Генные мутации

Несколько десятков лет назад полагали, что все мутации, за исключением тех, которые вызваны изменением числа хромосом, представляют собой подлинные генные мутации указанного типа. Постепенно, однако, выяснилось, что нет резкой грани между мутациями, обусловленными изменениями внутри молекул, составляющих хромосомы, и структурными изменениями хромосом. Это относится прежде всего к таким структурным изменениям, как небольшие нехватки и дупликации. Инверсии и транслокации, как правило, не влияют на внешние признаки, но в некоторых случаях они также сопровождаются появлением новых особенностей, которые кажутся обусловленными типичными генными мутациями. [c.188]

Генетическая гетерогенность — свойство клеток соматической популяции (нестабильность генома и их генетическая гетерогенность). Генетически стабильными считаются только клетки меристематических тканей. В клетках остальных тканей при культивировании могут возникать полиплоидия, анеуплоидия, хромосомные аберрации, генные мутации. Однако генетическую гетерогенность нельзя рассматривать как недостаток, так как она является необходимым условием существования популяции клеток и служит основой для их адаптации. [c.171]

Ультрафиолетовые лучи оказывают менее резкое воздействие на хромосомы, чем рентгеновские лучи, и раньше полагали, что ультрафиолет вызывает только истинные генные мутации, не связанные с изменениями структуры хромосом. Однако теперь установлено, что ультрафиолетовое излучение может индуцировать также и структурные изменения, так что различия между рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами скорее касаются степени воздействия, чем сущности мутагенного эффекта. [c.215]

Спонтанные генные мутации определяются ошибками при репликации ДНК, возникающими вследствие теплового движе-иия атомов и молекул. Очевидно, что ошибки транскрипции и трансляции не наследуются. [c.283]

Мы все время обсуждаем вопросы, относящиеся к структуре белков. Наряду со структурой необходимы точные ответы на три вопроса сколько, когда и где Сколько производится данного белка в организме, на какой стадии онтогенетического развития, в каких клетках и тканях Иными словами, определяющее значение имеет регуляция синтеза белков, о которой шла речь в 8.8, Мутации регуляторных генов, мутации, нарушающие ди- [c.560]

Таким образом, на молекулярном уровне наследственность означает воспроизведение синтеза определенных белков в последующих поколениях, запрограммированного в ДНК. Генные мутации сводятся к изменениям этой программы, т. е. к изменениям в структуре ДНК. Молекулярная природа мутаций, их соответствие законам физики были раскрыты Тимофеевым-Ресовским, Дельбрюком и Циммером (см. [17, 18]). Напротив, так называемые модификации, т. е. ненаследуемые изменения, определяются изменением структуры и функционирования белков (ферментов) в онтогенезе и не затрагивают генетическую программу, т. е. структуру ДНК. [c.485]

Изменения наследственной программы—мутации происходят либо спонтанно, либо под влиянием мощных внешних факторов химических или радиационных воздействий, на хромосомы. Видимые под микроскопом хромосомные мутации, т. е. перестройки хромосом, означают изменение надмолекулярных структур, точечные или генные мутации в ДНК означают изменение молекулярной первичной структуры. [c.600]

Спонтанные генные мутации определяются ошибками, возникающими вследствие теплового движения атомов и молекул при редупликации ДНК. Очевидно, что ошибки при транскрипции и трансляции не наследуются. [c.600]

Неправильные аминокислоты появляются в белках в результате генных мутаций [c.219]

Термином мутация в настоящее время обозначают в первую очередь изменения самих единиц наследственности — генов. Как будет подробно рассказано далее (см. стр. 263), есть основания полагать, что ген представляет собой большую и сложную молекулу, а типичная генная мутация — определенное изменение этой молекулы. Оно может заключаться, например, в утрате определенной группы атомов или изменении ее расположения. Подобное относительно небольшое изменение крупной молекулы не всегда оказывает неблагоприятное влияние на жизнеспособность организма, несущего измененный ген. Но изменение расположения атомов может вызвать изменение внешних признаков (например, изменение красного цвета глаз на абрикосовый у плодовой мушки). [c.188]

В 1902 г. английский врач А. Е. Гаррод (1857—1936) исследовал вольных, у которых моча темнела при стоянии на воздухе, и обнаружил, что изменение цвета вызвано присутствием в моче гомогентизино-вой кислоты, или 2,5-диоксифенилуксусной кислоты. Он описал это явление как врожденную ошибку обмена веществ . Позднее было установлено, что это результат генетической мутации фермент, который превращает гомогентизиновую кислоту в теле здорового человека в другие вещества, у больных или не синтезируется совсем или, возможно, синтезируется в измененной форме, не обладающей каталитической активностью. В 1949 г. была открыта причина другой генетической болезни— серповидноклеточной анемии, которая обусловлена присутствием в организме мутантного гена, детерминирующего синтез аномальной полипептидной цепи гемоглобина. В -цепи молекулы гемоглобина у больных серповидноклеточной анемией происходит замена одного аминокислотного остатка глутаминовой кислоты на валин, что уже было описано в разд. 15.6. Поскольку появление аномальных молекул гемоглобина влечет за собой болезнь, серповидноклеточная анемия была названа молекулярной болезнью. С 1949 г. обнаружены сотни молекулярных болезней. Для многих из них установлена природа генной мутации и соответствующее изменение в структуре молекулы белка, зависимого от мутировавшего гена. Для ряда таких болезней обнаружение нарушения на молекулярном уровне позволило практически полностью объяснить симптомы заболевания. [c.467]

Полагают, что в других случаях вызванные ионизацией менее крупные внутримолекулярные перестройки влекут за собой подлинные генные мутации, т. е. такие внутримолекулярные перестройки групп атомов, которые не вызывают изменений структуры хромосомы. Недавно было также выяснено, что связь между облучением и мутационным процессом, возможно, носит, не столь прямой характер, как это представлялось раньше. Энергия излучения поглощается, по-видимому, не только в хромосомах, но и в окружающей их среде это может вызвать химические изменения, которые в свою очередь вызывают генные мутации или фрагментацию хромосом. [c.211]

Широкое применение рентгеновских лучей и других мутагенных факторов, начавшееся с 1927 г., привело к получению множества новых мутантов, которые стали использовать в генетических и цитологических исследованиях. Мы ограничимся здесь несколькими примерами, показывающими, как использование подобных мутантов дало новые важные результаты и открыло новые области исследования. В число мутантов мы включаем и формы с измененной структурой хромосом, поскольку, как это указывалось ранее, мы имеем непрерывный ряд переходов от генных мутаций к хромосомным аберрациям, т. е. структурным изменениям хромосом. [c.221]

Генетика, кроме того, оказала сильное влияние на развитие теории эволюции, установив, что гены, будучи в общем константными, могут тем не менее изменяться путем мутаций. Изменяя гены, мутации поставляют сырой материал для дальнейших рекомбинаций. Большинство мутаций оказываются вредными или бесполезными, но немногие из них бывают полезными и могут дать существенное преимущество виду в борьбе за существование или послужить для возникновения новых видов. В этом отношении очень важна численность популяций. В очень больших популяциях новым мутациям очень трудно сохраниться, а в очень маленьких популяциях решающую роль в определении генетической конституции популяции играет случай. Наилучшим исходным материалом для возникновения новых видов служат популяции среднего размера, [c.389]

При этих попытках пришлось столкнуться с одним специфическим затруднением как правило, мутанты обладают пониженной жизнеспособностью, которая часто связана с неблагоприятными изменениями в структуре хромосом. Нередко и более тонкие изменения, предположительно зависящие от истинных генных мутаций, также обладают отрицательным эффектом и дают начало мутантам, не имеющим хозяйственной ценности. Все же среди экспериментально полученных или естественно возникших мутантов можно выбрать небольшое число мутантов, не связанных с неблагоприятными изменениями и имеющих нормальную или повышенную жизнеспособность и урожайность. Может также случиться, что мутации, оказавшиеся неблагоприятными в исходной генотипической среде, дают более благоприятные результаты после скрещивания и рекомбинаций. В настоящее время соверщенно ясно, что новые гены или аллели, возникающие под действием излучения, относятся в основном к тому же типу, что и мутации, спонтанно возникающие в природе. Это значит, что наследственную изменчивость можно значительно усилить под действием излучения и других сходных факторов (см. стр. 210). [c.403]

Мутагены, вызывающие генные мутации, по механизму действия в основном можно выделить в след, группы [c.328]

Отдаленные последствия. Тератогенный эффект Сг + получек только от высоких доз, причем неясно, является ли это результатом действия на плод или материнский организм. На хомячках обнаружено эмбриотоксическое и тератогенное действие СгОз [54, с. 302]. Сг + проявляет высокий цитогенетический эффект на культуре соматических клеток грызунов Сг + обладает незначитель ной активностью. Соединения Сг способны индуцировать не только хромосомные аберрации, но и генные мутации. Во всех случаях значительно более [c.215]

Из этих положений следует важный вывод о природе и роли опечаток в белковом тексте — замещений одних аминокислотных остатков другими в результате генных мутаций. Очевидно, что существуют два типа замещений аминокислотных остатков с изменением класса остатка, т. е. переход полярного (п) остатка в неполярный (н) или наоборот, и без изменения класса остатка, т. е. переход от одного п-остатка к другому п-остатку или от н-остатка к другому н-остатку. Назовем замещения первого типа неправильными, второго типа правильными. Итак [c.291]

Установлена также взаимосвязь между уровнем ежедневного поступления в организм человека а( )латоксинов и частотой рака печени в странах Азии и Африки. Так, увеличение дозы с 3,5 до 222,1 нг/кг массы тела в сутки повышаст частоту заболеваний раком печени с 1,2 до 13,0 случаев на 100 ООО населения в год 174 . Опубликованные эпидемиологические исследования офаничены по объему, и, кроме того, в них не учитываются такие факторы, как недостаточность питания, вирусные заболевания. присутствие других микотоксинов, гельминтозы и пр Тем не менее результаты многочисленных работ свидетельствую , что многие афлатоксины вызывают генные мутации, оказывают тератогенное действие, являются сильными иммунодепрессантами, оелабл яющими клеточный иммунитет и сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. [c.96]

Один из методов, использованных для выяснения направления репликации у . oli, состоял в следующем. В хромосому бактерии в сайте att (рис. 15-1) встраивали профаг X, а во многие другие сайты, локализованные вдоль хромосомы, встраивали ДНК фага Ми-1 [189]. Особенно удобно использовать в этом случае фаг Ми-1, поскольку его включение может происходить во многих сайтах, локализованных в пределах хорошо картированных генов. Включение в пределах какого-то гена инактивирует этот ген (мутация добавки), что позволяет точно определить место локализации профага Ми-1. Удалось получить целую серию штаммов бактерий, содержащих как профаги X, так и фаг Ми-1, причем последний был локализован в различных участках хромосомы. Эти бактерии были, кроме того, ауксотрофны по определенным аминокислотам. Благодаря этому репликацию можно было останавливать. [c.272]

Мутации происходят либо спонтанно, либо под влиянием мощных внешних факторов — химических или радиационных воздействий на хромосомы и гены. Следует различать хромосомные мутации — перестройки хромосом, наблюдаемые под микроскопом, и точечные, или генные, мутации. Первые представляют собой изменения надмолекулярных структур, вторые — изменения последовательности нуклеотидов в ДПК и, соответственно, в мРПК. Здесь мы остановимся на точечных мутациях. [c.282]

Введение вспомогательных веществ крысам в различные сроки беременности, исследование их влияния на процессы сперматогенеза, на показатели репродуктивной функции самцов и самок крыс, на частоту рецессивных летальных (генных) мутаций у дрозофилы, на характер хромосомных аберраций в метафазах костного мозга и уровень доминантных деталей в зародышевых клетках крыс показало, что ДАК, Ка-КМК, ПКА и р - циклодекстрин не проявляют эмбриотоксического, гонадотоксического и мутагенного действий. Вместе с тем, у МКЦ, полученной из хлопка, выявлен слабый тератогенный эффект — при введении вещества беременным самкам крыс в субтоксической дозе в период органогенеза у части плодов обнаружена аномалия головного мозга (гидроцефалия, расширение боковых желудочков), замедленное окостенение некоторых костей скелета и черепа. Данных о наличии эмбрио-тропного действия у МКЦ в литературе нет. Это позволило нам предположить, что выявленные тератогенные эффекты, как и вышеупомянутое негативное воздействие на гистоструктуру почек, связаны с наличием в. исследуемой МКЦ вредных примесей. Не исключено, что этими примесями являются остатки пестицидов (дефолиантов), применяющихся при возделывании хлопчатника. Однако при экстраполяции по- [c.504]

Наиболее вероятными кандидатами для проведения генной терапии ех vivo (рис. 21.5) являются пациенты с наследственными заболеваниями, для лечения которьгх применяют трансплантацию костного мозга. Терапевтический эффект трансплантации костного мозга в отношении целого ряда болезней связан с наличием в нем тотипотентных эмбриональных стволовых клеток, которые встречаются с частотой могут пролиферировать и дифференцироваться в рахчичные типы клеток, такие как В- и Т-лимфоциты (В-клетки и Т-клетки), макрофаги, эритроциты, тромбоциты и остеокласты. Например, в том случае, когда генная мутация нарушает функции макрофагов, трансплантация костного мозга обеспечивает реципиенту постоянный запас компетентных макрофагов, происходящих из популяции тотипотентных стволовых клеток. [c.489]

Новые наследственные признаки возникают в генофонде в результате генных мутаций. Последние создают фонд наследственных изменений, служащих исходным материалом (сырьем) для эволюции. Вероятно, мутации являются и самым первым видом наследственной изменчивости, возникшим одновременно с началом функционирования ДНК как информационной молекулы, поскольку для них не нужно никаких дополнительных структур и механизмов. Способность к мутированию заложена в химическом строении молекулы ДНК, а проявление мутационных изменений идет по тем же каналам, что и обычная генетическая информация клетки. Возможно, в течение длительного времени мутационные изменения были единственной формой изменчивости. На протяжении миллионов лет мутации в сочетании с естественным отбором сыфали решающую роль в появлении тех видов бактерий, которые известны сейчас. [c.153]

Повреждающее действие С, вошедшего в состав молекул белков и, особенно, в ДНК и РНК живого организма, обусловлено как радиационным воздействием Р-частиц и ядер отдачи азота, так и изменением химического состава молекулы в результате превращения атома углерода в атом азота. Значительная часть трансмутационных повреждений ДНК при распаде С приводит преимущественно к генным мутациям второго и третьего порядков, связанным с изменением химической структуры кодонов. Такие изменения практически не восстанав/шваются системой репарации и являются необратимыми. Трансмугации составляют около 10% всех повреждений (генетических и соматических), являющихся следствием облучения человека содержащимся в организме ""С [1]. [c.266]

Р1С12(МНз)2] вызывает тошноту, диарею, понижение уровня НЪ, разрушение почек. П. может приводить к генным мутациям. [c.482]

Показано [145—150], что, кроме перечисленных химических изменений, при облучении происходит дезаминирование, выделение неорганического фосфата и свободных пуриновых оснований, увеличение азота аминогрупп по Ван-Сляйку, увеличение титруемой кислотности и уменьшение поглощения в ультрафиолетовом свете при 260 личк. При облучении свободных оснований [146] отмечены многие из этих явлении и обнар5"жено еще более резкое уменьщение поглощения в ультрафиолетовом свете. Ясно, что многие из этих изменений влияют на физические свойства дезоксирибонуклеиновой кислоты и особенно на структурную вязкость. Очень слабое дезаминирование, даже без разрывов цепочки кислоты, уже может быть, например, достаточным, чтобы вызвать генную мутацию. Биологические эффекты изменений нуклеиновых кислот при действии излучения не следует объяснять исключительно разрывами цепочек, образованием мостиков или другими коренными изменениями структуры полимера. [c.258]

О2, СО2, ионами Н и ДФГ, а также изменениями в четвертичной структуре гемоглобина в цикле оксигенация-де-зоксигенация. Таким образом, субъединицы гемоглобина, подобно субъединицам других олигомерных белков, способны передавать сигналы о регуляторных взаимодействиях посредством конформациопных изменений молекулы белка. Изменения в аминокислотной последовательности глобулярных белков, обусловленные генными мутациями, например замена двух аминокислотных остатков в молекуле гемоглобина при серповидноклеточной анемии, могут вызвать значительные изменения конформации белка и, следовательно, сказаться на его биологических функциях. [c.222]

Б. индуцировал генные мутации (тест Эймса). Метаболит Б. (1,2-эпокси-З-бутен) является мутагеном прямого действия в некоторых бактериальных тестах на индукцию генных мутаций, а потенциальный метаболит (1,2,3,4-диэпоксибутан) проявлял мутагенную активность во многих тестах, в том числе на индукцию генных мутаций на микроорганизмах, на индукцию хромосомных аберраций в клетках млекопитающих, а также на сцепленные с полом рецессивные летальные мутации у дрозофил. [c.61]

Первые аргументы в пользу гипотезы, согласно которой фенотипическое выражение генных мутаций обусловлено изменениями определенных белков-ферментов, были получены в 1908 г. Гэрродом, изучавшим различные врожденные заболевания человека (так называемые врожденные нарушения обмена), в частности алкаптонурию. Это заболевание наследуется как простой рецессивный менделирующий признак. При алкаптонурии клетки организма утрачивают способность окислять гомогентизиновую кислоту — продукт метаболизма фенилаланина (см. гл. XVH). Б настояш,ее время известно большое число наследственных заболеваний, обусловленных недостаточностью того или иного белка (табл. 52). [c.485]

Однако, несмотря на огромное число возможных комбинаций 16Н0В в популяции такого рода, здесь также имеются границы, которые нельзя перешагнуть. Эти границы определяются генами, имеющимися в популяции к началу действия отбора. Когда весь имеющийся запас генов образует такие комбинации, которым в наибольшей степени благоприятствует действующий в популяции отбор, отбор в этом направлении прекращается. Однако имеется еще одна возможность для дальнейшего изменения. Совершенно новые гены могут образоваться в результате мутаций, т. е. таких изменений в наследственной конституции, которые не являются рекомбинациями генов. Мутации более полно рассматриваются в следующей главе. Здесь достаточно отметить, что в основе биологической изменчивости лежат три различные причины, а именно 1) воздействия внешней среды 2) рекомбинации генов и 3) мутации. У самооплодотворяющихся организмов рекомбинации препятствует самооплодотворение и достигающаяся в результате этого гомозиготность. Однако нужно отметить, что между самооплодотворяющимися и перекрестнооплодотворяю-щимися организмами нельзя провести резкое различие. Скрещивание время от времени может происходить также и у самоопылителей, таких, как пшеница и овес. В результате скрещивания возникнет более или менее выраженная изменчивость, вызванная рекомбинацией, которая, однако, постепенно закрепляется в сериях гомозиготных биотипов. Уже указывалось, что популяции самооплодотворяющихся организмов такл<е, как правило, богаты различными биотипами. Вероятно, это обусловлено прежде всего тем, что самооплодотворение не является единственным способом размножения и что время от времени возникает изменчивость, вызванная рекомбинацией генов. [c.82]

Уже в своих первых сообщениях относительно последствий облучения у дрозофилы Мёллер отметил, что наряду с индуцированием генных мутаций облучение вызывает множество структурных хромосомных аберраций всех описанных выше типов, т. е. транслокаций, инверсий, нехваток и дупликаций. Помимо этих первичных структурных изменений, облучение вызывает ряд вторичных изменений структуры хромосом, возникающих в результате перекреста между нормальной Н [c.210]

Особенно плодотворным оказалось изучение X. м. у микроорганизмов. Популяции микроорганизмов, состоящие пз отдельных клеток с одинаковым метаболизмом, позволяют изучать элементарные процессы, контролируемые ферментами, синтез каждого из к-рых управляется отдельным геном. Всякое изменение гена при мутации неизбежно отражается на метаболизме клетки и может быть описано вполне точно. Цикл развития бактерий или бактериофагов исчисляется минутами и работа на этих объектах позволяет проводить опыты на миллиардах особей. Химич. мутагены вызывают у микроорганизмов комплекс генных мутаций, к-рые могут относиться к любому из его признаков, нанр. а) несиособность бактерий синтезировать необходимые метаболиты (аминокислоты, пурины, ниримидины, витамины и т. и.) б) способность или неспособность бактерий утилизировать различные источники энергии в) чувствительность или [c.327]

Известно, что изменения генов — мутации — возникают очень редко. Вероятность того, что данный ген подвергнется мутации, в результате которой возникнет его аномальная форма, можно увеличить в сотни и более раз, прибегнув к воздействию так называемых мутагенных факторов (т. е. факторов, вызывающих мутации). Сюда относятся рентгеновы лучи, нейтроны и другие виды ионизирующего излучения, ультрафиолетовые лучи и иприт. Считают, что излучение вызывает мутации, буквально ударяя по генам и тем самым вызывая в них либо ионизацию, либо внутреннюю перестройку химических связей. [c.162]

На симпозиуме по экспериментальному мутагенезу сообщался очень интересный вывод о том, что спектр генных мутаций, возникающих при действии ионизирующей радиации, уже, чем спектр тех же мутаций при ультрафиолетовом освещении и обработке химическими мутагенами. В частности, Рапопорт [12] отметил, что основное препятствие в получении полезных генных мутаций — слишком большой выход хромосомных аберраций. Такое ограничение при действии ионизирующей радиации можно объяснить тем, что заменам оснований сопутствуют потери оснований, а также первичные и пострадиационные разрывы продольных цепей, которые делают ДНК неработоспособной и мешают реализации значительной части генных мутаций. Эта часть мутаций элиминирует вместе с сильноповрежденной ДНК в процессе интерфазной и митотической гибели клеток. [c.40]

Поскольку полиплоидия не сыграла существенной роли в эволюции гороха, изменчивость внутри рода в первую очередь оказалась связанной со структурными изменениями хромосом в геноме и носила характер различных генных мутаций и хромосомных аберраций типа реципрокных транслокаций [4-8 1, а также с обменом генетического материала в результате случайных скрещиваний [ll. Несмотря на отсутствие полиплоидов, виды гороха получили достаточно широкое распространение и хорошо приспособились к различным условиям обитания - включая суровые условия зон альпийской растительности и жаркий климат пус- [c.185]

Г енетическая изменчивость, являющаяся основой для любой селекционной работы, может быть усилена в лаборатории разными путями, не считая тех, которые имеются в природе. Облучение может вызвать новые или редкие генные мутации, крупные механические изменения в хромосомах, удвоение или утрату целых наборов хромосом. В инсектарии можно осуществить межвидовое скрещивание, не происходящее в природе и являющееся новым мощным потенциальным источником генетической изменчивости [1698]. Это становится возможным благодаря существованию географических или экологически изолированных видов или рас, которые способны к скрещиванию, если окажутся вместе, а также потому, что в неволе можно попытаться скрестить виды или расы, изолированные физиологически, морфологически или по своему поведению, которые никогда не скрещиваются в природе. [c.347]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.969 , c.970 , c.971 , c.972 , c.973 ]

Генетические исследования (1963) -- [ c.188 ]

Ферменты Т.3 (1982) -- [ c.0 ]

Генетика человека Т.3 (1990) -- [ c.141 , c.142 , c.158 , c.271 ]

Эволюция организмов (1980) -- [ c.47 , c.48 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология