Мутации индуцированные и спонтанные

Наследственные изменения можно подразделить на изменения, возникающие в результате мутаций и рекомбинаций генетического материала. Скачкообразные изменения в генетическом материале клетки, приводящие к появлению новых признаков, получили название мутаций. Мутации возникают в популяции особей всегда, часто без видимых воздействий на популяцию. Такие мутации, причины возникновения которых нам неизвестны, называются спонтанными. Повышать частоту мутаций по сравнению со спонтанным фоном, т.е. индуцировать их, могут физические, химические и биологические факторы, действующие на генетический материал клетки. Физические факторы — это прежде всего коротковолновое излучение (ультрафиолетовые и рентгеновские лучи). К химическим мутагенам относятся аналоги оснований, производные акридина, алкилирующие и дезаминирующие агенты. Биологические факторы — это в первую очередь мигрирующие элементы (транспозоны и 15-элементы). [c.147]

В экспериментах мутации индуцируются разнообразными химическими агентами. Этот факт свидетельствует о том, что, по-видимому, и в естественных условиях подобные факторы также служат причиной появления спонтанных мутаций у различных организмов, в том числе и у человека. Доказана мутагенная роль различных химических веществ и даже некоторых лекарственных препаратов. Это говорит о необходимости изучения мутагенного действия новых фармакологических веществ, пестицидов и других химических соединений, все шире используемых в медицине и сельском хозяйстве. [c.149]

Наконец, надо указать, что высокая температура также в известной степени повышает частоту спонтанных мутаций. При повышенной температуре подвижность молекул и атомов увеличивается, и было высказано предположение, что вследствие этого внутримолекулярные изменения возникают легче, чем при более низких температурах. Повышение температуры благоприятствует всем химическим реакциям. Часто наблю- даемое возрастание частоты мутаций (иногда в 5 раз при повышении температуры на 10°) можно поэтому считать доводом в пользу мнения, что мутации обычно индуцируются химическими реакциями, протекающими в хромосомах. Однако было также замечено, что высокая температура может вызвать значительные структурные изменения хромосом. Таким образом, увеличение частоты мутаций при повышении температуры может быть следствием увеличения числа как внутримолекулярных изменений, так и структурных аберраций. [c.217]

Легко понять, по какой причине мутагенные аналоги оснований индуцируют как прямые, так и обратные мутации первого типа. Бромурацил, например, включившись вместо тимина в полинуклеотидную цепь фаговой ДНК, значительно повышает вероятность замен на уровне матрицы, ибо он незаконно спаривается во время репликации с гуанином, который благодаря этому становится в синтезируемой реплике на место, принадлежащее аденину. Однако тот же бромурацил индуцирует и обратную мутацию, в которой мутантная пара /гуанин — ОМЦ вновь заменяется исходной парой аденин—тимин.Это происходит вследствие резкого повышения вероятности замены на уровне субстрата, при которой в синтезируемую реплику включается бромурацил (а, значит, в следующих циклах репликации и тимин), незаконно спаривающийся с гуанином, находящимся в мутантном участке. Таким образом, первоначальное предположение Уотсона и Крика о появлении спонтанных мутаций вследствие способности пуриновых и пиримидиновых оснований к таутомеризации, очевидно, правильно объясняет происхождение лишь тех 10% спонтанных мутантов, которые несут мутации первого типа, а также спонтанную реверсию к дикому типу г мутантов гП первого типа (ревертирующих спонтанно с гораздо более низкой частотой, нежели в присутствии мутагенных аналогов оснований). [c.324]

В дальнейшем, однако, более детальные исследования мутаций, индуцируемых акридиновыми красителями, показали, что мутации второго типа соответствуют не предложенным Фризом трансверсиям, а вст.авкам или делециям одной или нескольких пар оснований в цепи ДНК. Но из этого не следует, что трансверсии в ДНК вообще не возникают. Они возникают, но относятся к мутациям первого типа и, следовательно, индуцируются и дают реверсии под действием мутагенных аналогов оснований. Большинство гП-мутантов, которые не дают обратных мутаций как спонтанно, так и в присутствии мутагенов, представляют собой про- [c.324]

Мутации, независимо от того, имеют ли они спонтанное происхождение или индуцированы каким-либо мутагеном, по харак- [c.147]

Сколько естественно возникающих спонтанных мутаций индуцируется естествен- [c.254]

Мутации. В классической генетике мутация определяется как резкий переход одной аллельной формы в другую, приводяш,ий к явному изменению фенотипа (фиг. 154, В). Мутации впервые наблюдал де Фриз. Они могут возникать спонтанно и могут быть индуцированы различными агентами мутагенами), например определенными химическими соединениями или рентгеновским излучением. Результаты исследования мутаций составляют фундамент генетики. [c.478]

В таких опытах облучение может действовать либо как индуцирующий, либо как селективный агент, поэтому из них трудно извлечь информацию о том, индуцировано ли возникновение резистентного штамма примененным воздействием или он получен в результате отбора среди спонтанных мутантов, присутствовавших в культуре до обработки. Вопрос о происхождении резистентных мутантов может показаться чисто формальным, так как, несомненно, определенная часть спонтанных мутаций индуцирована естественной радиацией. Однако не исключено, что интенсивная искусственная радиация оказывает мутагенное действие на микроорганизмы, в то время как естественная радиация, имеющая низкую интенсивность, неэффективна в этом отношении. Такая ситуация должна наблюдаться в случае, если для [c.478]

Мутации. Скачкообразные изменения в генетическом материале клетки, приводящие к появлению новых признаков, получили название мутаций. Мутации возникают в популяции особей всегда, часто без видимых воздействий на популяцию. Такие мутации, причины возникновения которых нам не известны, называются спонтанными. Повышать частоту мутаций по сравнению со спонтанным фоном, т. е. индуцировать их, могут многие физические и химические факторы, действующие на генетический материал клетки. Физические факторы — это прежде всего коротковолновое излучение (ультрафиолетовые и рентгеновские лучи). К химическим мутагенам относятся аналоги оснований, производные акридина, алкилирующие и дезаминирующие агенты. [c.128]

Спонтанные изменения генетической природы организма — продуцента основаны на процессах рекомбинации генетического материала in vivo (амплификация, конъюгация, трансдукция, трансформация и пр.). Для вьщеления из природных популяций высокопродуктивных штаммов микроорганизмов используют методы селекции, т. е. направленного отбора организмов со скачкообразным изменением геномов. Методы слепого многоступенчатого отбора случайных мутаций чрезвычайно длительны и могут занимать целые годы. Для возникновения мутаций интересующий ген должен удвоиться 10 —10 раз. Более эффективен метод искусственного повреждения генома. Таким методом является индуцированный мутагенез, основанный на использовании мутагенного действия ряда химических соединений (гидроксиламин, нит-розамины, азотистая кислота, бромурацил, 2-аминопурин, алки-лирующие агенты и др.), рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Мутагены вызывают замены и делеции оснований в составе ДНК, а также индуцируют мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания информации. [c.33]

Лурия понимал, что эти две альтернативные точки зрения на происхождение вариантов бактерий Топ приводят к разным статистическим предсказаниям относительно той динамики, с которой должны появляться эти варианты. В соответствии с первой точкой зрения, полагающей, что устойчивость бактерий индуцируется воздействием на них фага Т1, доля клеток Топ в растущей культуре бактерий Топ , которые проявляются как устойчивые варианты при высеве их на чашки с содержащим фаг агаром, должна быть постоянной на всех стадиях роста культуры. Это объясняется тем, что в соответствии с данной точкой зрения каждая клетка Топ имеет определенную постоянную вероятность выжить и приобрести признак Ton В соответствии со второй точкой зрения, полагающей, что появление бактерий Топ обусловлено спонтанными мутациями, доля вариантов Топ должна постепенно увеличиваться с ростом культуры. В этом случае изредка происходящие спонтанные мутации [c.135]

Эти мутанты возникают спонтанно, а также могут быть индуцированы аналогами оснований во время внутриклеточного развития фага f2 в этом случае мутации возникают в результате ошибок копирования либо во время синтеза минус -цепей РНК при образовании РФ, либо во время синтеза плюс -цепей на РП. Мутанты могут быть также индуцированы путем обработки зрелых вирусных частиц или выделенной из них инфекционной РНК химическими мутагенами, такими, как азотистая кислота. [c.475]

Прогнозируемое количество дополнительных мутаций на дозу. Сколько будет индуцироваться дополнительных мутаций по отношению к частоте спонтанных мутаций При ответе на этот вопрос направляющей нитью служит информация, почерпнутая из генетики животных, особенно из генетики мыши. Ввиду возможных межвидовых различий в радиационной чувствительности мы, конечно, предпочли бы вычислять все оценки риска на основе данных о человеке, однако такие данные настолько скудны, что не позволяют получить какой-либо обоснованной количественной оценки. Однако они могут служить в качестве контроля и в некоторых случаях помогают квалифицировать оценки, полученные на животных. Мы рассмотрим ожидаемые относительные частоты в момент рождения и, кроме того, выскажем свое мнение относительно ожидаемой потери зигот до рождения. Разные группы мутаций будут рассматриваться по отдельности. [c.252]

Таким образом, если таутомерия ионизированных оснований способна индуцировать мутации, то частота транзиций А — Т -> Г — Ц может заметно возрасти по сравнению с частотой транзиций при спонтанном мутагенезе. [c.70]

МУТАЦИЯ, наследуемое изменение генотипа. Различают точечные М. и крупные перестройки ДНК. К точечным относятся замены одиночных пар оснований ДНК (транзи-ции — замены одного пурина на другой и одного пиримидина на другой, трансверсии — замены пурина на пиримидин и наоборот) и выпадения или вставки одиночных нуклеотидных пар ДНК (мутации со сдвигом рамки считывания). Замена пары оснований может приводить к изменению кодона и послед, замене аминокислоты в кодируемом белке (миссенс-мутация) или же к образованию бессмысленного кодона и прекращению трансляции данной матричной РНК (нонсенс-мутация). К крупным перестройкам ДНК относятся делении (выпадения), дупликации (удвоения), инверсии (повороты на 180°), транслокации (перемещения) участков ДНК, а также инсерции (встраивания) новых сегментов ДНК. Иногда к М. относят изменения числа хромосом в клетке (геномная М.). Различают спонтанные М., возникающие с частотой 10 —10 (отношение числа мутировавших нуклеотидных звеньев к общему числу мономерных звеньев ДНК), и индуцированные, частота к-рых может пре-вьипат . 10 М. могут быть индуцированы хим. (дезаминирующие, алкилирующие и др. реагенты), физ. (ионизирующие излучения) и биол. мигрирующие генетические элементы) мутагенными факторами. Частота и специфичность возникновения спонтанных и индуцированных М. находятся под генетич. контролем. [c.356]

Возможность изменять скорость мутационного процесса послужила решающим стимулом к выяснению причин спонтанных мутаций. Одна из первых попыток объяснить причины спонтанных мутаций сводилась к предположению о том, что в действительности их индуцирует естественный фон радиоактивности. Однако выяснилось, что таким путем можно объяснить возникновение лишь около 0,1 % всех спонтанных мутаций у дрозофилы. Не подтвердилась и гипотеза о тепловом движении атомов как главной причине спонтанных мутаций. Были попытки объяснить спонтанные мутации результатом действия продуктов метаболизма клетки и организма. [c.295]

Индуцированными мутациями называют наследуемые изменения генома, возникающие в результате тех или иных мутагенных воздействий в искусственных (экспериментальных) условиях или при неблагоприятных воздействиях окружающей среды. Среди важнейших мутагенных факторов, прежде всего, необходимо отметить химические мутагены - органические и неорганические вещества, вызывающие мутации, а также ионизирующее излучение. При детальном рассмотрении спонтанных и индуцированных мутаций становится ясно, что между этими двумя типами нет существенных различий. Действительно, большинство спонтанных мутаций возникает в результате мутагенного воздействия, которое их индуцирует, но не регистрируется экспериментатором. На более прочном фундаменте находится классификация [c.276]

Изменения в хромосомах, передающиеся потомству, принято называть мутациями. Этот термин впервые ввел де Фриз. Мутации вызывают изменение самых различных признаков у растений. Значение мутаций в эволюции и селекции растений как источника изменчивости считается общепризнанным. Поскольку спонтанные. мутации возникают очень редко, селекционер стремится их индуцировать воздействием радиации и химических мутагенов. [c.170]

В 1927 г. Г. Мёллер и Л. Стадлер открыли, что рентгеновские и ультрафиолетовые лучи способны индуцировать мутации, иными словами — пов ышать частоту мутаций по сравнению со спонтанным фоном. После этого выяснилось, что и многие другие физические и химические агенты также оказывают мутагенное действие на наследственное вещество [c.317]

У всех мутантов, приведенных на этой таблице, изменены разные участки ДНК фага, так как каждая мутация локализуется в разных точках карты г —области, изображенной на фиг. 150. Кроме того, все они способны спонтанно давать обратные мутации. У некоторых мутантов частота реверсий в присутствии мутагенных аналогов оснований оказалась почти равной частоте спонтанных реверсий очевидно, что у таких мутантов эти мутагены неспособны индуцировать обратные мутации. У других частоты реверсий в присутствии мутагена были намного выше — в десятки, сотни и даже тысячи раз. Эти мутанты, следовательно, дают индуцируемые реверсии. Из табл. 20 видно, что практически у всех мутантов г1, возникших из дикого типа Т4 под действием бромурацила, 2-аминопурина, гидроксиламина и азотистой кислоты, а также у большинства мутантов, индуцированных этилэтансульфонатом, можно индуцировать реверсии с помощью мутагенных аналогов оснований. Однако практически ни один из мутантов, индуцированных профлавином, не ревертирует к дикому типу под действием мутагенных аналогов оснований. Из спонтанных же мутантов лишь около 10% ревертирует в присутствии этих мутагенов к состоянию г. [c.323]

Новый подход к расшифровке кода, не связанный со сравнением криптограммы и текста, появился в конце 50-х годов, когда, с одной стороны, было показано, что в определенной точке полипептидной цепи мутантного белка одна аминокислота замещает другую, присутствующую в белке дикого типа, а с другой — были расшифрованы механизмы спонтанного и индуцированного мутагенеза (см. гл. XIII). Например если мутация, приводящая к замене аминокислоты а на аминокислоту , была индуцирована мутагеном, вызывающим транзиции азотистых оснований, то это означает, что кодоны, соответствующие аминокислотам а и , имеют два общих нуклеотида, а третий нуклеотид у обоих кодонов либо пуриновый, либо пиримидиновый. Если, далее, другая мутация, индуцированная мутагеном, вызывающим транзиции, приводит к замене аминокислоты а на аминокислоту у, это значит, что кодоны, соответствующие аминокислотам и Y, имеют один общий нуклеотид и различаются по двум другим нуклеотидам. Таким образом, анализируя известные замены аминокислот в мутантных белках и сопоставляя их с предполагаемыми заменами нуклеотидов, вызвавших мутации в соответствующих генах, в принципе можно построить схему взаимоотношений между аминокислотами и кодонами. Анализируя эту схему, можно попытаться расшифровать генетический код. [c.434]

Основная часть генетических экспериментов, выявивших природу генетического кода, была осуществлена Фрэнсисом Криком, Сиднеем Бреннером и их коллегами с использованием г//-мутантов фага Т4. Полученные ими результаты были впервые представлены на Биохимическом конгрессе в 1961 г. Они изучали г7/-мутации, полученные с помощью профлавина. Интерес к профлавин-индуцируемым мутациям был обусловлен тем, что эти мутации, как считалось, возникают в результате изменений в нуклеотидной последовательности ДНК, не связанных с замещением отдельных нуклеотидов. Основанием для такого представления послужили особые свойства профлавин-индуцированных мутаций, которые заметно отличают их от мутаций, полученных при действии мутагенов другого типа. Мутагены-аналоги нуклеиновых оснований - 2-аминопурин и 5-бромурацил вызывают мутации при включении в состав ДНК вместо нормальных нуклеотидов. Считалось (и как оказалось в дальнейшем вполне справедливо), что мутации, вызываемые этими мутагенами, представляют собой результат замещения отдельных оснований. Подтверждением этому служил тот факт, что те же самые вещества способны индуцировать и реверсию полученных с их помощью мутаций к исходному дикому типу (см. гл. 20). В то же время для профлавин-индуцированных мутаций реверсии к дикому типу под действием мутагенов, аналогов оснований, практически не наблюдается (табл. 12.2). Мутации этого типа ревертируют или спонтанно, или с более высокой частотой при действии профлавина. То, что профлавин-ин-дуцированные мутации вообще способны к реверсии, свидетельствует [c.70]

Таким образом, появился новый взгляд на вирусный онкогенез. Опухоле-родный вирус может просто перегружать клетку-хозяина продуктом нормального клеточного гена, участвующего в контроле клеточного деления. Этот продукт, по-видимому, вызывает неограниченную пролиферацию трансформированных клеток только потому, что он присутствует в избыточном количестве. Возможно, что и химический канцероген или спонтанная мутация лишь индуцируют чрезмерную экспрессию такого контролирующего гена и тем самым толкают клетку на путь малигнизации (рис. 11-18). [c.156]

Мутации, независимо от того, имеют ли они спонтанное происхож-.дение или индуцированы каким-либо мутагеном, по характеру перестроек, происшедших в ДНК, можно разделить на мутации, состоящие в изменении одного нуклеотидного остатка молекулы ДНК, так называемые точковые мутации, и мутации, при которых происходит изменение участка молекулы ДНК размером больше одного нуклеотида. Точковые мутации в свою очередь могут быть разделены на несколько [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология