Мутагенез және мутация типтері. Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

Мутагенез — физикалық және химиялық мутагендердің көмегімен мутацияларды жасанды жолмен алу әдісі. Бұл әдіс эксперименті  генетикада  жиі қолданылады. Селекцияда мутагенез жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің болашақтағы мутанттарын алуда пайдаланылады.

Мутагенез (мутациялық процесс) — мутагендік фактормен алғашкы кездескеннен бастап мутантты клон құрылғанға дейін торшада өтетін күрделі молекулалық процестердің жинағы. Бұл өте күрделі құбылыс, бірнеше жүйелі окиғалардан тұрады. Олар:

• генетикалық материалдың мутагенмен алғаш байланысуы;
• ДНҚ-да (кейбір вирустардын РНҚ-да) мутацияға дейінгі зақымның пайда болуы;
• бұл зақымнан айығу (репарация);
• мутантты геннің көбеюі;
• мутантты түрдің пайда болуы. Бұл кезеңдердің әркайсысы өз алдына күрделі, әртүрлі өзгерушілікке бейім. Оның себебі тек қана вирус геномының ерекшеліктерінде немесе мутагендердің күші мен табиғатында ғана емес. Бұған көптеген ішкі және сыртқы жағдайлар араласады.

Мутагенездің әр сатысында зақымданған ген әртүрлі өзгеріске түсуі ықтимал, оның бәрі ақырғы нәтижеде көрінеді. 3 негізгі түрлі нәтиже болуы мүмкін:

• алғашқы мутациясыз фенотипке оралу;
• торшаның өлуі;
• мутация пайда болу.^[1]

Мутациялардың пайда болу процесін мутагенез, ал мутациялардың пайда болуына алып келетін физикалық не химиялық факторларды мутагендер деп атайды. Мутациялар еш бір себепсіз, табиғи жолмен пайда болуы мүмкін — оларды өздігінен, кенеттен пайда болған мутациялар дейді; ал кейбіреулері әр түрлі физикалық не химиялық мутагеңдік факторлардың әсері салдарынан пайда болады — оларды индукцияланған мутациялар деп атайды.

Өздігінен пайда болатын гендік мутациялардың жиілігі әр түрлі ағзаларда түрліше болып келеді, мысалы адамдарда ол 10~⁴—10 ⁶ дәрежесіне тең. Егер адамдардың бір ұрпағының орташа тіршілік ұзақтығы 25—30 жыл, ал мутацияның орташа жиілігі 1х10~⁵ дәрежесіне тең, адамдардың генотипіндегі гендер саны 100000—110000 деп алсақ, онда адамдардың гаплоидтық хромосома санында (гаметаларда) әрбір ұрпақ сайын 1-10 жаңа мутация пайда болып отырады. Бұл көп пе аз ба? Жеке бір адамды алатын болсақ ол әрине аз, себебі адамдардың бір ұрпағында, яғни 25—30 жыл ішінде түзілетін гаметаларының тек 1—10-ында ғана мутация пайда болады. Ал егер бүкіл адамзатты, яғни тұтас адам популяцияларын алатын болсақ және адамдар гаметаларында не бары 2-ақ мутациядан пайда болды десек, оңда мутациялардың жалпы саны 8×109 яғни 8 000 000 000 тең болады. Ал бұл әрине өте көп.

Гендік мутациялар ағза белгілерінің түрліше өзгерулеріне алып келеді. Олар доминантты, жартылай доминантты, рецессивті болып келуі мүмкін. Мутантты гендер, қалыпты гендерге қарағанда, өздерінің өнімдерінің — ферменттерінің аз мөлшерде, немесе өте кеп мөлшерде синтезделуіне алып келуі мүмкін, немесе фермент мүлдем синтезделмеуі мүмкін. Яғни, мутация негізінде қалыпты ген өзінің мағынасын біржолата жойып нонсенс — (мағынасыз) кодонға, не оның мағынасы өзгеріп миссенс — кодонға айналуы мүмкін. Гендік мутациялардың ағзалар үшін зияңдылығы — олар тіршілік процесінің бұзылуына (патология), тіршілігінің төмендеуіне не көбею қабілетінің кемуіне алып келеді, яғни ағзалардың ортаға бейімделуін тәмендетеді. Кейде мутантты ген ағзалардың әліп қалуына да алып келеді (летальді мутациялар).

https://kk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D1%83%D1%82%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B7

http://kazorta.org/mutagenez-turaly-zhalpy-m-limet/

Жасанды мутагенез және оның селекциядағы маңызы

Жасанды немесе индукциялы мутагенез деп белгілі бір фактор-лармен арнайы өсер ету арқылы болатын тұқым куалайтын өзгер-гіштікті айтады. Ондай мутагендік факторларға радиоактивті сөулелер, ультракүлгін сөулелер және лазер сөулелері, сондай-ак кейбір химиялық қосылыстар (колхицин, этиленимин, азотты нитрит, акридин, никотин кышкылы жөне т.б.) жатады. Өсімдіктер, жануарлар жөне микроорганизмдермен жүргізілген көптеген зерттеулердің нөтижесінде осы аталған факторлармен эсер ету аркылы мутация тудыруға болатыны аныкталды. Мутациялык өзгергіштікті колдан жасауға, өсіресе, радиоактивті сөулелердің мутагендік касиеттерін зерттеп-білудің ерекше маңызы болды.

Радиациялық және химиялық мутагенез. Тұкым куалайтын касиетті радиацияньщ көмегімен өзгертуге болатындығын түщыш рет 1925 жылы орыс ғалымдары Г.А.Надсон мен Г.С.Филиппов дөлелдеді. Олар радий сөулелерімен эсер ету арқылы саңырауқүлактардың жана мутантты формаларын алды. Одан кейін америкалык ғалымдар Дж.Миллер 1927 жылы дрозофила шыбынынан, ал Дж.Стадлер 1928 жылы жүгері өсімдігінен рентген сөулелерінің мутагендік өсерін байкады.

Радиоактивті сөулелердін әсерінен пайда болатын мутациялар, организм үшін көбінесе зиянды. Мысалы, адамда түкым куалайтын аурулар мен кемістіктерді тудырады. Сонымен катар олар организм-дерде, әсіресе, өсімдіктер мен микроорганизмдерде пайдалы өзгерістер тудыра алады. Осыған байланысты радиоактивті сөулелердін, өсерінен пайда болатын мутациялар селекцияда кеңінен колданылады.

Д.Рабсон кыша газының (иприт) мутагендік осерін аныктады. Ал орыс генетигі И.А.Рагшопорт формальдегид пен этилениминнің мутагендік касиетін тапты. Қазіргі кезде 500-ден астам өр түрлі мутагендік косылыс бар екені белгілі.

Химиялык мутагендер кобінесе гендік мутацияларды тудырады. Бүл жағдайда ДНҚ жіпшелері үзіліп, нөтижесінде күрделі хромо-сомалык өзгерістер пайда болады.

Радиацияльды мутагенез сиякты химиялык мутагенез де селекцияда пайдалы мутанттар алу үшін колданылады. Мутагендерді селекцияда пайдалану нөтижесінде бүрынғы пайдалы касиеттерін сактай отырып, кейбір белгілері жаңартылып, жаксартылған мутантты формалар мен сорттар алынады. Мутант осімдіктер көппнлік жағдайда будандастыру жөне сүрыптау жолдарымен жаңа сорттар шығару үшін кажетті материал ретінде колданылады. Сөйтіп, жасанды мутагенез казіргі кезде селекцияда кодданылатын ең тиімді өдістердщ бірі болып есептеледі.

Өсімдіктердің түкымдарына, тозаңдарына немесе вегетативтік мүшелеріне жоғарыда аталған мутагендермен өсер ету аркылы әр түрлі мутанттар алынады. Олар түрлі морфологиялык, физиоло-гиялык немесе биохимиялык касиеттерінің өзгеретіндігімен сипатталады. Қазіргі кезде өсімдіктердің 130-дай түрінен 31 мыңға жуык мутация анықталды.. 

https://sabaqtar.kz/biologiya/15616-zhasandy-mutagenez-zhne-ony-selekciyaday-mayzy.html