8. Экспериментальдік мутагенез

Генетикалық құрылымдар әрқашан білкелкі болмайды. Өйткені олар кейбір физикалық немесе химиялық факторлардың әсерімен өзгереді. Гендер мен хромосомаларда болатын генетикалық өзгерістер мутациялар деп аталады. Мутациялаған гендердің немесе қайта құрылған хромосомалардың әсерімен болған, өзгерілген белгісі бар, жаңа ағза мутант деп аталады.

Мутациялық өзгерістер әр белгіде болуы мүмкін. Ағзада мутациялар пайдалы және зиянды болады. Көбінесе зиянды, кейбір жағдайда жояды, мысалы хлорофильдік мутациялар.

Мутациялық өзгергіштік табиғатта заңды түрде жүретін процесс. Н.И. Вавилов мәдени өсімдіктердің көптеген түрлерін зерттей отырып, жақын түрлер мен туыстардың тұқым қуалаушылық өзгергіштігінде ұқсақтық бар екенін анықтады, сондықтан 1920ж. тұқымқуалаушылық өзгергіштіктегі гомологиялық қатарлар заңын ашты.

Қазіргі бағалы сорттар мен будандарды құрастыруға, кейбір табиғи мутациялардың, қосқан үлесі зор. Мысалы, жапон күздік бидайы Norin 10 сортының тапалдық гені жүздеген интенсивтік типті тапалсабақты сорттарға берілген, олар дүние жүзінде мыңдаған гектарларда егіліп жатыр.

Жүгерінің opaque-2 және flory-2 мутациялары, дәнде ауыспайтын амин қышқылдарын(лизин, метионин) көбейте отырып белок сапасын жақсартатын, олар табиғи мутацияларға жатады.

Швед ғалымдары А.Хагберг пен К.Карлсон 1968ж. арпаның дүниежүзілік Эфиопия коллекциясынан жоғары белокты және жоғары лизинді 3947-Hiproly арпа линиясын бөлді, оны сорттардың сапасын жақсартуға қолданады. Оның белогінде протеин(15-18%) мен лизин(4,1-4,5%) өте көп. Лизиннің көп болуын рецессивтік lys гені бақылайды.

Мысалдарды келтіре беруге болады. Бірақта табиғи мутацияларға көп үміт артуға болмайды. Өйткені олар сирек кездеседі және оларды табу қиын.

Сондықтан өсімдіктер селекциясында қолдан жасалған мутациялардың маңызы зор. Қазіргі уақытта пайдалы белгілері бар мутанттар көп, оларды физикалық және химиялық факторлармен әсер етіп алады.

Мутациялар типтері және олардың болуы

Тұқым қуалаушылық құрылымдарының өзгерулеріне байланысты екі негізгі типтерін бөледі: гендік немесе нүктелік және хромосомдық қайта құрылу. Біріншісі мутациялаған геннің молекулярлық құрылымының өзгерістерімен байланысты, яғни ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің арнайы қатарласуының бұзылуымен. Хромосомалардың құрылымдық өзгерістерімен байланыс болмағандықтан, олар мейозда хромосомалардың конъюгациялануын және кроссинговер процесін бұзбайды. Мутацияның екінші типі хромосомалардың үзілуімен құрылымдық қайта құрылуымен болады. Ол өзгерістердің әрқайсысы жаңа белгі немесе жаңа көрсеткіш әкеледі: селекцияға гендік мутациялар тиімді, өйткені хромосомдық өзгерістер жағымсыз жағдайларға соқтырады.

Көбінесе мутацияларға хромосомалардың саны еселі көбейіп әлде азайғанын жатқызады, геномдық мутациялар деп.

Мутациялар ағзаның қандай болмасын жасушаларында болады. Тұқыммен көбейетін өсімдіктерде ұрпақтарға ұрықтық жасушаларда әлде соматикалық жасушаларда өзгерістер беріледі. Ал вегетативтік көбейетін өсімдіктерде соматикалық жасушаларда болатын өзгерістер вегетативтік ұрпақтарға беріліп жаңа мутанттық клондарға жалғастырылады.

Мутанттық ұрпақта барлық мутациялар көріне бермейді. Мысалы, диплоидтық түрдің гаметасындағы рецессивтік мутация сыртқы пішінімен байқатпайды. Ол жағдай зигота қалыптасқанда екі мутацияланған гендері бар екі гамета кездескенше болады.

Доминанттық мутация рецессивтікке қарағанда дарақтардың ұрпағында көрінеді, егер ол жыныстық жасушаларда болса.

Рецессивтік соматикалық мутацияның доминанттықтан айырмашылығы, доминанттық аллель болса, ол өзгерістерін көрсете алмайды. Тек осы генмен гетерозиготты жасушаларда өзгерістер байқалады.

Доминанттық немесе орташа доминанттық мутацияның өзіде әрқашан ұрпақта көрінбейді. Ол жағдай, бір белгіні бірнеше геннің әсері болдырса болады. Олай сандық белгілер тұқым қуалайды, мысалы өнімділік, өсімдік биіктігі т.б. Селекциялық жағынан ондай микромутациялар құнды болады.