации могут проявлять себя по-разному, они могут появиться повторно, а мутации может подвергнуться любая часть хромосомы живого организма. К тому же возникающие мутации могут быть не только вредными, но и полезными, а также рецессивными и доминантными.
Мутации, возникающие при индуцированном мутагенезе, можно объединить в группы и классифицировать по типу и характеру проявления, а также по месту и уровню возникновения спонтанного мутагенеза. Многие мутации, происходящие в живом организме, приносят больше вреда чем пользы, так как нарушают и без того хрупкую систему биохимических превращений. Зачастую при спонтанном и индуцированном мутагенезе, мутации появляются сразу в гомо- и гетерозиготных организмах, например у людей это особо тяжёлое заболевание — гемофилия. Именно при таких мутациях у живых организмов нет ни малейшего шанса на выживание, поэтому они погибают, не достигнув основной стадии развития.
Несмотря на то, что при спонтанном и индуцированном мутагенезе, многие гены проявляют устойчивость к мутациям, всё же отдельные виды генов не могут устоять, а значит, подвергаются серьёзным мутационным процессам. Только если соматические мутации обусловлены генотипическим разнообразиям тканей, и не передаются по наследству другим особям, то при доминантных мутациях такие проблемы проявляются сразу и зачастую такой тип мутации либо убивает живой организм, либо частично, а иногда и полностью останавливает развитие, делая размножение этой особи невозможным.
Искусственный мутагенез в селекции
Искусственный и естественный мутагенез
Эксперименты в этой области начались ещё около сотни лет назад, в конце 20-х годов XX века. Именно тогда селекционерами была доказана полезность некоторых мутантных сортов пшеницы, которые им удалось получить с помощью искусственного мутагенеза. Правда, эта тема всё равно не пользовалась популярность, вплоть до 50-х годов, когда достижения в области ядерной физики и химии сделали индуцированный мутагенез востребованным в селекции растений и животных. В настоящее время эксперименты продолжаются, и цели у них могут быть самые разные. Для растений это улучшение их неприхотливости, увеличение стойкости к грибковым инфекциям, увеличение количества собираемого урожая и т.п.
Почему Иран оказался лёгкой добычей арабов в 7 веке
6 главных героев «Барышни-крестьянки» Пушкина с характеристиками
Основные направления искусственного мутагенеза в селекции
- Вызов мутационной изменчивости. Это помогает получить множество мутантных форм для их дальнейшего изучения. Всё по принципу “возможно, среди целой кучи неудачных результатов найдётся что-нибудь полезное”.
- Исправление недостатков. Иногда селекционеры целенаправленно выводят мутантную форму какого-нибудь растения, которая поможет исправить недостатки существующих сортов. Например, получение нового сорта кукурузы, более устойчивого к некоторым заболеваниям, свойственным этим растениям.
- Особые задачи. Это может быть практически что угодно – увеличение рекомбинации генов, перенос фрагментов хромосом одних видов растений к другим, и так далее.
Искусственный мутагенез и гибридизация
Выращиваемые в наши дни сорта хлопка были получены селекционерами с помощью искусственного мутагенеза
Эти два метода селекции могут применяться одновременно, но они сильно отличаются друг от друга. Основным различием является то, что при индуцированном мутагенезе в селекции живой организм (например, растение) подвергается воздействию мутагенных факторов. При этом используется живой организм одного вида! А при гибридизации осуществляется скрещивание организмов разных видов. Есть у этих двух методов, впрочем, и общие свойства – в обоих случаях конечным итогом является новый организм с генотипом, отличным от генотипа его предков. Правда, далеко не всегда результат оказывается положительным, неудачи в этом деле встречаются гораздо чаще, чем успех. Гибриды зачастую оказываются нежизнеспособны, а то и стерильны, особенно если речь идёт о животных, а не о растениях.
