Мутаций тенденции

Исходя из наблюдаемой скорости появления точковых мутаций (одна мутация на 10 удвоений гена), мы можем подсчитать, что одна мутация приходится на 10 репликаций единичного нуклеотида. Точковые мутации имеют тенденцию к обратному мутированию, причем обратные мутации часто происходят с такой же скоростью, как и прямые. Это значит, что в одной из 10 обратных мутаций будет мутировать тот же самый нуклеотид, в результате чего ген вернется к исходному виду. Это явление легко можно объяснить. Например, если Т будет замещен на С, поскольку С образует минорный таутомер и спаривается с А, то мутация приведет к тому, что в двойной спирали ДНК-потомков появится пара ОС. При репликации этой пары существует хотя и малая, но определенная вероятность того, что С в цепи материнской ДНК вновь образует минорную таутомерную структуру и образует пару с А, а не с О, что в свою очередь приведет к обратному мутированию. [c.247]

Получить такие мутации, как замена ОС-пар на АТ-пары, можно простым химическим способом, а именно обработав нх азотистой кислотой (НМОг), которая осуществляет дезаминирование аминогрупп до гидроксильных групп. При этом цитозин превращается в урацил, который спаривается уже не с О, а с А. Таким образом, происходит по существу простое замещение или транзиция (разд. Г, 1). Под влиянием азотистой кислоты аденин превращается в гипоксантин, который (подобно гуанину) имеет тенденцию спариваться не с Т, а с С. (Гуанин также можно превратить в ксантин, однако такая замена не оказывает, по-видимому, существенного влияния на спаривание.) Многие другие химические модификации оснований также мутагенны. Так, например, к атому углерода в шестом положении в пиримидинах может присоединяться гидроксиламин, обладающий слабыми мутагенными свойствами. К наиболее сильным мутагенам относятся алкилирующие агенты. Эти соединения независимо от того, действуют ли они по или [c.289]

Роль консервативных изменений хорошо видна из матрицы вероятности мутаций, приведенной в табл. 9.2. Элементы этой матрицы весьма неоднородны, что согласуется с большими различиями в тенденциях аминокислот к заменам. Однако более подробный анализ этой матрицы показывает, что наблюдаемое число мутаций, приводящих к данному остатку (последняя колонка) коррелирует также [c.204]

Эта особенность, а также тенденция к сходству кодонов для аминокислот одного типа (т.е. полярных, гидрофобных и т. д.) сводят до минимума эффект мутаций. При такой организации кода случайно возникшая замена основания с большей вероятностью (чем при случайном подборе кодонов) приведет к замене на сходную аминокислоту или же замены не произойдет вовсе. [c.60]

Отклонения от случайности могут быть в том случае, если частота мутаций одних кодонов выше, чем других, или если некоторые кодоны проявляют более выраженную или менее выраженную тенденцию к мутационному превращению, чем соседние с ними. Распределение известных мутаций в генах НЬ а и НЬ показано на рис. 5.24 [119]. Небольшое отклонение от случайности для генов НЬ а можно объяснить с помощью правдоподобного предположения о том, что определенные сайты столь важны для функции, что мутации в них несовместимы с жизнью и потому не будут выявляться и учитываться в соответствующих исследованиях. [c.188]

На рис. 9.7 эта тенденция продемонстрирована в виде схемы. У слепого в результате врожденной катаракты мужчины было семеро выживших детей, четверо из которых были тоже слепыми. Все четверо женились на женщинах, которые тоже не видели, но по другим причинам (иллюстрация к подбору пар по сходству). Замечательно здесь то, что три из этих пар добровольно и без генетического консультирования воздержались от рождения детей. У четвертой пары был только один сын, который еще до вступления в брак обратился с просьбой о генетическом консультировании. Мы видим, что мутация, размножавшаяся не менее четырех раз в то время, когда меры контрацепции не были так широко распространены, в двух последующих поколениях была уничтожена добровольным решением ее носителей. Каждый медицинский генетик с опытом генетического консультирования знает такие примеры. [c.176]

Итак, закономерности микро- и макроэволюции связаны с преобразованием структуры генов. Анализ генов и кодируемых ими макромолекул (белков, РНК) выявил не только основные тенденции в эволюционном преобразовании генетического материала, но и показал пути преобразования генов. Стало очевидно, что точковые мутации — замены нуклеотидов и аминокислотных остатков сами по себе недостаточны для прогрессивной эволюции. [c.494]

Во многих локусах мутации имеют большую тенденцию увеличивать длину тандемного повтора, реже уменьшать. [c.343]

В большой непрерывной популяции отбор относительно неэффективен в смысле повышения частоты благоприятных, но редких рецессивных мутаций. Кроме того, любой тенденции к повышению частоты какого-либо благоприятного аллеля в одной части данной обширной популяции противодействует скрещивание с соседними субпопуляциями, в которых этот аллель редок. Подобным же образом благоприятные новые генные сочетания, которым удалось образоваться в какой-нибудь локальной доле данной популяции, разбиваются на части и элиминируются в результате скрещивания с особями соседних долей. [c.117]

И напротив, данные о генетических мутациях у мышей [20] и о возможном раковом заболевании животных [21] и человека [22] свидетельствуют о противоположной тенденции при высоком уровне радиации. Доза, необходимая для создания остаточного генетического повреждения вследствие увеличения опасности ракового заболевания, незначительно уменьшается по мере возрастания интенсивности радиации. Это соответствует предположению [c.421]

II обезьяны различаются лищь одной аминокислотой б последовательности из 104 аминокислот (номер 58 Глу— у человека, Тре — у обезьяны). Таким образом, за время их раздельной эволюции в гене ДНК, ответственном за синтез цигохрома С, произошла лишь одна мутация (замена аденина на гуанин, см. табл. 40.3). В табл. 40.4 приведены количества мутацпй, которые должны быть постулированы для того, чтобы связать гены, ответственные за синтез цитохрома С в различных организмах, с этим геном у человека. Наблюдаемая тенденция очевидна при уменьшении степени биологической связи организмов увели- [c.403]

Включение аналогов оснований. Аналоги оснований-это антиметаболиты. Некоторые аналоги настолько сходны с нормальными пиримидиновыми и пуриновыми основаниями, что поглощаются клетками и включаются в ДНК. Здесь они в значительной степени выполняют функцию нормальных оснований, но в отличие от них обнаруживают большую тенденцию связывать ложного (неподходящего) партнера при репликации ДНК. Для вызывания мутаций часто используются бромурацил и 2-аминопурин. Бромурацил представляет собой соединение, аналогичное по структуре тимину, которое включается вместо него в цепь ДНК как партнер аденина (рис. 15.3). Бромурацил таутомери-зуется в енольную форму чаще, чем тимин. При репликации цепи, содержащей бромурацил, он в енольной форме спаривается как цитозин, т. е. вызывает включение гуанина вместо аденина. Таким образом, в некоторых случаях пара оснований АТ заменяется на СС. 2-Аминопурин включается в ДНК вместо аденина и действует подобным же образом. Этот вид изменений-замену одного пурина другим пурином (А->-0) [c.443]

Различия в спонтанной мутабильности наблюдаются не только между разными локусами и разными линиями данного вида. Тенденция к мутированию не одинакова и у разных видов. Исследования, проведенные в двадцатых годах нашего века Э. Бауром, показали, что у львиного зева Antirrhinum majus) частота мутаций очень высока. В 1922 г. Баур установил, что на 1000 растений приходится по крайней мере 2 мутанта. В работе, опубликованной в 1924 г., Баур определил, что частота мутаций равна 10% в этой работе Баур пишет, что большая часть мутаций представляет собой небольшие количественные изменения, так называемые малые мутации (Kleinmutationen), имеющие, по его мнению, большое значение для видообразования и эволюции. Основываясь на полученных им данных, Баур полагает, что стабильность генов весьма относительна, а константность чистых линий переоценивается. По Бауру, изменения, имеющие эволюционное значение, создаются в результате многократного возникновения малых мутаций. [c.194]

Можно представить себе, что эволюция сосудистых растений началась с примитивных водных таллофитов, которые были полноценны в биохимическом отношении и выделяли побочные продукты метаболизма в окружающую среду. Развитие из этих организмов наземных растений должно было вызвать к жизни проблему выделения. Поэтому возникла тенденция к сохранению побочных продуктов обмена в тканях, особенно в связи с тем, что размер растений увеличивался. В этот момент и мог возникнуть мутант, который обладал единственным новым ферментом (фенилаланиндезаминазой), способным превращать фенилаланин в коричную кислоту. Таким образом, в клетке появился новый продукт, который мог претерпевать другие превращения (например, этерификацию) благодаря действию ферментов с низкой субстратной специфичностью, уже присутствовавших у растения и участвовавших в первичном обмене веществ. Таким образом, одна-единст-венная мутация в условиях ограниченного выделения могла привести к появлению разнообразных продуктов. Если эти продукты имели значение для выживания мутанта, то он процветал, причем последующие единичные мутации могли привести к ноявлению высокоразвитого обмена фенилпропаноидных соединений. Возможно, что лигнин возник на этой стадии как продукт детоксикации нутем превращения фенольных соедипений в нерастворимую форму за счет окислительной полимеризации. После этого в наличии оказались все вещества, необходимые для дифференциации сосудистых тканей. Можно себе представить, что на этой стадии развились первые трахео-фиты, такие, как ископаемые Р811орЬу1а1ез, которые позднее дали начало современным сосудистым растениям. Впоследствии лигнин стал необходимым для растений продуктом. Итак, можно сказать, что эволюция растений, имеющих большие размеры (деревья), стала возможной благодаря отсутствию у примитивных растений развитой системы выделения, что, казалось бы, напротив, должно было затормозить эволюцию массивного тела растения. [c.371]

Было высказано предположение, что при одинаковой ионизации в тканях действие нейтронов, кроме различия в количестве возникающих мутаций, отличается от дейст вия рентгеновых лучей еще и тем, что в первом случае наблюдается некоторая тенденция к групповому возникновению мутаций, т. е. к появлению изменений в нескольких спермиях у одного и того же самца. Однако экспериментальные данные не дают оснований для такого вывода распределение леталей приходится признать чисто случайным. Нагаи и Лохер (1938) получили у 69 облученных самцов, потомство которых было проанализировано, всего 44 летальных мутаций, т. е. в среднем 0,6377 летали на одного самца. При отсутствии какой-либо особой группировки следовало ожидать, что количество самцов, у которых возникло 0 1 2 или 3 летали, будет следовать распределению Пуассона при коэффициенте /п=0,6377. Количество самцов, несущих 0 1 2 и 3 летали, ожидаемое на основании распределения Пуассона, должно было равняться соответственно 36,5 23,3 7,4 1,8, а в экспери- [c.120]

Нишина и Мориваки (1941) предполагают возможность наличия другого типа группировки леталей, а именно тенденции к возникновению нескольких леталей в определенной Л -хромосоме. Эти авторы облучили самцов дрозофилы различными дозами нейтронов, вызывавшими появление леталей у пяти из них до 15% спермиев, изучили некоторые хромосомы, несущие летали, и получили данные о том, что 4 хромосомы из 16 несли больше одной летали. Это в пять раз больше, чем можно ожидать на основании предположения о случайном распределении леталей, и говорит в пользу группового возникновения леталей Р =0,01). Однако Фано (1943,Ь) не мог обнаружить подобного группового эффекта. Нз 998 хромосом, проанализированных в его опытах, 60 несли летальные мутации, но лишь две из иих содержали больше одной летали. Это число групповых леталей внутри одной хромосомы гораздо меньше, чем в опытах Нишина и Мориваки, и близко к числу, ожидаемому на основе предположения о случайном распределении леталей в облученных хромосомах. Таким образом, представляется вероятным, что не существует сколько-нибудь значительного группового эффекта. [c.121]

Как можно видеть из табл. 1, мутации появляются как в обработанных ГХ, так и в необработанных вариантах. Вместе с тем наибольший выход мутаций наблюдается в вариантах с обработкой семян ГХ (1 и 3 суток воздействия, табл. 1). Приближенная оценка связи повышенного уровня изменчивости с обработкой ГХ (использование критерия Вилкоксона для сопряженных пар [7]) позволяет говорить о несомненной тенденции к такой связи ( /г =1,36 или 83%-ной вероятности эффекта ГХ). Как будет видно ниже, такая связь действительно имеет место — по крайней мере в отношении числа мутантов в семьях. [c.126]

СТО оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых последовательность кодирующего триплета оснований после замены кодирует уже другую аминокислоту. Вследствие вырожденности генетического кода аминокислота, кодируемая мутантным геном, часто оказывается сходной с той, которая кодировалась родительским триплетом, в результате чего формируется фенотип ( leaky ) лищь с частично нарушенной функцией (определяемой обычно белком). Такие штаммы имеют тенденцию спонтанно ревертировать к родительскому типу, проявляя таким образом генетическую нестабильность и частичную физиологическую неполноценность. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокислоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты. В этом случае синтез соответствующего белка прерывается на измененном триплете, а образующийся незавершенный фрагмент белковой молекулы, как правило, не способен выполнять предназначенной исходному белку функции. Поэтому нонсенс-мутации фенотипически выражены, а способность ревертировать у них сохраняется. Мутации со сдвигом рамки возникают в случае вставки или делеции одного или нескольких оснований в молекулу ДНК- При этом происходит сдвиг рамки при считывании закодированной информации и как следствие — изменение последовательности аминокислот в белке мутантного штамма. [c.10]

Популяционный эффект высоко мутагенных лекарств. В случае цитостатических медикаментов ситуация совершенно иная. Здесь мутагенность бесспорна. Однако анализ не может быть достаточно точным, если используются только опубликованные или доступные статистические данные. Средняя вероятная продолжительность жизни в начале лечения обычно очень невелика. Кроме того, больные раком, лечившиеся с применением этих лекарств, обычно имеют плохое общее здоровье, так что их репродукция не может считаться такой же, как и воспроизведение популяции индивидов, не лечившихся цитостатиками. В анализ необходимо ввести дополнительный этап, на котором проводится специальное определение числа детей, рожденных пациентами после начала лечения. Это было проделано в другом популяционном исследовании, выполненном в Западной Германии [1680]. Полученные результаты показали, что у пациентов, лечившихся цитостатиками, рождается в среднем только 23 ребенка в год. Следовательно, лечение цитостатиками не приведет к заметному увеличению общей частоты мутаций в популяции. Однако этот вывод будет правомерен лишь до тех пор, пока терапия с помощью цитоста-тиков ограничена раковыми заболеваниями и небольшим числом других редких болезней. Появившаяся недавно тенденция расширить круг соответствующих показаний к лечению цитостатиками других пациентов может изменить эту картину. [c.271]

Тенденции в частоте спонтанных мутаций хромосомные абберрации. Частота численных аберраций хромосом увеличивается с возрастом матери, поэтому любой сдвиг в материнском возрасте приведет к соответствующему изменению в общей распространенности таких хромосомных мутаций. Во многих современных популяциях существует тенденция к уменьшению числа детей в семье и к концентрации деторождения в возрастной группе с наименьшим риском (женщины в возрасте от 20 до 30 лет). Было подсчитано, что в западных странах и в Японии эта тенденция должна была уменьшить число детей с синдромом Дауна на 25-40% [2338 2371 2394]. Сохранится ли эта тенденция Ряд относительно недавних данных показывает, что склонность многих современных женщин откладывать рождение ребенка на несколько более поздний возраст легко может привести к изменению этой тенденции на противоположную. [c.174]

Итак, в будущем нам придется столкнуться с увеличением частоты спонтанных мутаций. Оно приведет к соответствующему увеличению численных и структурных хромосомных аберраций и наследственных заболеваний, связанных с доминантными и Х-сцепленными генами (разд. 5.2.2). Вполне вероятно, что в будущем возрастет число неопластических заболеваний, поскольку соматические мутации, вызываемые агентами внешней среды (разд. 5.1.6), часто служат причиной рака. Но как показывает происшедшее по неизвестным причинам уменьшение частоты рака желудка и предсказанное заранее снижение числа случаев рака легких в результатае уменьшения курения сигарет, какие-то общие благотворные тенденции могут компенсировать некоторые из неблагоприятных. [c.175]

Допустим теперь, однако, что в популяции в результате мутации появился Ястреб. Поскольку этот Ястреб — единственный в округе, во всех его драках в роли противника может выступать только Голубь. Ястребы всегда побеждают Голубей, так что он получает 50 очков за каждую драку и его средний выигрыш равен +50. Он обладает огромным преимуществом над Голубями с их чистым выигрышем +15. В результате гены Ястреба быстро распространяются в популяции. По теперь уже Ястреб не может рассчитывать на то, что каждым его противником будет Г олубь. В экстремальном случае — если ястребиные гены распространяются так успешно, что вся популяция оказывается состоящей из Ястребов, — все драки теперь будут происходить между двумя Ястребами. Положение вещей резко изменилось. При драке Ястреба с Ястребом один из них получаете тяжкие повреждения, оцениваемые как -100, тогда как выигрыш победителя составляет +50. Каждый Ястреб в популяции Ястребов может рассчитывать выиграть половину сражений и половину проиграть. Поэтому его ожидаемая средняя оценка за одну драку равна среднему между +50 и -100, т.е. -25. Рассмотрим теперь случай, когда в популяции Ястребов появился один Голубь. Конечно, он оказывается побежденным во всех драках, но при этом остается невредимым. Его средний выигрыш в популяции Ястребов равен О, тогда как средний выигрыш Ястреба в популяции Ястребов равен -25. Поэтому голубиные гены будут иметь тенденцию распространиться в популяции. [c.61]

Со стохастической гипотезой дело обстоит гораздо хуже. По своей природе она предсказывает не отдельные события, а только распределения и средние. В популяционно-генетической теории, которая формально во многом сходна с теорией диффузионных процессов, распределения и их моменты оказываются в сильной зависимости от отношения средней тенденции к дисперсии, оценивающей разброс, вызванный случайными факторами. Поскольку дисперсия, которую обычно рассматривают, возникает из конечности величины популяции, она пропорциональна 1/Л/. Таким образом, в стохастической гипотезе снова и снова появляются такие количественные показатели, как Ыт и N5 — произведения величины популяции и детерминистических сил мутационного процесса, миграции или отбора. Детерминистические параметры р, т и 5 очень малы, но мы не знаем, насколько они малы. Мы даже не знаем порядка этих величин, хотя частота мутирования для определенных классов аллелей нам известна более точно, чем величина миграции или отбора. Частоту возникновения мутаций мы можем измерить в лаборатории при заданных условиях, тогда как миграция и отбор — параметры природных популяций, особенно миграция, которая вне природной обстановки не имеет смысла. Равным образом N очень велика, и ее можно измерить только тавтологически , т. е. используя те самые генетические переменные, которые она должна предсказывать, и некоторые допущения относительно других количественных показателей. Даже такие тавтологические оценки N связаны с вычислением величины, обратной величине разности между очень малыми числами, которые сами имеют огромные экспериментальные ошибки (Добржанский и Райт, 1941 Райт, Добржанский и Хованиц, 1942). Кроме того, предсказания стохастической гипотезы сильно зависят от величины Мт, Мз и Л р. Самое большее, на что способна такая гипотеза, — это предупредить нас, что мы [c.274]

Для описания регуляции аллостерических ферментов были предложены различные модели, однако вряд ли можно выбрать какую-го одну, способную объяснить поведение всех регуляторных ферментов. Поскольку сигмоидный характер кривой насыщения субстратом влечет за собой определенные регуляторные преимущества, любая мутация, приводящая к сигмоидной кривой насыщения, будет иметь тенденцию к закреплению в популяции. Едва ли можно ожидать, что все эти мутации детерминируют один и тот же механизм ингибирования. Поэтому сигмоидность кинетики еще ничего не говорит о механизме ингибирования. [c.108]

Детальный анализ мутационных событий в микросателлитных локусах показал, что чаще всего происходит добавление или выпадение участка, равного одному элементарному звену (одношаговое изменение). При этом увеличение длины микросателлита происходит примерно в 2,5 раза чаще, чем уменьшение. Отсюда следует, что со временем должна наблюдаться тенденция образования все более длинных аллельных вариантов в локусе. Таким образом, более короткие аллели могут рассматриваться как более древние по сравнению с длинными. Действительно, если сравнивать приматов и человека, то аллельные варианты тех же локусов оказываются у приматов более короткими. Однако необходимо отметить, что тенденция удлинения аллелей наблюдается не для всех локусов - некоторые имеют мутации, как удлиняющие, так и укорачивающие аллельные варианты. Также отмечено, что скорость мутаций увеличивается у более длинных микросателлитов, а также у тех, которые имеют сложное строение, т.е. содержат в своем составе более одного типа повторяющегося звена. [c.339]

Можно ожидать, что в ходе эволюции последовательности тандемно расположенных генов, а также нетранскрибируемой ДНК спенсеров, расположенных между ними, дивергируют за счет случайных мутаций, изменяющих одну или несколько копий гена. Однако на самом деле последовательности тандемно повторенных генов и их спейсерная ДЖ обычно почти идентичны. Полагают, что к этому причастны два механизма во-первых, неравный кроссинговер, приводящий к последовательному расширению и сокращению областей, содержащих тандемно повторяющиеся последовательности (анализ компьютерной модели такого кроссинговера показывает, что при этом последовательности имеют тенденцию оставаться прежними, рис. 10-64, Д) во-вторых, конверсия генов (показано, что она может обусловливать гомогенизацию родственных последовательностей ДНК, рис. 10-64, Д). [c.238]

Эту тенденцию можно объяснить как результат совместного действия ортоселекции и специализации. Ортоселекция — главная сила, под действием которой филетические линии развиваются в определенном направлении. Однако по мере того как данная группа продвигается в этом направлении, она накапливает специализированные признаки, которые ограничивают диапазон, функционально полезных новых мутаций. Новые мутации обладают селективной ценностью только в том случае, если они обусловливают фенотипические изменения, гармонично вписывающиеся в уже имеющееся сочетание признаков. А с повышением специализации диапазон ценных в селективном отношении мутантных форм ограничивается. Специализация помогает ортоселекции поддерживать данное направление на своем пути . [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология