44 Вопрос

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

По характеру действия генные мутации могут быть доминант­ными или рецессивными. Чаще мутантный ген обладает рецессив­ным эффектом. Нормальный аллель подавляет при этом дейст­вие измененного гена. По характеру влияния мутантных генов на контроль биосинтеза белков и ферментов вьщеляют пять типов мутаций: гипоморфные, гиперморфные, антиморфные, неоморф-ные и аморфные.

Если ген мутирует в рецессивное состояние, то для мутантно-го аллеля чаще всего характерно уменьшение количества того же самого биохимического продукта, синтез которого определяется исходным доминантным аллелем данного гена. Такие мутации называют гипоморфными. При гиперморфных генных мутациях в отличие от гипоморфных количество биохимического продукта, синтезируемого под контролем данного гена, не уменьшается, а увеличщается. К антиморфным генным мутациям относятся му­тации, при которых мутантный аллель вызывает образование продукта, тормозящего синтез или действие продукта исходного аллеля этого гена. Неоморфные генные мутации характеризуются тем, что мутантный аллель определяет синтез в организме биохи­мического продукта, отличающегося от продукта, специфичного для исходного немутантного аллеля и не взаимодействующего с этим продуктом. Иногда в организме в результате данной мута­ции перестает вырабатываться продукт, характерный для данного гена, т. е. ген полностью инактивируется. Такая мутация называ­ется аморфной.

Молекулярный механизм и причины возникновения генных му­таций. Изучение молекулярной природы генных мутаций пока­зало наличие в структуре ДНК следующих типов изменений, соответствующих участкам отдельных генов: 1) замена (транзи-ции и трансверсии) одних нуклеотидов на другие; 2) вставка или добавление отдельных нуклеотидов в цепочку ДНК; 3) делеция (потеря) отдельных нуклеотидов; 4) делеции групп оснований; 5) инверсия — поворот на 180° отдельных оснований; 6) транспози­ции — перенос пар оснований внутри гена на новое место.

По характеру влияния на процессы транскрипции и трансля­ции вьщеляют три основные категории генных мутаций:

1)миссенс-мутации (транзиции, трансверсии). Возни­кают при замене нуклеотида внутри кодона. Это приводит к вставке на определенном месте в цепи полипептида иной амино­кислоты. В результате может измениться физиологическая роль белка, что создает фон для действия естественного отбора;

2) нонсенс-мутации (транзиции, трансверсии) — появление внутри гена концевых кодонов за счет замены отдель­ных оснований в пределах кодонов. В результате процесс транс­ляции обрывается в месте появления терминального кодона;

3) мутации сдвига рамки чтения. Возникают при появлении внутри гена вставок оснований и делеций.

гены-мутаторы- гены, ускоряющих спонтанную частоту мутаций в других генах.

45 Вопрос

ИНДУЦИРОВАННЫЙ МУТАГЕНЕЗ

Раньше считали, что мутации возникают только под действи­ем внутренних факторов (внутренней среды организма), имею­щих место при синтезе ДНК, репродукции хромосом, делении клеток.

. Однако уже в 1925 г. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов наблюдали широкий спектр мутаций у грибов, вызванных воздействием лучами радия.

Широкий интерес у биологов вызвали сообщения Г. Меллера (1927), обнаружившего мутационное действие рентгеновых лучей у дрозофилы. В дальнейшем у нее при облучении стали получать самые разнообразные мутации, что способствовало изучению строения генетического материала, взаимодействия мутантных генов и др.

Повреж­дения в ДНК, возникающие спонтанно или индуцированно, не всегда реализуются в виде мутаций. Часть из них устраняется или исправляется с помощью специальных репарирующих фер­ментов, содержащихся в клетках. Известно несколько основных механизмов репарации: