KAUNO „VYTURIO“ VIDURINĖ MOKYKLABIOLOGIJOS REFERATAS
MUTACIJOS IR MUTAGENAI
Atliko: Gerda Arlauskaitė 10b
Vertino: mokytojas Dainius Statkevičius
KAUNAS 2005
TURINYSĮvadas…………………………………………………………….
………………………………………………………………….
…..3Dėstymas…………………………………………………………..
………………………………………………………………….
..4Mutacijų
klasifikavimas……………………………………………………..
…………………………………………………….5Mutaganezės………………………………………………………..
………………………………………………………………….
6Mutagenai ir žmogaus
paveldimumas……………………………………………………….
………………………………..8Aplinkos
mutagenai………………………………………………………….
………………………………………………………9Genų
mutacijos………………………………………………………….
…………………………………………………………..10Chromosomų mutacijos, jų klasifikacija ir analizės
principai……………………………………………………….11Išvados……………………………………………………………
………………………………………………………………….
…12Naudota
literatūra…………………………………………………………
………………………………………………………..13
ĮVADAS
DNR dėl mutagenų gali pakisti ar būti pažeisti. Genų pakitimai
vadinami mutacijomis. Mutagenams priklauso ultavioletiniai, gama, ir
Rentgeno spinduliai, tokios cheminės medžiagos kaip benzolas,
tetrachlormetanas, ipritas ir daugelis kitų, esanšių medienos ar tabako
dūmuose. Net labai nedideli mutagenų kiekiai gali pažeisti genus. Yra
žinoma daug mutagenų, jų sąrašas nuolat papildomas, tačiau daugybė mutacijų
randasi dėl mums dar nežinomų priežasčių. Jos vadinamos spintaninėmis
mutacijomis.
Mutacijų atsiranda, kai dėl mutagenų poveikio:
➢ Nutrūksta chromosomos;
➢ Kodone pasikeičia viena bazė;
➢ Pašalinama DNR atkarpa;
➢ Pridedama papildoma bazė ir todėl kitaip išsidėsto kodonai.
DĖSTYMAS
Mutacijos – tai nauji pakitimai genome, chromosomose veikiant išoriniams
arba vidiniams aplinkos veiksniams. Tėvų genotipams tokie pakitimai buvo
nebūdingi. Mutacinį procesą nagrinėjo olandų botanikas H. de Frysas ir
nustatė kai kuriuos šio proceso bruožus:
Paveldimi pakitimai atsiranda šuoliškai (nebūdingi tėvams).
Mutacijos gali būti ir naudingos ir žalingos.
Tai nenuoseklūs pakitimai.
Atsiranda naujos pastovios formos.
Atsiradę naujos mutacijos teikia medžiagą biologinei evoliucijai. Genų
mutacijos yra pakankamai retos. Tačiau genų organizme yra pakankamai daug,
todėl organizmo ar rūšies lygyje mutacijos yra įprastas reiškinys.
MUTACIJŲ KLASIFIKAVIMAS
|I skirstymas | | |
| |II skirstymas | |
| Generatyvinės |Somatinės | |Branduolinės |Nebranduolinės |
|atsiranda |atsiranda kūno | |susiję su |susiję su DNR |
|lytinių |ląstelių | |genetinės |esančios |
|ląstelių |genetinėje | |medžiagos, |plastidėse, |
|genetinėje |medžiagoje. | |esančios |mitochondrijose |
|medžiagoje. |Somatinių | |branduolyje |pakitimais bei su|
|Pakitusi lytinė|mutacijų kitos | |pakitimu |bakterijų |
|ląstelė |kartos | | |plazmidžių |
|dalyvauja |nepaveldi. | | |mutacijomis.. |
|apsivaisinimo | | | | |
|procese ir | | | | |
|mutaciją | | | |
|
|paveldi | | | | |
|palikuonys. | | | | |
Branduolinių mutacijų klasifikacija
Genų mutacijos – vadinamos taškinėmis. Pavieniai genai keičiasi dėl:
a) nukleotido “iškritimo”:
CAT/CAT/CAT/CAT/CAT
CAT/CAT/CAT/CAT/AT – mutavęs genas
b) nukleotido virtimu kitu nukleotidu:
CAG
CGG – mutavęs kodonas, kur A nukleotidas virto G, dėl tokio DNR
pasikeitimo pasikeis ir pagal jį kopijuojama iRNR, o tai savo ruožtu
nulemia naują amino R išsidėstymo seką sintetinamoje baltymo molekulėje.
Chromosomų mutacija – genetinės medžiagos persitvarkymas, galintis įvykti
vienoje chromosomoje arba tarp nehomologinių chromosomų (jei savo genais
keičiasi homologinės chromosomos – toks reiškinys vadinamas krosingoveriu,
jei nehomologinės chromosomos – mutacija). Chromosomų mutacijų atvejai:
a) delecija – dalies chromosomos segmento netekimas;
b) duplikacija – to pačio chromosomos segmento kartojimas daug kartų;
c) chromosomos segmento apsisukimas chromosomoje 180 kampu (mirtina
mutacija);
d) kai segmentas iš vienos chromosomos įsiterpia į kitą nehomologinę
chromosomą.Genomo mutacijos – tai mutacijos susijusios su chromosomų skaičiaus
pakitimais.
a) Poliploidija – kai chromosomų skaičius kinta ištisais kartotiniais
chromosomų rinkiniais. Dirbtinai ši mutacija sukeliama kai mutagenu
kolchicinu dirbtinai suardoma dalijimosi verpstė. Ko pasekoje
susidariusi lytinė ląstelė turi diploidinį (2n) chromosomų rinkinį
ir palikuonys tada gali būti triploidiniai ar tetraploidiniai (4n).
Tokios mutacijos būdingos augalams. Dauguma kultūrinių augalų yra
poliploidiniai ir paprastai esti stambesni. Tai kviečiai, avižos,
bulvės, braškės, kai kurios obelų veislės.
b) Heteroploidija – kai pakinta pavienių chromosomų skaičius. Todėl
mutantai vadinami heteroploidais. Žmogaus heteroploidines mutacijas
sukelia įvairios paveldimos ligos. Dauno sindromas tai – 21
chromosomos trisomija, t.y. 21 chromosoma sudaro ne chromosomų porą,
o yra net 3 chromosomos.
Nebranduolinės mutacijos
Susiję su DNR esančia plastidėse ir mitochondrijose mutacijomis. Kadangi
šie organoidai yra citoplazmoje toks paveldimumas vadinamas citoplazminiu.
Tokios mutacijos pavyzdys – lapo margalapiškumas. Dalies lapo ląstelių
chloroplastai dėl mutavusios jų DNR yra praradę sugebėjimą sintetinti
chlorofilą. Tokios ląstelės lieka bespalvės.
MUTAGANEZĖS
Dėl ko atsiranda mutacijos? Kokie faktoriai jas sukelia? Mutacijų
atsiradimo procesas vadinamas mutageneze. Yra dvi mutagenezės rūšys:1. Spontaninė – vyksta esant natūraliom gamtinėm sąlygom (dar vadinama
gamtine mutageneze). Ją gali sukelti natūrali gamtinė radiacija,
temperatūra ir kt. natūralūs veiksniai.
Spontanines mutacijas sukelia gamtinė radiacija, įvairūs cheminiai
mutagenai, temperatūra ir kiti faktoriai. Per maistą, vandenį ir orą
gaunamos cheminės medžiagos bei ląstelių metabolizmo metu atsiradę kai
kurie produktai kartais sukelia natūralias mutacijas.
Augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų spontaninių mutacijų tyrimas parodė, kad
įvairios organizmų rūšys skiriasi paveldimų pakitimų atsiradimo dažnio
atžvilgiu. Tai priklauso nuo rūšies genotipų skirtumo, nuo rūšies
prisitaikymo prie gyvenamųjų sąlygų ir nuo kitų gamtinių reiškinių.
Visos mutacijos atsiranda arba somatinėse ląstelėse (somatinės
mutacijos), arba lytinėse ląstelėse – gametose.Dėl augalų, kurie dauginasi
vegetaciniu būdu, somatinės mutacijos gali atsirasti nauji paveldimi
požymiai. Pavyzdžiui, I. Mičiurinas iš paprastos antaninės obelies
somatinės mutacijos būdu išvedė naują obelų rūšį “antaninė
šešišimtgraminė”. Žmogaus ir gyvūnų somatinė mutacija išnyksta, mirus
individui, ir palikuonys mutacijos nepaveldi.2. Indukuota – kai mutacijas dirbtinai sukelia pats žmogus, jo veikla.
Veiksniai sukeliantys mutacijas vadinami mutagenais. Žinomos trys
mutagenų rūšys: 1) Fiziniai, 2) Cheminiai, 3) Biologiniai.
Fiziniai mutagenai – radioaktyvus spinduliavimas, elektro magnetinės
bangos, UV spinduliai. Mutageninis jų poveikis yra tiesiog proporcingas jų
dozei. Fizinė mutagenezė taikoma siekiant gauti produktyviasnes bakterijų
rases.
Didžiausiu mutageniniu poveikiu pasižymi Cheminė mutagenezė. Aplinkos
mutagenų šaltinis – žemės ir miškų ūkio cheminizavimas. Reikšmingiausi –
pesticidai t.p. nitro junginiai, kurių daug į dirvą patenka su trąšom, o po
to į vandenį ir į žmogaus organizmą.
Kitas šaltinis – cheminės pramonės atliekos. Plačiai plinta alkilinančių
mutagenų grupė (tai tarpinis įvairių technologijų produktas). Dėl didelio
aktyvumo šie mutagenai vadinami super mutagenais.
Silpnesnio mutageniškumo yra kofeinas, vaistai, tačiau tai irgi yra
mutagenai.
Mutageniškumu pasižymi įvairūs konservantai esantys mūsų maiste.
Biologiniai mutagenai – tai virusai, kurie patekę į ląstelę indukuoja
joje mutacijas.
Indukuotas mutacijas pirmieji pademonstravo rusų mokslininkai G.
Nadsonas ir G. Filipovas 1925 metais, apšvitindami mielių ląsteles radžio
spinduliais. Vėliau, 1927 metais, amerikiečių mokslininkas H. Maleris
atrado rentgeno spindulių mutageninį efektą. Jis panaudojo drosofilų
mutacijos kiekybinės apskaitos metodus ir paaiškino šį reiškinį.
Rusų mokslininkai V. Sacharovas, M. Lolaševas ir ypač J.
Rapoportas bei anglų genetikė Š. Auerbach atrado cheminius junginius,
sukeliančius galinga mutageninį efektą įvairiems organizmams.
Atsirado reikalas moksliškai ištirti mutagenus ir sukurti
apsaugos sistemą. Mutagenezė pradėta plačiai taikyti selekcijoje, išvedant