Самостійне вивчення

Тема: Мутаційна мінливість. Види мутацій. Модифікаційна мінливість.

       Мінливість – це властивість живих організмів набувати нових ознак в процесі онтогенезу під впливом факторів зовнішнього середовища.

Дарвін цілком правильно розрізняв дві форми мінливості: не спадкову і спадкову.

Спадкова - це здатність до зміни самого генетичного матеріалу, а неспадкова - здатність організмів реагувати на умови зовнішнього середовища, змінюватися фенотипово в межах норми реакції, заданої генотипом.

Спадкова мінливість у свою чергу поділяється на комбінативну і мутаційну.

Комбінативна (рекомбінативна) мінливість виникає при гібридизації внаслідок незалежного перекомбінування генів та хромосом. Тут відбувається перекомбінація певних генетичних угруповань без якісної і кількісної зміни генетичного матеріалу.

Мутаційна мінливість виникає раптово, в результаті взаємодії організму і середовища, без схрещування. Вона зумовлена якісною зміною генетичного матеріалу, виникненням нових варіантів дискретних одиниць генетичного матеріалу, перш за все нових алелів.

Неспадкова (модифікаційна мінливість) - це фенотипова мінливість, яка виникає в процесі індивідуального розвитку організмів і не передається нащадкам.

Мінливість забезпечує різноманітність за будовою і фізіологічними функціями організмів. Вона є результатом різних процесів. Деякі з них відбуваються в спадковому матеріалі (генотипі). Інші обмежуються фенотипом.

Фенотипова мінливість

Фенотипова (модифікаційна мінливість) - це така форма мінливості, яка не викликає змін генотипу. Одним із перших дослідників, що вивчав модифікаційну мінливість, був К. Негелі (1865).

Кожний організм розвивається за участі генотипу і під впливом зовнішнього середовища. Спадкові ознаки і властивості проявляються по-різному і залежать від умов, в яких розвиток відбувається. Спадковий матеріал при модифікаційній мінливості змін не зазнає.

Зміни ознак і властивостей організму в межах норми реакції, що виникають внаслідок різних умов існування, називаються модифікаціями.

Модифікації носять адаптивний (пристосувальний) характер і мають значення для виживання організмів, виконуючи певну роль у збереженні виду. Крім корисних (пристосувальних), зміни бувають і індиферентні.

Модифікаційна мінливість - явище масове. Вона торкається не одного, а сукупності об'єктів і тому її ще називають груповою, або визначеною.

Модифікаційна мінливість характеризується такими властивостями:

1) неуспадкуванням;

2) груповим характером змін;

3) відповідністю змін щодо дії певного чинника середовища;

4) обумовленими генотипом межами змін (хоча напрямок змін однаковий, ступінь їх прояву в різних організмів неоднаковий).

Комбінативна мінливість - найважливіше джерело безмежно великого спадкового розмаїття, яке спостерігається в живих організмів. В основі комбінативної мінливості є статеве розмноження. Генотип нащадків являє собою поєднання генів, які були властиві батькам. Число генів у кожного організму дуже велике. При статевому розмноженні комбінації генів призводять до формуваня нового унікального генотипу і фенотипу. Комбінативна мінливість широко розповсюджена у природі. Навіть у мікроорганізмів, які розмножуються нестатевим шляхом, виникли своєрідні механізми (трансформація і трансдукція), що призводять до появи комбінативної мінливості. Все це вказує на велике значення комбінативної мінливості для еволюції та видоутворення.

Мутаційна мінливість

Термін “мутація” (від лат. слова mutare – змінюватися) був уведений Гуго де Фрізом (1901) для характеристики випадкових генетичних змін у Oenotera lamarkiana.

Розрізняють спонтанний і індукований мутаційні процеси. Індукований мутаційний процес – це процес виникнення спадкових змін під впливом направленої дії факторів зовнішнього і внутрішнього середовища. Виникнення мутацій без встановлених причин прийнято називати спонтанним мутаційним процесом.

Мутаційна мінливість зумовлена впливом на організм як чинників зовнішнього середовища, так і його фізіологічним станом. Частота виникнення мутацій залежить від:

1)         генотипу організму;

2)         фази онтогенезу;

3)         статі;

4)         стадії гаметогенезу;

5)         мітотичного і мейотичного циклів хромосом;

6)         хімічної будови окремих ділянок хромосом та ін.

Властивості мутацій:

1.         Мутації виникають раптово, стрибкоподібно.

2.         Мутації успадковуються, тобто передаються від покоління до покоління.

3.         Мутації ненаправлені – зазнавати мутації може будь-який локус, викликаючи зміни як незначних, так і життєво важливих ознак.

4.         Одні і ті ж мутації можуть виникати повторно.

5.         За проявом мутації можуть бути корисними і шкідливими, домінантними і рецесивними.

Мутації – зміни генетичного матеріалу, що раптово з’являються і передаються з покоління у покоління. На відміну від модифікацій мутації не створюють безперервного ряду змін, а носять неспрямований характер. Зміни ознаки в результаті мутацій випадкові і непередбачувані.

Класифікація мутацій

I.         За проявами у фенотипі розрізняють:

-           морфологічні (зміни в будові);

-           фізіологічні (зміни в процесі життєдіяльності);

-           біохімічні (зміни в хімічному складі).

II.        За місцем виникнення:

-           соматичні (у клітинах тіла);

-           генеративні (у статевих клітинах).

III.      За значенням для організму:

-           умовно корисні;

-           нейтральні;

-           шкідливі (летальні та напівлетальні).

IV.       За проявом у генотипі:

-           домінантні;

-           рецесивні (більшість).

V.        За локалізацією в клітині:

-           ядерні;

-           цитоплазматичні.

VI.       За способом виникнення:

-           спонтанні (мимовільні);

-           індуковані.

VII.     За змінами у генотипі:

генні (випадання кодону, зайвий кодон, випадання нуклеотиду, перестановка нуклеотиду, перестановка кодону);

хромосомні (делеції – нестача частини хромосоми, дуплікації – подвоєння ділянки хромосоми, інверсії – перестановка частини хромосоми, транслокації – перенесення частини хромосоми на іншу хромосому);

геномні (поліплоїдія – кратне збільшення галоїдного набору хромосом, гаплоїдія – зменшення кількості хромосом удвічі, анеуплоїдія – нестача однієї хромосоми або наявність зайвої).