Груз мутаций

Подобные исследования необходимы и в случае других химических веществ. Два процитированных исследования, выполненные в Западной Германии, показывают, что имеющаяся информация иногда дает возможность оценить добавочный груз мутаций, вызываемых определенными соединениями, если только это соединение оказалось мутагенным для человека. Результаты, касающиеся изониазида, с одной стороны, и цитостатиков, с другой, были по существу отрицательными, но по разным причинам. Мутагенность изониазида не могла бы найти подтверждения в использовавшихся до сих пор тест-системах на млекопитающих. Что касается генных мутаций, то вопрос [c.271]

Известно, что вся наследственная патология определяется грузом мутаций, вновь возникающих и унаследованных из предыдущих поколений. Эффекты мутационного процесса для популяций человека выражаются в эволюционно-генетическом, медицинском и социальном значениях. Эволюционно-генетические последствия мутационного процесса (балансированный полиморфизм, летальность) были рассмотрены в главе 1. [c.300]

На основании десятилетних исследований Уоллес пришел к следующим основным выводам. Облученные популяции дрозофил на протяжении десятков последующих поколений (в некоторых популяциях более 60—100 поколений) несут тяжелый генетический груз в виде высокой концентрации летальных, полулегальных и других вредных мутаций. Тем не менее дрозофилы в той или иной степени справляются с вредным действием ионизирующего излучения даже при. многократном его применении. Вследствие гибели в каждом поколении особей-носителей летальных и других вредных мутаций численность потомства в последующих поколениях прогрессивно падает, но тем самым в процессе естественного отбора популяция постепенно освобождается от вредных мутаций и оздоровляется. Однако в некоторых популяциях процесс восстановления нормальной жизнеспособности может сильно растягиваться и охватывать 60—100 поколений после прекращения хронического облучения [222, 223]. [c.30]

Самые тщательные многолетние опыты показали, что 60, 100 и более поколений насекомых могут нести тяжелый генетический груз вредных мутаций от облучения пх далеких предков и тем не менее они в той или иной [c.150]

Таким образом, в этом случае величина генетического груза равна Подставляя У /5 вместо д, в состоянии равновесия можно вычислить ту долю генетического груза, которая обусловлена повторными мутациями. [c.201]

Иными словами, мутационный груз при равновесии, обусловленный полностью рецессивным аллелем, равен частоте, с которой этот аллель вносится в популяцию в результате мутаций, и не зависит от его влияния на приспособленность. Это объясняется тем, что равновесная частота такого аллеля обратно пропорциональна его вредному действию. [c.201]

Распространение мутагенов в окружающей среде чревато повышением частоты мутаций, а следовательно, увеличением генетического груза человечества, что в свою очередь влечет за собой физические страдания больных, ставит сложные моральные проблемы перед обществом и, наконец, ложится на его плечи тяжелым экономическим бременем (см. гл. 20). Генетическая токсикология изучает мутагенную активность факторов антропогенной природы, прежде всего химических соединений, разрабатывает методы и способы оценки их генетической активности. Эта наука ставит своей целью свести к минимуму степень риска мутагенных воздействий, уменьшить генетическую опасность во всех областях человеческой деятельности. [c.526]

Общий генетический груз можно оценить следующим образом. Рассмотрим один генный локус. Вероятность выживания данной зиготы, несмотря на вредный эффект мутаций по этому локусу, равна [c.351]

Оценка выявляемого генетического груза. Следующим пунктом в рассуждениях авторов был вывод, что те же самые гены могут оказывать неблагоприятное воздействие даже в гетерозиготном состоянии, т.е. что их доминантность к больше 0. Согласно формуле 6.15, вероятность элиминации данного мутанта в условиях естественной системы скрещивания равна приблизительно г у. 8, где г = Р - - д к (обозначения те же, что и выше). Можно показать, что число выявляемых летальных эквивалентов равно произведению общего числа летальных эквивалентов на гармоническую среднюю величин г для отдельных мутантов. Сведения, необходимые для определения № у человека отсутствовали, поэтому были использованы данные, полученные на дрозофиле. На их основе для 16 аутосомных леталей рассчитаны значения /г со средней, равной 0,04. Учитывая, что мутации с более вредным эффектом в природных популяциях должны встречаться реже, и предполагая, что в основном вредное влияние производится гетерозиготами (из-за их более высокой частоты), оценка гармонической средней 7 для всех вредных генов составляет 0,02. [c.352]

Влияние концепции генетического груза на развитие популяционной генетики человека. Каждый человек гетерозиготен по нескольким генам, которые не только могут привести к генетически детерминированной гибели (особенно в потомстве кровнородственных браков), но неблагоприятны даже в гетерозиготном состоянии. В популяции с высокой скоростью происходит постоянное возникновение новых мутаций, имеющих вредное действие. Можно сказать, что каждый человек менее здоров, чем в том случае, если бы он был свободен от этих мутаций. [c.353]

Источником генетического груза служат мутации, возникающие в популяциях человека спонтанно или под действием факторов окружающей среды, среди которых все больший удельный вес приобретают так называемые антропогенные факторы (см. гл. 21). Несмотря на насущную необходимость знания частот спонтанного мутирования у человека, общая оценка этого показателя пока весьма приблизительна. Значительно проще оценить частоту доминантных, нежели рецессивных, мутаций. Например, по данным датских генетиков, частота доминантной мутации ахондроплазии составляет 0,00004 на локус за поколение, т. е. 4 гаметы из 100 ООО несут вновь возникшие мутации. Данные, касающиеся других мутаций, колеблются между частотами порядка 1 на 10 000 и [c.511]

Если данная эволюционная линия находится в стационарном состоянии с К замещений на поколение и первоначальная частота рй нового аллеля — просто частота возникновения мутаций (х, то груз в результате замещения на поколение, измеренный в логарифмическом масштабе, будет [c.224]

Дискуссии и противоречия по поводу концепции генетического груза. Концепция генетического груза широко обсуждалась популяционными генетиками [1809 1863]. С одной стороны, было установлено, что сравнение потомства кровнородственных и некровнородственных браков может внести вклад в решение вопроса о том, что вносит больший вклад в генетический груз человека-неблагоприятные мутации ( мутационный груз ) или сбалансированный полиморфизм, обусловленный преимуществом гетерозигот ( сегрегационный груз ) [1745-1747]. С другой стороны, показано, что в некоторых случаях применение концепции генетического груза приводит к абсурдным выводам [1809]. В настоящее время многие генетики разделяют мнение о том, что пользоваться этой концепцией следует с осторожностью. Современная, несколько более реалистическая версия изложена в работе [1748]. [c.353]

Приведенные примеры хромосомных болезней человека позволяют в некоторой степени оценить тяжесть генетического груза человечества и сложность организации генома человека. В целом, по данным Научного Комитета ООН по действию атомной радиации за 1988 г, частота естественно встречающихся хромосомных болезней, связанных с аберрациями хромосом, составляет 400 случаев на 1 млн. новорожденных. Геномные мутации (изменение числа хромосом) встречаются с частотой 3400 на 1 млн. [c.140]

Открытие отягощенности особей из природных популяций дрозофилы летальными мутациями положило начало учению о генетическом грузе популяций. В дальнейшем стало ясно, что генетический груз может быть выявлен практически в любой популяции разных видов — будь то растения, животные или человек. [c.192]

Некоторые патологические мутации могут в течение исторически длительного времени сохраняться и распространяться в популяциях, обусловливая так называемый сегрегационный генетический груз, другие патологические мутации возникают в каждом поколении как результат новых изменений наследственной структуры, создавая мутационный груз. [c.107]

Человечество отягощено огромным грузом разнообразных мутаций, которые накапливались в процессе длительной эволюции. Постоянно протекающий мутационный процесс поставляет новые мутации в генофонд человечества, а естественный отбор либо сохраняет и умножает их число, либо приводит к исчезновению. [c.14]

Патологические мутации различны по способности сохраняться и распространяться в популяциях. Одни из них, позволяющие их носителю сохранять плодовитость и не вызывающие серьёзных неблагоприятных сдвигов в фенотипе, могут передаваться из поколения в поколение длительное время. Такие признаки сегрегируют (распределяются) в поколениях согласно законам Менделя, и обусловленный ими генетический груз в популяциях может долго сохраняться. Некоторые комбинации условно патологических рецессивных аллелей могут давать селективное преимущество индивидам (выживаемость, плодовитость). Частота таких аллелей в популяции будет повышаться до определённого уровня в ряду поколений, пока не наступит равновесие между интенсивностью мутационного процесса и отбора. Частота разных мутантных аллелей этого рода может быть неодинаковой в различных популяциях, что определяется популяционными закономерностями (эффект родоначальника, частота кровнородственных браков, миграция и экологические условия). Под эффектом родоначальника подразумевают накопление патологических мутаций в офаниченной популяции от одного носителя болезни группе потомков. [c.36]

Если вновь возникшая мутация имеет доминантное патологическое проявление и ведёт к летальному генетическому исходу (индивид не оставляет потомства), то такой мутационный груз не передаётся следующему поколению. Это обычно доминантные формы тяжёлых болезней, а также большая часть хромосомных болезней. [c.36]

Накопление гетерозигот в популяциях обусловлено их репродуктивным преимушеством (оставление потомства) по сравнению с гомозиготами по нормальному и патологическому аллелям. Если преимущества никакого нет и не было в истории популяции, то частота гетерозигот, казалось бы, должна приближаться к частоте мутационных событий (равное число появляющихся и элиминирующихся мутаций). На самом деле по всем рецессивным мутациям сохраняется повышенная частота гетерозигот, как бы подхватываемая отбором для размножения. Популяции всех живых существ, не только человека, отягощены грузом рецессивных мутаций. Эта общебиологическая закономерность была открыта русским генетиком С.С. Четвериковым в 1926 г. [c.150]

Интуитивные предпосылки наш груз мутаций. Известного генетика Г. Мёллера с юных лет занимала мысль о том, что для человека как вида существует опасность биологического вырождения. Он считал, ТО рано или поздно человечество погрузится в пучину страданий от болезней и умственных расстройств. [c.350]

Аргументы Мёллера были подробно изложены в его статье Нащ груз мутаций (1950) [1835]. Наиболее важные положения этой статьи можно сформулировать следующим образом [c.350]

Оценка общей скорости мутирования для неблагоприятных мутаций. Как уже отмечалось, Холдейн (1935) [1472] постулировал существование генетического равновесия между отбором и мутационным процессом. В течение достаточно долгого времени в каждом поколении число вновь возникающих мутаций должно равняться числу вредных аллелей, теряющихся из популяции вследствие их летальности. Отсюда скорость мутирования была также оценена как 0,03 0,05 на гамету на поколение. Авторы предположили, что от 1/2 до 2/3 реального генетического груза невозможно обнаружить путем анализа мертворождений и младенческой смертности (например, невозможно выявить гибель ранних эмбрионов). Принимая это во внимание, была получена оценка общей скорости мутирования, равная 0,06-0,15 на гамету [1827]. Эта величина согласуется с оценкой, приводимой Мёллером в его работе Нащ груз мутаций [1835]. Однако читатель не должен забывать, что эта оценка основывается на двух допущениях [c.353]

Существование в популяции неблагоприятных аллелей, входящих в гетерозиготные генотипы, называют генетическим грузом. Как отмечалось в разд. 27.1.5, некоторые рецессивные аллели, неблагоприятные в гомозиготном состоянии, могут сохраняться в гетерозиготных генотипах и в определенных условиях среды придавать фенотипу селективное преимущество примером служит аллель серповидноклеточности в местах распространения малярии. Любое повышение частоты рецессивных аллеллей в популяции в результате вредных мутаций увеличивает ее генетический груз. [c.319]

Другие виды груза. Рассуждая подобным же образом, можно вычислить потери приспособленности, испытываемые популяцией, когда некоторые скрещивания в ней не удаются вследствие несовместимости между партнерами (груз, обусловленный несовместимостью) или же когда в популяции появляется мутация, обладающая селективным преимуществом (субституционныйгруз). [c.203]

В тех случаях, когда данные свидетельствуют о мутагенности в соответствующих экспериментах in vivo на млекопитающих, величину дополнительного мутационного груза можно оценить путем экстраполяции величин, полученных в этих экспериментах. Пришло время получать подобные оценки для всех лекарств или химических веществ из окружающей среды, проявивших мутагенность. Таким способом можно рассчитать по крайней мере минимальную оценку дополнительного генетического груза, обусловленного химически индуцированными мутациями. Эта информация крайне необходима. Делая возможные выводы, мы должны всегда иметь в виду, что хотя воздействие любого конкретного соединения может быть слабым, совокупное действие огромного множества вероятных мутагенных соединений может оказаться вполне ощутимым. [c.272]

Неоклассическая гипотеза использует в своей аргументации разнообразные теоретические данные по генетическому грузу при замещении генов (Холдейн, 1957) и при сбалансированном полиморфизме (Кроу, 1958), величине гетерозиготности, которая поддерживается благодаря мутационному процессу в конечной популяции (Кимура и Кроу, 1964), вероятности закрепления благоприятных (Холдейн, 1927) и нейтральных мутаций (Кимура, 1962), равновесной частоте, при которой новые мутации закрепляются в популяциях (Кимура, 1968), внося в эти теоретические результаты современные оценки средней частоты возникновения мутаций, средней величины генома, гетерозиготности на локус и величины популяции наряду с расчетами частоты замещения аминокислот у ряда хорошо изученных полипептидов в процессе эволюции (Кинг и Джукс, 1969). Кимура и Ота собрали эти разнообразные данные в ряде публикаций, две из которых (1971Ь, с), а также их превосходная книга (1971а) содержат все вычисления и доказательства. Однако полного и последовательного изложения всей аргументации нигде опубликовано не было. [c.204]

Определение генетического груза [1827]. Мортон, Кроу и Мёллер [1827] различают общий генетический груз, обусловленный вредными мутациями, присутствующими в геноме человека, и выявляемый (expressed) генетический груз и тот и другой выражаются в летальных эквивалентах. Летальный эквивалент-это такое число мутаций, которое, будучи распределено среди нескольких особей, в среднем приводит к одному летальному исходу по генетическим причинам. Например, летальному эквиваленту соответствует одна летальная мутация, которая обусловливает гибель особи во всех случаях, или две мутации, каждая из которых приводит к гибели в 50% случаев. Общий груз на гамету определяется как среднее число летальных эквивалентов на такую зиготу, которая образуется путем удвоения всех хромосом гаметы. Выявляемый груз на гамету-это среднее число летальных эквивалентов, которое проявилось бы в том случае, если бы эта гамета образовала зиготу при соединении с другой гаметой в соответствии с системой скрещивания, преобладающей в данной популяции. [c.351]

Мутация. Современные знания о спонтанных и индуцированных мутациях обсуждались в гл. 5, а проблема генетического груза, обусловленного мутациями, рассматривалась в разд. 6.3.2. Мы можем с достаточной уверенностью полагать, что практически все аберрации хромосом и многие мутации генов неблагоприятны как для индивида, так и для популяции большинство хромосомных аберраций губит зиготу в период эмбрионального развития, меньшая часть таких зигот переживает до рождения и продолжает существовать дальше, но пораженные пациенты страдают тяжелыми врожденными пороками. Генные мутации часто ведут к врожденным заболеваниям с простьп типом наследования или к дефектам в мультифакториальных генетических системах зазд. 3.6.2). Очень большая часть точковых мутаций ведет к изменениям аминокислотной последовательности белков и не вызывает явной функциональной недостаточности. [c.174]

Первое очевидное требование касается репликации и к тому же довольно точной репликации. Нам необходимо передать значительное количество информации в качестве инструкции, чтобы создать ту сложность, которая характеризует жизнь, и если эта информация не копируется с приемлемой точностью, то механизм будет разрушаться под накопившимся грузом ошибок С друюй стороны, абсолютная точность не требуется. Несомненно, всем копиям не следует быть абсолютно тожде ственными Многие ошибки копирования окажутся помехой, но некоторые из них, вероятно, приведут к улучшению, позволяющему гену функционировать более эффективно. Они нам необходимы для того, чтобы заработал естественный отбор Таким образом, нам нужны мутации, как называются эти генетические ошибки, но их не должно быть слишком много На практике необходим исключительно низкий процент ошибок [c.42]

В популяциях в скрытом виде накапливаются вредные и летальные мутации. Это явление было установлено в 1934 г. у дрозо- филы Н, П. Дубининым с сотрудниками и получило название генетического груза. При переходе в гомозиготное состояние такие рецессивные мутации выщепляются в виде уродливых или нел<из- неспособиых особей. В популяции человека, отягощенной генетическим грузом вредных мутаций, это проявляется в возникгювеиии многих наследственных болезней. [c.320]

Физические факторы. К их ч11слу относятся различные виды ионизирующей радиации и ультрафиолетовое излучение. Исследование действия радиации на мутационный процесс показало, что пороговая доза в этом случае отсутствует, и даже самые небольшие дозы повышают вероятность возникновения мутаций в популяции. Повышение частоты мутаций опасно не столько в индивидуальном плане, сколько с точки зрения увеличения генетического груза в популяции. Например, облучение одного из супругов дозой в пределах удваивающей частоту мутации (1,0 —1,5 Гй) незначительно повышает опасность иметь больного ребенка (с уровня 4—5 % до уровня 5—6 %). Если такую же дозу получит население целого района, го число наследственных заболеваний в популяции через поколение удвоится. [c.527]

Но значение р очень близко к 1, а значение q — к О, так как вредная, полудоминантная мутация должна иметь очень низкую частоту. С достаточно большой точностью генетический груз в случайно скрещивающейся популяции Lr целиком возникает за счет гетерозигот и очень невелик [c.85]

В-третьих, суш,ествует проблема средних. На первый взгляд в отношении BjA и числитель, и знаменатель есть сумма большого числа разных эффектов. Каждый гетерозисный локус будет вносить значительный вклад и в числитель, и в знаменатель, тогда как каждый полудоминантный аллель вносит небольшой вклад таким образом, это отношение будет подвержено влиянию относительно небольшого числа гетерозисных генов. Например, если 90% локусов представлены вредными рецессивными аллелями со степенью доминирования 2,5%, поддерживаемой частотой обратных мутаций 10 , тогда как остальные 10% локусов остаются гетерозисными и приспособленность их гомозигот составляет 95% по сравнению с гетерозиготами, то отношение грузов будет равно всего лишь 2,15, т. е. по существу неотличимо от полностью сбалансированного груза. [c.89]

Отношение D/L. Другое допущение, принимаемое при использовании генетических грузов для различения гетерозисных и частично доминантных генов, вытекает из различных математических ожиданий расиределения приспособленностей гомозигот у вновь возникших мутаций и у мутаций, которые уже испытали действие естественного отбора. Распределение жизнеспособностей гомозигот по хромосомам, полученных обычным способом (рис. 2), можно разделить, как мы уже видели, на два модальных класса. Обозначим через L общую потерю приспособленности (в сравнении с некоторым оптимальным генотипом), которая происходит в результате получения летальной или полулетальной гомозиготы, а через D потерю жизнеспособности у квазинормальных или вредных гомозигот. Тогда отношение DjL будет иметь различные математические ожидания в зависимости от степени доминирования генов, если хромосомы взяты из равновесной популяции, так как равновесные частоты генов с различной степенью вредности будут различаться. Более того, у гомозигот по вновь возникшим мутациям отношение DjL будет опять-таки иным, поскольку отбор еще не изменил их частоты, и отнощение это должно быть независимым от доминирования и сверхдоминирования, отражая лишь общую частоту мутаций разных типов. В табл. 15 показаны ожидаемые отношения DIL для разных случаев доминирования и для новых мутаций. Согласно этим результатам, можно отличить постоянное частичное доминирование от частичного доминирования, которое возрастает по мере снижения интенсивности отбора, как предполагал Мёллер. В первом случае отношение DjL для равновесных мутаций должно быть во много раз выше, чем для новых мутаций, причем оно тем выше, чем меньше вредность в среднем квазинормального генотипа, тогда как в последнем случае отношение DIL одинаково как у новых, так и у равновесных мутаций. К сожалению, невозможно отличить ни последний случай от гетерозиса по k аллелям, пи случай постоянного доминирования от таких ситуаций, когда имеется два гетерозисных аллеля, один из которых встречается гораздо чаще, Чем другой, и лишь очень слабый гетерозис. [c.91]

Отбор работает в пользу гетерозигот. В районах, где не было малярии, гомозиготы НЬАНЬА обладают одинаковой приспособленностью с гетерозиготами. При этом отбор направлен против рецессивных гомозигот. В некоторых районах Африки гетерозиготы составляют до 70 %. населения. Платой за приспособленность к условиям существования служит т.н. генетический груз, т.е. накопление вредных мутаций в популяции. [c.27]

Возникает вопрос, как скоро после прекращения воздействия мутагенного фактора популяция может освободиться от груза индуцированных мутаций. Этот вопрос интересовал исследователей с первых шагов зарождения радиационной генетики. Ответ был найден в экспериментах, проведенных на дрозофиле Б. Уоле-сом и Н.В. Тимофеевым-Рессовским, и на одноклеточных водорослях, про- [c.195]

Мутационный груз — неизбежный побочный продукт мутацк-0Н1Н0Г0 процесса. Этот процесс порождает вредны мутации, которые должны быть выметены стабилизирующим. отбором. Сегрегационный груз существует в популяциях, которые используют преимущества, создаваемые превосходством гетерозигот. При этом в каждом поколении происходит выщепление менее приспособленных гомозигот, понижающих среднюю приспособленность популяции. Гомозиготы представляют собой плату за уравновешивающий отбор. [c.174]

Мутационный груз — неизбежный побочный продукт мутационного (Процесса. Этот процесс порождает вредные мутации, которые Д0ЛЖ1НЫ быть выметены стабилиз1ирующим от бором. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология