შესაძლებელია თუ არა წარმატებული მუტაციის შანსების გაზრდა? მუტაციური ცვალებადობა. მუტაციების სახეები. ბუნებაში მუტაციების მიზეზები ადაპტური მუტაცია და სპორები

>> ცვალებადობის ნიმუშები: მუტაციური ცვალებადობა

ცვალებადობის ნიმუშები: მუტაციური ცვალებადობა.

1. არის თუ არა ცვლილებები მემკვიდრეობით?
2. რა არის გენოტიპი და ფენოტიპი?

ასე რომ, მოდიფიკაციის ცვლილებები არ არის მემკვიდრეობითი. ცოცხალ ორგანიზმებში ახალი თვისებებისა და თვისებების გაჩენის მთავარი მიზეზი მუტაციების გამოვლინებაა. მუტაციები ცვლილებებია გენოტიპიხდება გარეგანი ან შიდა გარემო.

ტერმინი "მუტაცია" პირველად 1901 წელს შემოგვთავაზეს ჰოლანდიელებმა მეცნიერებიჰუგო დე ვრისი, რომელმაც აღწერა მცენარეებში სპონტანური მუტაციები. მუტაციები იშვიათია, მაგრამ იწვევს თვისებების უეცარ ნახტომებს, რომლებიც გადაეცემა თაობიდან თაობას.

მუტაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს გენოტიპზე სხვადასხვა ხარისხით და, შესაბამისად, ისინი შეიძლება დაიყოს გენებად, ქრომოსომებად და გენომებად.

გენი, ანუ წერტილი, მუტაციები ყველაზე გავრცელებულია. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ერთი ან მეტი ნუკლეოტიდი ერთ გენში იცვლება სხვებით. გენის აქტივობის შედეგად ხდება ცვლილებები, სინთეზირდება ცილა შეცვლილი ამინომჟავის თანმიმდევრობით და, შესაბამისად, შეცვლილი თვისებებით, რის შედეგადაც შეიცვლება ან დაიკარგება ორგანიზმის რაიმე ნიშანი. გენის მუტაციების გამო ბაქტერიებიმაგალითად, მათ შეუძლიათ შეიძინონ რეზისტენტობა ანტიბიოტიკების ან სხვა პრეპარატების მიმართ, შეცვალონ სხეულის ფორმა, კოლონიების ფერი და ა.შ.

ქრომოსომულ მუტაციებს უწოდებენ სტრუქტურის მნიშვნელოვან ცვლილებებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ რამდენიმე გენზე. მაგალითად, შეიძლება მოხდეს ეგრეთ წოდებული დაკარგვა, როდესაც ქრომოსომის ბოლო ნაწილი მოწყვეტილია და ზოგიერთი გენი იკარგება. ასეთი ქრომოსომული მუტაცია 21-ე ქრომოსომაში ადამიანებში იწვევს განვითარებას მწვავე ლეიკემია- ლეიკემია, რომელიც იწვევს სიკვდილს. ხანდახან ქრომოსომის შუა ნაწილი „იჩეჩება“ და ნადგურდება. ამ ქრომოსომულ მუტაციას დელეცია ეწოდება. წაშლის შედეგები შეიძლება განსხვავდებოდეს სიკვდილიდან ან მძიმედან მემკვიდრეობითი დაავადება(თუ ქრომოსომის ის ნაწილი, რომელიც შეიცავდა მნიშვნელოვან გენებს დაიკარგა) სანამ არ იქნება დარღვევები (თუ ეს ნაწილი დაიკარგა დნმ, რომელშიც არ არსებობს გენები, რომლებიც განსაზღვრავენ ორგანიზმის თვისებებს).

ქრომოსომული მუტაციის კიდევ ერთი ტიპია მისი ზოგიერთი მონაკვეთის გაორმაგება. ამ შემთხვევაში, ზოგიერთი გენი რამდენჯერმე აღმოჩნდება ქრომოსომაში. მაგალითად, დროზოფილაში, ერთ-ერთ ქრომოსომაში რვაჯერ განმეორებადი გენი აღმოაჩინეს. ამ ტიპის მუტაცია - დუბლირება - ნაკლებად საშიშია ორგანიზმისთვის, ვიდრე დაკარგვა ან გაყოფა.

ინვერსიის დროს ქრომოსომა ორ ადგილას იშლება და შედეგად მიღებული ფრაგმენტი, რომელიც ბრუნავს 180°-ით, კვლავ ჩაშენებულია რღვევაში. მაგალითად, ქრომოსომის სეგმენტი შეიცავს გენები A-B-C-D-E-F. B-სა და C-ს შორის იყო ხარვეზები, D-სა და F-ს შორის, IOP-ის ფრაგმენტი გადაბრუნდა და ჩაშენებული უფსკრული. შედეგად, ქრომოსომის რეგიონი ექნება სტრუქტურა A-B-D-D-C-E-F. და ბოლოს, შესაძლებელია ერთი ქრომოსომის მონაკვეთის მეორეზე გადატანა, რომელიც არ არის მისთვის ჰომოლოგიური.

გენომური მუტაციები. ამ შემთხვევაში, ან ქრომოსომა აკლია გენოტიპში, ან, პირიქით, არის დამატებითი. ყველაზე ხშირად, ასეთი მუტაციები ხდება, თუ მეიოზში გამეტების წარმოქმნის დროს, წყვილის ქრომოსომა განსხვავდება და ორივე ერთ გამეტში ხვდება, ხოლო მეორე გამეტში ერთი ქრომოსომა არ იქნება საკმარისი.

როგორც დამატებითი ქრომოსომის არსებობა, ასევე მისი არარსებობა ყველაზე ხშირად იწვევს ფენოტიპის არასასურველ ცვლილებებს. მაგალითად, როდესაც ქრომოსომა არ განცალკევდება, ქალებს შეუძლიათ შექმნან კვერცხუჯრედები, რომლებიც შეიცავს ორ 21-ე ქრომოსომას. თუ ასეთი კვერცხია განაყოფიერებული, მაშინ დაიბადება დაუნის სინდრომის მქონე ბავშვი. ეს ბავშვები ძალიან დამახასიათებელი გარეგნობა, პათოლოგია შინაგანი ორგანოები, მძიმე ფსიქიკური დარღვევები. სამწუხაროდ, დაუნის სინდრომის მქონე ბავშვები საკმაოდ ხშირად იბადებიან.

გენომური მუტაციების განსაკუთრებული შემთხვევაა პოლიპლოიდია, ანუ უჯრედებში ქრომოსომების რაოდენობის მრავალჯერადი ზრდა მიტოზის ან მეიოზის დროს მათი განსხვავების დარღვევის შედეგად. ასეთი ორგანიზმების სომატური უჯრედები შეიცავს 3n, 4n. 8n და ა.შ. ქრომოსომა, იმისდა მიხედვით, თუ რამდენი ქრომოსომა იყო გამეტებში, რომლებიც ქმნიდნენ ამ ორგანიზმს. პოლიპლოიდი ხშირია ბაქტერიებსა და მცენარეებში, მაგრამ ძალიან იშვიათია ცხოველებში. კულტივირებული მცენარეების მრავალი სახეობა პოლიპლოიდურია. ამრიგად, ადამიანის მიერ მოყვანილი მარცვლეულის სამი მეოთხედი პოლიპლოიდურია. თუ ხორბლის ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრები (n) არის 7, მაშინ ჩვენს პირობებში გამოყვანილ ძირითად ჯიშს, რბილ ხორბალს, აქვს 42 ქრომოსომა, ანუ 6p. პოლიპლოიდებია კულტივირებული ჭარხალი, წიწიბურა და ა.შ., როგორც წესი, პოლიპლოიდურ მცენარეებს აქვთ გაზრდილი სიცოცხლისუნარიანობა, ზომა, ნაყოფიერება და ა.შ.დღესდღეობით პოლიპლოიდების მიღების სპეციალური მეთოდებია შემუშავებული. მაგალითად, მცენარეთა შხამი შემოდგომის კროკუსისგან - კოლხიცინი, შეუძლია გაანადგუროს გაყოფის ღეროები გამეტების წარმოქმნის დროს, რის შედეგადაც გამეტები შეიცავს 2p ქრომოსომას. როდესაც ასეთი გამეტები შერწყმულია, ზიგოტას ექნება 4n ქრომოსომა.

მუტაციების აბსოლუტური უმრავლესობა არახელსაყრელი ან თუნდაც ფატალურია ორგანიზმისთვის, რადგან ისინი ანადგურებენ ინტეგრალურ გენოტიპს, რომელიც მორგებულია მილიონობით წლის ბუნებრივი გადარჩევისას.

მუტაციების მიზეზები. ყველა ცოცხალ ორგანიზმს აქვს მუტაციის უნარი. თითოეულ მუტაციას აქვს თავისი მიზეზი, თუმცა უმეტეს შემთხვევაში ჩვენ არ ვიყენებთ მას. თუმცა, მუტაციების საერთო რაოდენობა შეიძლება მკვეთრად გაიზარდოს გამოყენებით სხვადასხვა გზებიგავლენა სხეულზე. მუტაციების გამომწვევ ფაქტორებს მუტაგენური ეწოდება.

პირველი, მაიონებელი გამოსხივება აქვს ყველაზე ძლიერი მუტაგენური ეფექტი. რადიაცია ასჯერ ზრდის მუტაციების რაოდენობას.

მეორეც, მუტაციები იწვევს ნივთიერებებს, რომლებიც მოქმედებს, მაგალითად, დნმ-ზე, არღვევს ნუკლეოტიდების ჯაჭვს. არის ნივთიერებები, რომლებიც მოქმედებს სხვა მოლეკულებზე, მაგრამ ასევე იძლევა მუტაციებს. ზემოთ უკვე აღინიშნა კოლხიცინი, რომელიც იწვევს მუტაციების ერთ-ერთ სახეობას - პოლიპლოიდიას.

მესამე, სხვადასხვა ფიზიკური გავლენა ასევე იწვევს მუტაციებს, მაგალითად, ტემპერატურის ზრდას გარემო.

რაც ითქვა, ირკვევა, რამდენად მნიშვნელოვანია, რომ ცხოვრებაში ჩვენ გარშემორტყმული ვართ რაც შეიძლება ნაკლები ფაქტორებით, რომლებიც იწვევენ მუტაციებს. და აბსოლუტურად არაგონივრულია თქვენი მომავალი შვილების განადგურება ძლიერი მუტაგენების გამოყენებით. მაგალითად, რეალობის გრძნობის მოკლევადიანი დაკარგვისთვის, ნარკომანები იღებენ ნივთიერებებს, რომლებიც გამოუსწორებელ ზიანს აყენებენ სხეულის ბევრ უჯრედს, მათ შორის პირველ უჯრედებს. სასქესო უჯრედებისაიდანაც კვერცხუჯრედი ან სპერმა უნდა განვითარდეს.

ამრიგად, მუტაციურ ცვალებადობას აქვს შემდეგი ძირითადი მახასიათებლები:

მუტაციური ცვლილებები ხდება მოულოდნელად, რის შედეგადაც ორგანიზმს ახალი თვისებები აქვს.
მუტაციები მემკვიდრეობით მიიღება და გადაეცემა თაობიდან თაობას.
მუტაციები არ არის მიმართული, ანუ შეუძლებელია დარწმუნებით პროგნოზირება, რომელი კონკრეტული გენი მუტაციას განიცდის მუტაგენური ფაქტორის გავლენის ქვეშ.
მუტაციები შეიძლება იყოს სასარგებლო ან საზიანო ორგანიზმისთვის, დომინანტური ან რეცესიული.

გენის, ქრომოსომული და გენომიური მუტაციები. Დაკარგვა. წაშლა. დუბლირება. ინვერსია. დაუნის სინდრომი. პოლიპლოიდია. კოლხიცინი. მუტაგენური ნივთიერებები.

1. რა არის ძირითადი განსხვავებები მოდიფიკაციასა და მუტაციას შორის?
2. რა სახის მუტაციები იცით?
3. რამ შეიძლება ხელოვნურად გაზარდოს მუტაციების რაოდენობა?
4. რომელი მუტაციებია უფრო ხშირი: სასარგებლო თუ მავნე?

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. ბიოლოგია მე-9 კლასი
წარმოდგენილია მკითხველების მიერ ვებგვერდიდან

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის მონახაზი და დამხმარე ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაცია დაჩქარებული მეთოდები და ინტერაქტიული ტექნოლოგიები დახურული სავარჯიშოები (მხოლოდ მასწავლებლისთვის) შეფასება ივარჯიშე დავალებები და სავარჯიშოები, თვითშემოწმების სემინარები, ლაბორატორია, საქმეების სირთულის დონე: ნორმალური, მაღალი, ოლიმპიადის საშინაო დავალება ილუსტრაციები ილუსტრაციები: ვიდეო კლიპები, აუდიო, ფოტოები, გრაფიკა, მაგიდები, კომიქსები, მულტიმედიური ესეების ჩიპები ცნობისმოყვარე საწოლებისთვის, იუმორი, იგავი, ხუმრობები, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები გარე დამოუკიდებელი ტესტირება (VNT) სახელმძღვანელოები ძირითადი და დამატებითი თემატური არდადეგები, ლოზუნგები სტატიები ეროვნული მახასიათებლები ლექსიკონი სხვა ტერმინები მხოლოდ მასწავლებლებისთვის

ასე რომ, ჰაუსლიმ გადაწყვიტა შეემოწმებინა, მოახდენდა თუ არა ეს მექანიზმები პირდაპირ ზემოქმედებას გენებზე საშიში გარემოს ცვლილებებით გააქტიურებისას. გუნდთან ერთად 2017 წლის ნაშრომში მან ყურადღება გაამახვილა CUP1-ზე, გენზე, რომელიც ეხმარება საფუარს გაუძლოს სპილენძის ტოქსიკურ ეფექტებს. მათ აღმოაჩინეს, რომ როდესაც საფუარი ექვემდებარებოდა სპილენძს, უჯრედებში CUP1 ასლების რაოდენობის ცვალებადობა გაიზარდა. საშუალოდ, უჯრედების უმეტესობას აქვს ამ გენის ნაკლები ასლი, მაგრამ საფუარის უჯრედებმა უფრო მეტი შეიძინეს - საერთო პოპულაციის დაახლოებით 10%-ში - და გახდნენ მდგრადი სპილენძის მიმართ, რამაც მათ აყვავების საშუალება მისცა. „უჯრედების მცირე რაოდენობა, რომლებიც ყველაფერს სწორად აკეთებდნენ, ისეთ უპირატესობაში იყო, რომ ყველა დანარჩენს აჯობა.

მაგრამ ეს ცვლილება თავისთავად ბევრს არ ნიშნავდა: თუ გარემოში სპილენძი იწვევდა მუტაციებს, მაშინ CUP1 ასლის რიცხვის ვარიაციის ცვლილება სხვა არაფერი იქნებოდა, თუ არა მუტაციის მაღალი სიჩქარის შედეგი. ამ შესაძლებლობის აღმოსაფხვრელად, მკვლევარებმა ჭკვიანურად შეცვალეს CUP1 გენი, რათა უვნებელ, არამუტაგენურ შაქარზე, გალაქტოზაზე რეაგირება მოახდინოს სპილენძის ნაცვლად. როდესაც შეცვლილი საფუარის უჯრედები ექვემდებარებოდნენ გალაქტოზას, შეიცვალა ასლის რიცხვის ცვალებადობაც.

უჯრედები, როგორც ჩანს, უფრო მეტ ვარიაციებს მიმართავენ გენომის სწორ ადგილას, სადაც ისინი სასარგებლო იქნება. დამატებითი სამუშაოების შედეგად მეცნიერებმა ამ ფენომენის უკან არსებული ბიოლოგიური მექანიზმის ელემენტები გამოავლინეს. ცნობილია, რომ როდესაც უჯრედები იმეორებენ თავიანთ დნმ-ს, რეპლიკაციის მექანიზმი ზოგჯერ ჩერდება. ჩვეულებრივ მექანიზმს შეუძლია გადატვირთვა და გააგრძელოს მუშაობა იმ ადგილას, სადაც ის გაჩერდა. როდესაც არ შეუძლია, უჯრედი უბრუნდება რეპლიკაციის საწყისს, მაგრამ ზოგჯერ შემთხვევით შლის გენის თანმიმდევრობას ან აკეთებს მის დამატებით ასლებს. ეს იწვევს ასლების რაოდენობის ჩვეულებრივ ცვალებადობას. მაგრამ ჰაუსლიმ და მისმა გუნდმა დაასკვნეს, რომ ფაქტორების ერთობლიობა აიძულებს ამ ასლის შეცდომებს უფრო მეტად იმოქმედოს გენებზე, რომლებიც აქტიურად რეაგირებენ გარემო სტრესორებზე და, შესაბამისად, უფრო სავარაუდოა, რომ გამოავლინონ ასლების რიცხვის ცვალებადობა.

აქ მთავარი ის არის, რომ ეს ეფექტები ფოკუსირებულია ეკოლოგიურად მგრძნობიარე გენებზე და რომ მათ შეუძლიათ ბუნებრივ გადარჩევას მეტი ადგილი მისცენ გენის გამოხატვის დონის დაზუსტებას, რაც ოპტიმალურია გარკვეული პრობლემებისთვის. როგორც ჩანს, შედეგები იძლევა ექსპერიმენტულ მტკიცებულებას, რომ კომპლექსურ გარემოს შეუძლია უჯრედების სტიმულირება გააკონტროლოს ეს გენეტიკური ცვლილებები, რაც მაქსიმალურად გაზრდის მათ ფორმას. ისინი ასევე შეიძლება მოგვაგონებენ ფრანგი ნატურალისტი ჟან-ბატისტ ლამარკის მოძველებულ დარვინისეულ იდეებს, რომლებიც თვლიდნენ, რომ ორგანიზმები ევოლუციას ახდენენ შთამომავლებისთვის ეკოლოგიურად შეძენილი მახასიათებლების გადაცემით. ჰაუსლი ამტკიცებს, რომ ეს მსგავსება მხოლოდ ზედაპირულია.

„ჩვენ დავადგინეთ მექანიზმი, რომელიც მთლიანად წარმოიშვა შემთხვევითი მუტაციების დარვინისეული შერჩევის შედეგად და რომელიც ასტიმულირებს არაშემთხვევით მუტაციებს სასარგებლო ადგილებში“, ამბობს ჰაუსლი. „ეს არ არის ლამარკისეული ადაპტაცია. ეს ყველაფერი მხოლოდ ერთსა და იმავეს იწვევს, მაგრამ ლამარკის ადაპტაციასთან დაკავშირებული პრობლემების გარეშე.

ადაპტური მუტაცია და სპორები

1943 წლიდან, როდესაც მიკრობიოლოგმა სალვადორ ლურამ და ბიოფიზიკოსმა მაქს დელბრიუკმა აჩვენეს ნობელის პრემიამეცნიერები, რომლებშიც მუტაციები coliშემთხვევით მოხდა, ბაქტერიებში SOS პასუხზე დაკვირვებამ ბიოლოგები თანდათან აინტერესებდა, შეიძლებოდა თუ არა მნიშვნელოვანი გადახრები ამ წესიდან. მაგალითად, 1988 წელს Nature-ში გამოქვეყნებულ საკამათო ნაშრომში, ჰარვარდის ჯონ კერნსმა და მისმა გუნდმა დაადგინეს, რომ როდესაც მათ მოათავსეს ბაქტერიები, რომლებსაც არ შეუძლიათ რძის შაქრის ლაქტოზას მონელება გარემოში, სადაც შაქარი იყო ერთადერთი საკვების წყარო, უჯრედებმა მალევე განავითარეს. ლაქტოზას ენერგიად გარდაქმნის უნარი. კერნსი ამტკიცებდა, რომ ამ შედეგმა აჩვენა, რომ უჯრედებს ჰქონდათ მექანიზმები, რათა მათ გამოეჩინათ შერჩევითი მუტაციები, რომლებიც მათთვის სასარგებლო იყო.

ამ იდეის ექსპერიმენტული დადასტურება არასაკმარისი აღმოჩნდა, მაგრამ ზოგიერთი ბიოლოგი შთაგონებული იყო, რომ გამხდარიყო ადაპტური მუტაციის უფრო ფართო თეორიის მხარდამჭერი. მათ მიაჩნიათ, რომ იმ შემთხვევაშიც კი, თუ უჯრედებს არ შეუძლიათ მართონ ზუსტი მუტაცია გარკვეულ პირობებში, მათ შეუძლიათ ადაპტირება, გაზარდონ მუტაციის სიჩქარე და ხელი შეუწყონ გენეტიკურ ცვლილებას.

ჰაუსლის გუნდის მუშაობა, როგორც ჩანს, კარგად ჯდება ამ თეორიაში. საფუარის მექანიზმს „არჩევანი არ აქვს მექანიზმის წინაშე, რომელიც ამბობს, რომ ამ გენის მუტაცია უნდა მოვახდინო პრობლემის გადასაჭრელად“, ამბობს პატრიცია ფოსტერი, ინდიანას უნივერსიტეტის ბიოლოგი. "ეს აჩვენებს, რომ ევოლუცია შეიძლება დაჩქარდეს."

ბეილორის ჰასტინგსი ეთანხმება და აღნიშნავს, რომ ჰაუსლის მექანიზმი განმარტავს, თუ რატომ არ ხდება დამატებითი მუტაციები გენომში. "თქვენ უნდა გადაწეროთ გენი, რომ ეს მოხდეს."

თუმცა, ადაპტაციური მუტაციების თეორია არ არის კარგად მიღებული ბიოლოგების უმეტესობის მიერ და ბევრი მათგანი სკეპტიკურად უყურებს კერნსის თავდაპირველ ექსპერიმენტებს და ჰაუსლის ახალ ექსპერიმენტებს. ისინი ამტკიცებენ, რომ მაშინაც კი, თუ მუტაციის უფრო მაღალი სიხშირე გარემოს წნევასთან ადაპტაციის საშუალებას იძლევა, დამაჯერებლად იმის მტკიცება, რომ მუტაციის გაზრდილი სიხშირე თავად წნევის ადაპტაციაა, ძალიან რთული იქნება. „ეს ინტერპრეტაცია ინტუიციურად მიმზიდველია“, — ამბობს ჯონ როტი, კალიფორნიის უნივერსიტეტის გენეტიკოსი და მიკრობიოლოგი, დევისი, „მაგრამ ეს არ მეჩვენება სწორად. არ მჯერა, რომ წნევით გამოწვეული მუტაციების ეს მაგალითები სწორია. შეიძლება არსებობდეს სხვა, არა ყველაზე აშკარა ახსნა ამ ფენომენისთვის.

„ვფიქრობ, ჰაუსლის ნამუშევარი შესანიშნავია და შეესაბამება ადაპტაციური მუტაციის პოლემიკას“, ამბობს პოლ სნეგოვსკი, პენსილვანიის უნივერსიტეტის ბიოლოგი. "მაგრამ ეს მხოლოდ ჰიპოთეზას წარმოადგენს." დარწმუნებით რომ დაადასტუროთ, "თქვენ უნდა შეამოწმოთ ის, როგორც ამას ევოლუციური ბიოლოგები აკეთებენ" - თეორიული მოდელის შექმნით და იმის განსაზღვრით, შეიძლება თუ არა ეს ადაპტური ცვალებადობა განვითარდეს გონივრულ დროში და შემდეგ ორგანიზმების გარკვეულ პოპულაციებზე. ლაბორატორია ამ მექანიზმის განსახორციელებლად.

ეჭვის მიუხედავად, ჰაუსლი და მისი გუნდი დაჟინებულნი არიან თავიანთ კვლევაში და მიიჩნევენ, რომ ეს აუცილებელია კიბოს და სხვა ბიოსამედიცინო საკითხების გასაგებად. „ქიმიოთერაპიისადმი რეზისტენტული კიბოს განვითარება ხშირია და წარმოადგენს მთავარ ბარიერს ამ დაავადების მკურნალობისთვის“, ამბობს ჰაუსლი. ის თვლის, რომ ქიმიოთერაპიამ და სიმსივნეზე განხორციელებულმა სხვა ზეწოლამ შეიძლება ხელი შეუწყოს სიმსივნის შემდგომ მუტაციას, მათ შორის წამლებისადმი წინააღმდეგობის განვითარებას.

„ჩვენ აქტიურად ვმუშაობთ“, ამბობს ჰაუსლი, „მაგრამ წინ კიდევ ბევრია“.

კვანტას მიხედვით

კითხვა 1. რა არის ძირითადი განსხვავებები მოდიფიკაციასა და მუტაციას შორის?
მოდიფიკაციის ცვალებადობა.
მოდიფიკაციის ცვალებადობა ხასიათდება შემდეგი ძირითადი თვისებებით:
1. არამემკვიდრეობა.
მოდიფიკაციის ცვალებადობა ფენოტიპურია, ანუ ის არ მოქმედებს გენოტიპზე. ამიტომ, ცვლილებები არ გადაეცემა თაობიდან თაობას. თუ მისი გამომწვევი ფაქტორი შეწყვეტს მოქმედებას, გარკვეული პერიოდის შემდეგ მოდიფიკაცია შეიძლება გაქრეს. მუტაციური ცვალებადობა არის გენოტიპის ცვლილება, რომელიც ხდება გარე და შიდა გარემოს ფაქტორების გავლენის ქვეშ, ეხება გენოტიპს, ანუ მუტაციები გადაეცემა თაობიდან თაობას.
2. ცვლილებების ჯგუფური ხასიათი.
მოდიფიკაციები ჯგუფური ხასიათისაა: ერთსა და იმავე პირობებში, ერთი და იმავე სახეობის ყველა ინდივიდი ერთნაირად იცვლება. გარდა ამისა, იმის ცოდნა, თუ რომელი ფაქტორი მოქმედებს იმავე სახეობის ორგანიზმების ჯგუფზე, შეიძლება ვივარაუდოთ, თუ რა მიმართულებით მოხდება ცვლილებები. მუტაციები ხდება მოულოდნელად, არამიმართულებით, სხვადასხვა ორგანიზმში ერთმა მუტაგენმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა მუტაცია.
3. ცვლილებების მიმართულების აშკარა დამოკიდებულება გარე გარემოს გარკვეულ ზემოქმედებაზე.
მოდიფიკაციები ადაპტური ხასიათისაა: მათი წყალობით ორგანიზმი ადაპტირდება გარემოს ცვალებად პირობებთან. მაგალითად, მზის დამწვრობა, რომელიც წარმოიქმნება ზედმეტი ინსოლაციის დროს, ემსახურება კანის ღრმა ფენების და სხვა ორგანოებისა და ქსოვილების დაცვას ძლიერი ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან. ამის მიზეზი არის პიგმენტი მელანინი, რომელიც წარმოიქმნება კანში დიდი რაოდენობით მზეზე.
4.რეაქციის სიჩქარე- ანუ ამ ტიპის ცვალებადობის საზღვრები განისაზღვრება ორგანიზმის გენოტიპით. მოდიფიკაციის ცვალებადობის საზღვრებს, რომელსაც აკონტროლებს ორგანიზმის გენოტიპი, რეაქციის ნორმა ეწოდება. ზოგიერთ ნიშანს (მაგალითად, მსხვილფეხა პირუტყვის რძიანობას) აქვს რეაქციის ფართო სიჩქარე, ზოგს (მაგალითად, ქურთუკის ფერი) აქვს ვიწრო.
ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მემკვიდრეობით მიიღება არა თავად თვისება, არამედ ორგანიზმის (მისი გენოტიპით განსაზღვრული) უნარი, არსებობის პირობებიდან გამომდინარე, აჩვენოს თვისება მეტ-ნაკლებად.
მუტაციები.
მუტაციებს აქვთ მთელი რიგი თვისებები:
1. წარმოიქმნება მოულოდნელად და გენოტიპის ნებისმიერ ნაწილს შეუძლია მუტაცია;
2. არიან უფრო ხშირად რეცესიული და ნაკლებად ხშირად - დომინანტური;
3. შეიძლება იყოს მავნე (მუტაციების უმეტესობა), ნეიტრალური და სასარგებლო (ძალიან იშვიათი) ორგანიზმისთვის;
4. გადაეცემა თაობიდან თაობას;
5. არის მემკვიდრეობითი მასალის მუდმივი ცვლილებები;
6. ეს არის თვისობრივი ცვლილებები, რომლებიც, როგორც წესი, არ ქმნიან უწყვეტ სერიას ნიშან-თვისების საშუალო მნიშვნელობის გარშემო;
7. შეიძლება განმეორდეს.
მუტაციები ყოველთვის არ არის სასარგებლო. ხშირად ისინი საზიანოა ორგანიზმისთვის და ამცირებს ინდივიდის სიცოცხლისუნარიანობას.

კითხვა 2. რა მუტაციები იცით?
მუტაციები ხდება როგორც გარე, ასევე შინაგანი გავლენის ქვეშ. არსებობს გენერაციული მუტაციები - ისინი წარმოიქმნება გამეტებში და სომატური - ისინი გვხვდება სომატურ უჯრედებში და გავლენას ახდენენ სხეულის მხოლოდ ნაწილზე; ეს უკანასკნელი მომავალ თაობებს მხოლოდ ვეგეტატიური გამრავლების გზით გადაეცემა.
გენოტიპში ცვლილებების ბუნების მიხედვით, მუტაციები იყოფა რამდენიმე ტიპად:
წერტილოვანი, ანუ გენის მუტაციები. წერტილოვანი ან გენის მუტაციები არის ცვლილებები ცალკეულ გენებში. ეს შეიძლება მოხდეს, როდესაც დნმ-ის მოლეკულაში ერთი ან მეტი ნუკლეოტიდი ჩანაცვლდება, ჩამოვარდება ან ჩასმულია. მაგალითად, AGHCCA ნუკლეოტიდების ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის დარღვევა შეიძლება დაკავშირებული იყოს დაკარგვასთან (AG_CCA), ერთ-ერთი მათგანის დამატებით (AGGTCCA) ან ჩანაცვლებასთან (AGTCCA). გენის მუტაციების შედეგია ახალი ცილის წარმოქმნა. თუნდაც ერთი შეცვლილი ნუკლეოტიდი შეიძლება ჰქონდეს დიდი გავლენაორგანიზმის სიცოცხლისუნარიანობაზე. თუ ახალი ცილა, რომელიც მუტანტური გენის მონაწილეობით გამოჩნდა, სტრუქტურითა და თვისებებით მნიშვნელოვნად განსხვავდება ორიგინალისგან, ორგანიზმი შეიძლება მოკვდეს. პროტეინის უმნიშვნელო ცვლილებები გავლენას არ მოახდენს ინდივიდის სიცოცხლისუნარიანობაზე.
ქრომოსომული მუტაციები. ქრომოსომული მუტაციები არის ცვლილებები ქრომოსომების ნაწილებში ან მთლიან ქრომოსომებში. ასეთი მუტაციები შეიძლება მოხდეს დელეციის შედეგად - ქრომოსომის ნაწილის დაკარგვა, დუბლირება - ქრომოსომის რომელიმე ნაწილის გაორმაგება, ინვერსია - ქრომოსომის ნაწილის 180°-ით შემობრუნება, ტრანსლოკაცია - ქრომოსომის ნაწილის მოწყვეტა და მისი გადატანა ახალ პოზიციაზე, მაგალითად, სხვა, არაჰომოლოგურ ქრომოსომასთან შეერთება. სტრუქტურული ქრომოსომული მუტაციები ზოგადად საზიანოა ორგანიზმისთვის.
გენომური მუტაციები. გენომიური მუტაციები შედგება ჰაპლოიდური ნაკრების ქრომოსომების რაოდენობის შეცვლაში (შემცირება ან გაზრდა). გენომური მუტაციების განსაკუთრებული შემთხვევაა პოლიპლოიდია – ქრომოსომების რაოდენობის ზრდა გენოტიპში, ნ-ის მრავლობითი.ეს ფენომენი ხდება მაშინ, როცა გაყოფის ღერძი დარღვეულია მეიოზის ან მიტოზის დროს. პოლიპლოიდებს ხშირად ახასიათებთ ძლიერი ზრდა, დიდი ზომები. კულტივირებული მცენარეების უმეტესობა პოლიპლოიდებია. ჰეტეროპლოიდიას უკავშირდება ქრომოსომების ნაკლებობა ან სიჭარბე ერთ ჰომოლოგიურ წყვილში. ეს მუტაციები საზიანოა ორგანიზმისთვის; ამის მაგალითია დაუნის დაავადება, რომლის დროსაც დამატებითი ქრომოსომა ჩნდება 21-ე წყვილში (ტრისომია 21-ე ქრომოსომაზე).

კითხვა 3. რამ შეიძლება ხელოვნურად გაზარდოს მუტაციების რაოდენობა?
ბუნებაში მუტაციების მიზეზები ბოლომდე არ არის გასაგები. დადასტურებულია, რომ მუტაციები შეიძლება გამოწვეული იყოს მთელი რიგი ქიმიური აგენტების (მაგალითად, მდოგვის გაზი, კოლხიცინი) გამოყენებით, რადიოაქტიური იზოტოპების ზემოქმედებით, მაიონებელი გამოსხივების, ულტრაიისფერი, რენტგენის სხივების ზემოქმედებით. მუტაციების გამომწვევ ფაქტორებს მუტაგენები ეწოდება. მუტაციის უნარი გენის ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა. თითოეული ცალკეული გენი მდგრადია მუტაგენური ფაქტორების მოქმედების მიმართ; ეს ფენომენი ცნობილია როგორც გენის „მდგრადობა“. თუმცა, იმის გამო, რომ სხეულში ათასობით გენი არსებობს, მუტაციების საერთო რაოდენობა მნიშვნელოვანია. ცნობილია, რომ დროზოფილაში გამეტების 5% ატარებს მუტაციებს. ამბობენ, რომ პოპულაციები "გაჯერებულია" მუტაციებით.

კითხვა 4. რომელი მუტაციებია უფრო ხშირი - სასარგებლო თუ მავნე?
მუტაციები შეიძლება იყოს მავნე, ნეიტრალური ან სასარგებლო. ვინაიდან მუტაციები არის გენოტიპის დარღვევა, რომელიც რეგულირდება მილიონობით წლის განმავლობაში ბუნებრივი გადარჩევით, ისინი ძირითადად საზიანოა სხეულისთვის და ხშირად იწვევს ინდივიდის სიკვდილს. ზოგჯერ მუტაციები შეიძლება სასარგებლო იყოს ორგანიზმისთვის გარკვეულ პირობებში. მაგალითად, კუნძულებზე ძლიერი ქარები, და მფრინავ მწერებს ხშირად კლავენ. ამ პირობებში მუტაციების გამო გაჩნდა უფრთო ფორმები, რომლებიც უფრო ხელსაყრელ პირობებში აღმოჩნდა, ვიდრე ფრთიანი მწერები.

ხელოვნური მუტაგენეზი- პირველადი მასალის შექმნის ახალი მნიშვნელოვანი წყარო მცენარეთა მეცხოველეობაში.

მაიონებელი გამოსხივების და ქიმიური მუტაგენების გამოყენება მნიშვნელოვნად ზრდის მუტაციების რაოდენობას. თუმცა, მცენარის მოშენებისთვის ექსპერიმენტული მუტაგენეზის მნიშვნელობა დაუყოვნებლივ არ იყო გაგებული.

A.A. Sapegin და L. N. Delaunay იყვნენ პირველი მკვლევარები, რომლებმაც აჩვენეს ხელოვნური მუტაციების მნიშვნელობა მცენარეთა მოშენებისთვის. მათ ექსპერიმენტებში, ჩატარდა 1928-1932 წლებში. ოდესასა და ხარკოვში მიღებული იქნა ხორბალში ეკონომიურად სასარგებლო მუტანტური ფორმების მთელი სერია. ამის მიუხედავად, ექსპერიმენტული მუტაგენეზის გამოყენება მცენარეთა მოშენებაში დიდი დროგანაგრძო უარყოფითი. მხოლოდ 1950-იანი წლების ბოლოს გამოიჩინა ინტერესი ექსპერიმენტული მუტაგენეზის მიმართ. იგი უკავშირდებოდა, პირველ რიგში, ბირთვულ ფიზიკასა და ქიმიაში მიღწეულ წარმატებებს, რამაც შესაძლებელი გახადა მაიონებელი გამოსხივების სხვადასხვა წყაროების და მაღალრეაქტიული ქიმიკატების გამოყენება მუტაციების შესაქმნელად და, მეორეც, ამ მეთოდებით პრაქტიკულად ღირებული მემკვიდრეობითი ცვლილებების წარმოებასთან. მრავალფეროვან კულტურაზე.

ბოლო წლებში განსაკუთრებით ფართოდ განვითარდა სამუშაოები მცენარეთა მოშენებაში ექსპერიმენტულ მუტაგენეზზე. ისინი ძალიან ინტენსიურად ტარდება სსრკ-ში, შვედეთში, იაპონიაში, აშშ-ში, ინდოეთში, ჩეხოსლოვაკიაში, საფრანგეთში და ზოგიერთ სხვა ქვეყანაში. სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ქიმიური ფიზიკის ინსტიტუტში შეიქმნა ქიმიური მუტაგენეზის ცენტრი I.A. Rapoport-ის ხელმძღვანელობით, რომელიც კოორდინაციას უწევს მრავალი სასოფლო-სამეურნეო კვლევითი დაწესებულების მუშაობას, რომლებიც იყენებენ ინდუცირებულ მუტაციებს საწყის გამრავლების მასალად.

დიდი მნიშვნელობა აქვს მუტაციებს, რომლებიც მდგრადია სოკოვანი და სხვა დაავადებების მიმართ. იმუნური ჯიშების შექმნა მეცხოველეობის ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა და მის წარმატებულ გადაწყვეტაში მნიშვნელოვანი როლი უნდა შეასრულოს რადიაციული და ქიმიური მუტაგენეზის მეთოდებმა.

მაიონებელი გამოსხივების და ქიმიური მუტაგენების დახმარებით შესაძლებელია მოსავლის ჯიშებში გარკვეული ნაკლოვანებების აღმოფხვრა და ეკონომიკურად სასარგებლო თვისებების მქონე ფორმების შექმნა: არამდგრადი, ყინვაგამძლე, ყინვაგამძლე, ადრეული მომწიფება, ცილის მაღალი შემცველობით და. წებოვანა.

ხელოვნური მუტაციების შერჩევითი გამოყენების ორი ძირითადი გზა არსებობს: საუკეთესო ზონირებული ჯიშებიდან მიღებული მუტაციების პირდაპირი გამოყენება და ჰიბრიდიზაციის პროცესში.

მუტაციების პირდაპირი გამოყენების მეთოდი შექმნილია წყაროს მასალის სწრაფად შესაქმნელად აუცილებელი ნიშნებიდა თვისებები. თუმცა, მუტაციების პირდაპირი და სწრაფი გამოყენება, იმ მაღალი მოთხოვნების გათვალისწინებით, რომლებიც დაწესებულია თანამედროვე სანაშენე ჯიშებზე, ყოველთვის არ არის დადებითი შედეგები. მუტაგენეზის შედეგად მიღებული საწყისი მასალა, როგორც წესი, უნდა გაიაროს ჰიბრიდიზაციაში. ეს ხელოვნური მუტაციების გამოყენების მეორე გზაა. კრასნოდარის სოფლის მეურნეობის კვლევით ინსტიტუტში ქერის მუტანტური ჯიში Temp ჩართული იყო ჰიბრიდიზაციაში დასავლეთ ევროპის მრავალფეროვან სელექციასთან, რომელიც კონტრასტული იყო მრავალი მახასიათებლით. ამან გამოიწვია ფორმების უზარმაზარი გენეტიკური მრავალფეროვნება და ტრანსგრესიული ხაზების გამოჩენა. ამ კომბინაციებიდან შეირჩა კასკადის გაზაფხულის ქერის ჯიში, რომელიც აღემატება ორიგინალური ფორმებიმოსავლიანობა და მრავალი სხვა მახასიათებელი.

მუტაციებს შეუძლიათ შეცვალონ მათი ფენოტიპური გამოხატულება იმისდა მიხედვით, თუ რომელ გენოტიპში შედის. ეს განსაკუთრებით ეხება მცირე ფიზიოლოგიურ მუტაციებს. ამიტომ, გადაკვეთა თვისობრივად ცვლის ინდივიდუალური მუტაციების გავლენას მრავალი ნიშან-თვისებისა და თვისების განვითარებაზე. ასევე ფართოდ გამოიყენება ინდუცირებული მუტაგენეზის კომბინაცია ჰიბრიდიზაციასთან, ჰიბრიდული თესლების F 0, F 1 და უფროსი თაობების მუტაგენებით დამუშავება, მუტანტის ფორმების ერთმანეთთან და საუკეთესო ზონირებულ ჯიშებთან შეჯვარება და უკუკროსის ჰიბრიდიზაცია. ეს უკანასკნელი ხორციელდება შემდეგი სქემის მიხედვით:

ნებისმიერი ფორმის მუტანტი სასურველი X მოცემული ორიგინალური გაუმჯობესებული ჯიში ერთი მახასიათებლით Fx X მოცემულია ორიგინალური გაუმჯობესებული ჯიში 1 X მოცემულია ორიგინალური გაუმჯობესებული ჯიში

გამოიყენება ექსპერიმენტული მუტაგენეზი და შორეულ ჰიბრიდიზაციასთან ერთად. ხელოვნური მუტაციების საშუალებით, რიგ შემთხვევებში შესაძლებელია სხვადასხვა შორეული მცენარეების სახეობების გადაკვეთის დაძლევა, აგრეთვე ტრანსპლანტაციის განხორციელება ველური სახეობების ცალკეული ქრომოსომული ადგილების კულტივირებული მცენარეების ქრომოსომულ კომპლექსში გადატანით. . ამრიგად, E. Sears-მა (აშშ) მოახერხა Aegilops-დან ხორბლის გენომში გადაიტანა ქრომოსომის ძალიან მცირე ნაწილი, რომელიც აკონტროლებს ჟანგის წინააღმდეგობას. შედეგად, მიიღეს ჩვეულებრივ ნაყოფიერი ფორმა, რომელიც არ განსხვავდება ხორბლისგან, მაგრამ ფლობს ჟანგის წინააღმდეგობას გადატანის გამო. ანალოგიურად, ფ. ელიოტმა ხორბლის ბალახიდან ხორბლის გენომში გადაიტანა ღეროს ჟანგი და ნაღვლის წინააღმდეგობის ადგილები.

განსაკუთრებული ინტერესია G. Stubbe-ის (GDR) ექსპერიმენტი მუტაგენეზის პროცესში ველური წვრილნაყოფიანი პომიდვრის გაუმჯობესებაზე. რენტგენის სხივებით განმეორებითი ხუთსაფეხურიანი დასხივების და სელექციის მეშვეობით მან ამ ფორმის ნაყოფის ზომა ნორმალურ ზომამდე მიიყვანა.

არაერთმა მკვლევარმა დაადგინა, რომ შორეული ჰიბრიდების ცვალებადობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე შიდასახეობრივი და ჩვეულებრივი ხაზოვანი ჯიშების. მრავალრიცხოვანმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ შედეგად მიღებული მუტაციების სიხშირე და ბუნება თანაბრად არის დამოკიდებული როგორც მუტაგენების ტიპზე, ასევე ორიგინალური ჯიშის მემკვიდრეობაზე.

მუტაციების მისაღებად საწყისი ჯიშის არჩევანი ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც მშობლის წყვილების შერჩევა ჰიბრიდიზაციისთვის. აუცილებელი მუტაციების შესაქმნელად აუცილებელია გავითვალისწინოთ ჯიშების უნარი გარკვეული მუტაციების წარმოქმნის, აგრეთვე მათი წარმოშობის სიხშირე. აღმოჩნდა, რომ რაც უფრო ახლოსაა ჯიშები წარმომავლობითა და გენოტიპით, მით უფრო ჰგვანან ისინი წარმოქმნილი მუტაციების სიხშირესა და ბუნებას და, პირიქით, რაც უფრო ნაკლებ გენეტიკურად არის დაკავშირებული ჯიშები, მით მეტად განსხვავდებიან მუტაციური ცვალებადობით. ამრიგად, ხელოვნური მუტაგენეზის ნიმუშები სხვადასხვა ჯიშებში ემორჩილება ჰომოლოგიური სერიების კანონს მემკვიდრეობითი ცვალებადობაში.

ეკონომიკურად ღირებული მუტაციების მისაღებად ყველაზე ფართოდ გამოიყენება გამა სხივები, რენტგენი და ნეიტრონები, ხოლო ქიმიურ მუტაგენებს შორის ალკილატორული ნაერთები: ეთილენიმინი, ნიტროზოეთილურა, ეთილმეთანესულფონატი და ა.შ.

ქიმიური მუტაგენების კონცენტრაცია და მაიონებელი გამოსხივების დოზები არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი. თესლის დასხივების მიზნით გამოიყენება გამა სხივები და რენტგენი დოზით 5-დან 10 kR-მდე; სწრაფი ნეიტრონებით დასხივება ტარდება დოზით 100-დან 1000 რად. თუ მტვერი ექვემდებარება რადიაციას, დოზა მცირდება 1,5-2-ჯერ.

ქიმიური მუტაგენები ჩვეულებრივ გამოიყენება 0,05-0,2% კონცენტრაციის წყალხსნარების სახით, თესლის გაჟღენთვის ხანგრძლივობით 12-დან 24 საათამდე, რაც უზრუნველყოფს მცენარეების საუკეთესო გადარჩენას და მათ შორის ეკონომიურად სასარგებლო თვისებების მქონე მუტაციების შენარჩუნებას. თესლის დამუშავებასა და თესვას შორის დროში დიდი უფსკრული არ უნდა იყოს დაშვებული, წინააღმდეგ შემთხვევაში შეიძლება შემცირდეს აღმოცენება და გაიზარდოს მავნე მოქმედება. მუტაგენების მავნე ზემოქმედების შესამცირებლად რეკომენდებულია დამუშავებული თესლის გარეცხვა გამდინარე წყალში.

მუტაგენების ზემოქმედებით თესლიდან მიღებული მცენარეების სხვადასხვა თაობა აღინიშნება ასო M-ით შესაბამისი რიცხვითი მაჩვენებლებით: M-1 - პირველი თაობა, M-2 - მეორე და ა.შ.

ნებისმიერ ჯიშში ეკონომიურად სასარგებლო მუტაციების მისაღებად რეკომენდებულია 2000-დან 4000-მდე თესლის მუტაგენური ეფექტის დაქვეითება. მუტაციის შერჩევა ყველაზე ხშირად ხორციელდება M2-ში. მაგრამ რადგან M1-ში ყველა მუტაცია არ არის გამოვლენილი, ის მეორდება M2-ში. ზოგჯერ შერჩევა იწყება M1-ში. ამ შემთხვევაში, შეირჩევა დომინანტური მუტაციები, ისევე როგორც მაღალპროდუქტიული მცენარეები შემდგომი შერჩევისთვის მათ შთამომავლობაში გენის მუტაციებისთვის, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ქრომოსომულ გადანაწილებასთან.

მუტანტების პირველი თაობა იზრდება ქვეშ ოპტიმალური პირობებიკვება და დატენიანება. M1 ნარგავებს ცალ-ცალკე ან ერთად წვეთებენ. მეორე თაობაში ცალ-ცალკე თესვით ითესება ცალკეული მცენარეების ცალკეული შთამომავლები (ოჯახები), რაც ხელს უწყობს ეკონომიურად სასარგებლო თვისებების მქონე მუტაციების გამოყოფას. მეორე თაობაში, კარგად განსაზღვრული ღირებული თვისებებით და მცენარეებით მუტანტები შეირჩევა მომდევნო თაობაში მცირე მუტაციების მისაღებად. მომავალში, მუტაციები ექვემდებარება შერჩევას ან გამოიყენება ჯვრებში ერთმანეთთან ან ჯიშებთან.

დღეისათვის მსოფლიოში სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მრავალი მუტანტური სახეობაა შექმნილი. ზოგიერთ მათგანს აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობა ორიგინალურ ჯიშებთან შედარებით. ჩვენი ქვეყნის კვლევით დაწესებულებებში ბოლო წლებში მოიპოვება ხორბლის, სიმინდის, საძილე და სხვა მინდვრის და ბოსტნეულ კულტურების ღირებული მუტანტური ფორმები. ზონირებულია ზამთრის ხორბლის მუტანტური ჯიშები Kiyanka, გაზაფხულის ხორბალი Novosibirskaya 67, ქერი Minsky, Temp, Debyut, Soybean Universal, ლუპინი ადრეული კიევი, Horizon და Dnepr მაღალი ცილის შემცველობით, შვრია Zeleny, Sanaris 75 ლობიო და სხვა კულტურები.

ზეთისხილის გაერთიანებულ კვლევით ინსტიტუტში პირველად მსოფლიოში ქიმიური მუტაგენეზის მეთოდით მოშენებით შეიქმნა მზესუმზირის ჯიში Pervenets (ზეთისხილის მუტანტი), რომლის ზეთი შეიცავს 75%-მდე ოლეინის მჟავას. ხარისხობრივად ის არ ჩამოუვარდება სუბტროპიკული მარადმწვანე ზეთისხილის ხის ნაყოფიდან მოპოვებულ ზეთს. ბევრი მუტანტის ჯიში ამჟამად შესწავლილია წარმოების პირობებში და ტესტირება სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ჯიშური გამოცდის სახელმწიფო კომისიის ჯიშებზე.

სელექციონერების განსაკუთრებულ ყურადღებას იპყრობს ჯუჯა მუტაციების გამოყენება. ეს პრობლემა ბევრ ქვეყანაში დაკავშირებულია სანაშენე პროგრამების განხორციელებასთან ინტენსიური ტიპის მარცვლეული კულტურების მოკლე ღეროების ჯიშების შესაქმნელად, რომლებიც მორწყვისას და მინერალური სასუქების მაღალი დოზების გამოყენებისას შეუძლიათ 100 ც/ჰა და მეტი მარცვლეულის მოსავლიანობა. ხორბალში მოკლე ღეროების ერთ-ერთი ყველაზე ღირებული დონორი იყო ძველი იაპონური ზამთრის ჯიში Norin 10, რომელსაც აქვს სამი წყვილი სპონტანურად წარმოქმნილი რეცესიული ჯუჯა გენი dw (ინგლისური ჯუჯა - ჯუჯა) არათანაბარი ეფექტით (dwx>dw2>dwz). .

თუ ჩვეულებრივ ჯიშს აქვს ღეროს სიმაღლე 150 სმ-ზე მეტი, ნახევრად ჯუჯა ჯიშებში ერთი ჯუჯა გენით, ღეროს სიმაღლეა 100-110 სმ, ხოლო ორი და სამი ჯუჯა გენის მქონე ჯიშებში, შესაბამისად, 70-90 და 45. -50 სმ.

ხორბლისა და სიმინდის გაუმჯობესების მექსიკის საერთაშორისო ცენტრში (CIMMYT) ნორინ 10 გენის გამოყენებით ხორბლის მოკლე ჯიშების შექმნაზე მუშაობა ძალზე ეფექტური იყო. ბევრმა ქვეყანამ შეიმუშავა საკუთარი, ადგილობრივად ადაპტირებული, მოკლე ღეროების ინტენსიური ტიპის მექსიკური ჯუჯა ხორბლის ჯიშები.

Norin 10 ჯიშის ჯუჯობის რეცესიულ გენებთან ერთად, დომინანტური გენები გამოიყენება ინტენსიური ტიპის ჯიშების მოშენებაში, რომელთა მატარებლები არიან ტიბეტური ხორბლის Tot Roise (Tom Pus) და Rhodesian ჯიში Olsen Dwarfs. ეს გენები ხორბალში უფრო მეტად ამცირებს ღეროს სიმაღლეს, ვიდრე რეცესიული გენები. მათი გამოყენებით შესაძლებელია შეიქმნას ულტრა დაბალმზარდი სამგენიანი ჯუჯა ჯიშები ღეროს სიმაღლე 30-35 სმ. ვარაუდობენ, რომ ასეთი ჯიშების წარმოება გაზრდის ხორბლის მოსავლიან პოტენციალს ძალიან ინტენსიური მოსავლის პირობებში. მეურნეობა 150 ც/ჰა-მდე და ზემოთ. ჯუჯა მუტანტები ზამთრის ხორბლის ჯიშებიდან Bezostaya 1 და Mironovskaya 808 მიიღეს ქიმიური მუტაგენეზით კრასნოდარის სოფლის მეურნეობის კვლევით ინსტიტუტში.ჯუჯა მუტანტები Bezostaya 1, რომლებსაც აქვთ მარცვლეულის კარგი ხარისხი და მაღალი ზამთრის გამძლეობა, ფართოდ გამოიყენება ჰიბრიდიზაციაში.

მუტანტის კრასნოდარსკის ჯუჯის ბაზაზე 6 წლის განმავლობაში გამოყვანილი იყო ინტენსიური ტიპის Semi-dwarf 49 ზამთრის ხორბლის არამოსახლე ჯიში. ჩვენი ქვეყნის სანაშენე დაწესებულებები წარმატებით იყენებენ ბუნებრივ მუტანტს EM-I დომინანტური მოკლე ღეროს გენის მატარებელი. ზამთრის ჭვავის მაღალპროდუქტიული ჯიშების მისაღებად.

ჯუჯა ბრინჯის მუტანტების დახმარებით შესაძლებელი გახდა ჯიშების შექმნა, რომლებიც მდგრადია დაბინავების მიმართ, რეაგირებენ მინერალური სასუქების მაღალ დოზებზე და ასევე გამოირჩევიან მაღალი პლასტიურობით ნეიტრალური ფოტოპერიოდული რეაქციის გამო.

ქერის ძვირფასი მუტანტური ჯიშები მიღებულ იქნა ავსტრიაში, გდრ-ში, გდრ-ში, აშშ-ში, ჩეხოსლოვაკიასა და შვედეთში. კრასნოდარის სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო-კვლევით ინსტიტუტში, ქიმიური მუტაგენეზით, ზამთრის ქერის ჯიშის Zavet-დან მიიღეს დაბინავებისადმი მდგრადი ნახევრად ჯუჯა 55M1. ამავე ინსტიტუტში მიიღეს გიგანტური ფართოფოთლოვანი სქელძირიანი შვრიის მუტანტი და მის საფუძველზე შეიქმნა ზელენის ჯიში, რომელიც იძლევა საკვები მასის ძალიან მაღალ მოსავალს.

მუტაგენეზი გამოიყენება აგრეთვე ჯუჯა სიმინდის ჰიბრიდების მისაღებად. ასეთი ჰიბრიდებისთვის მოსავლიანობის გაზრდა და მომწიფების დაჩქარება ხდება ღეროს ზრდისთვის საკვები ნივთიერებებისა და წყლის ღირებულების შემცირებით, რაც ამავდროულად საშუალებას მისცემს მათ გაიზარდონ მცენარის ბევრად მაღალი სიმკვრივით და გამოიყენონ განმეორებით კულტურებში.

ბიოქიმიური მუტაციების მნიშვნელობა განსაკუთრებით დიდია. ამრიგად, სიმინდის სპონტანური მუტაციები გაუმჭვირვალე-2 (დულ-2) და ფქვილი-2 (ფარინი-2) პროტეინის კომპლექსის სპონტანურმა მუტაციებმა საფუძვლად დაედო ჰიბრიდების შექმნას არსებითი ამინომჟავების მაღალი შემცველობით. რეცესიული გენიზრდის ლიზინის შემცველობას სხვადასხვა გენოტიპში 1,5-2-ჯერ. ნახევრად დომინანტურ fl2 გენს აქვს ეს უნარი ნაკლებად, მისი კონტროლის ქვეშ მეთიონინის შემცველობა მნიშვნელოვნად იზრდება. ეს ამცირებს ზეინის რაოდენობას და ზრდის ამ ამინომჟავებით მდიდარი სხვა ცილების შემცველობას. ჩვენს ქვეყანაში შეიქმნა სიმინდის პირველი მაღალი ლიზინის ჰიბრიდები Krasnodar 82VL, Krasnodar 303VL, Hercules L. მათი ცილა შეიცავს დაახლოებით 1,5-ჯერ მეტ ლიზინს, ვიდრე ჩვეულებრივი ჰიბრიდები. ცხოველები, რომლებიც იკვებებიან მაღალი ლიზინის სიმინდის ჰიბრიდების მარცვლებით, მნიშვნელოვნად ზრდის მათ წონაში მატებას, ხოლო საკვების ღირებულება გაცილებით დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი სიმინდის დიეტის დროს.

თუ შეცდომას იპოვით, გთხოვთ, მონიშნეთ ტექსტის ნაწილი და დააწკაპუნეთ Ctrl+Enter.

კითხვა 1. რა არის ძირითადი განსხვავებები მოდიფიკაციასა და მუტაციას შორის?

მოდიფიკაციის ცვალებადობა ფენოტიპურია, ანუ ის არ მოქმედებს გენოტიპზე. ამიტომ, ცვლილებები არ გადაეცემა თაობიდან თაობას. თუ მისი გამომწვევი ფაქტორი შეწყვეტს მოქმედებას, გარკვეული პერიოდის შემდეგ მოდიფიკაცია შეიძლება გაქრეს. მუტაციური ცვალებადობა არის გენოტიპის ცვლილება, რომელიც ხდება გარე და შიდა გარემოს ფაქტორების გავლენის ქვეშ, ის ეკუთვნის გენოტიპს, ანუ მუტაციები გადაეცემა თაობიდან თაობას.

მოდიფიკაციები ადაპტური ხასიათისაა: მათი წყალობით ორგანიზმი ადაპტირდება გარემოს ცვალებად პირობებთან. მაგალითად, მზის დამწვრობა, რომელიც წარმოიქმნება ზედმეტი ინსოლაციის დროს, ემსახურება კანის ღრმა ფენების და სხვა ორგანოებისა და ქსოვილების დაცვას ძლიერი ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან. ამის მიზეზი არის პიგმენტი მელანინი, რომელიც წარმოიქმნება კანში დიდი რაოდენობით მზეზე. მუტაციები ყოველთვის არ არის სასარგებლო. ხშირად ისინი საზიანოა ორგანიზმისთვის და ამცირებს ინდივიდის სიცოცხლისუნარიანობას.

მოდიფიკაციები ჯგუფური ხასიათისაა: ერთსა და იმავე პირობებში, ერთი და იმავე სახეობის ყველა ინდივიდი ერთნაირად იცვლება. გარდა ამისა, იმის ცოდნა, თუ რომელი ფაქტორი მოქმედებს იმავე სახეობის ორგანიზმების ჯგუფზე, შეიძლება ვივარაუდოთ, თუ რა მიმართულებით მოხდება ცვლილებები. მუტაციები ხდება მოულოდნელად, არამიმართულებით, სხვადასხვა ორგანიზმში ერთმა მუტაგენმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა მუტაცია.

გენი, ანუ წერტილი, მუტაციები გავლენას ახდენს გენის სტრუქტურაზე, ანუ დნმ-ის მოლეკულაში ხდება ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის დარღვევა. მაგალითად, AGHTCCA-ს ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის დარღვევა შეიძლება დაკავშირებული იყოს დაკარგვასთან (AG_CCA), ერთ-ერთი მათგანის დამატებასთან (AGGTCCA) ან ჩანაცვლებასთან (AGTCCA).

გენის მუტაციების შედეგია ახალი ცილის წარმოქმნა. ერთ შეცვლილ ნუკლეოტიდსაც კი შეუძლია დიდი გავლენა მოახდინოს ორგანიზმის სიცოცხლისუნარიანობაზე. თუ ახალი ცილა, რომელიც მუტანტის გენის მონაწილეობით გამოჩნდა, სტრუქტურითა და თვისებებით მნიშვნელოვნად განსხვავდება ორიგინალისგან, ორგანიზმი შეიძლება მოკვდეს. პროტეინის უმნიშვნელო ცვლილებები გავლენას არ მოახდენს ინდივიდის სიცოცხლისუნარიანობაზე.

ქრომოსომული მუტაციები დაკავშირებულია ქრომოსომების სტრუქტურის ცვლილებებთან. ქრომოსომის სტრუქტურა იცვლება, როდესაც მასში გენების რიგი ირღვევა. Დიახ სწორია თანმიმდევრობა A-B-C-D-E-Fსაიტის დაკარგვით ის შეიძლება გადაიზარდოს A-_-C-D-E-F, ხოლო უეცარი გაორმაგებით - A-B-C-D-C-D-E-F-ად. შესაძლოა სხვა ცვლილებებიც იყოს.

ქრომოსომების რაოდენობა ასევე ექვემდებარება ცვლილებას. ამ შემთხვევაში ხდება ე.წ გენომიური მუტაციები.

გენომი - გარკვეული სახეობის ორგანიზმში ქრომოსომების ჰაპლოიდური ნაკრებისთვის დამახასიათებელი გენების ერთობლიობა. თუ ქრომოსომების რაოდენობა ორმაგდება, სამმაგდება, ანუ იზრდება მთელი ქრომოსომული სიმრავლით, მაშინ საუბარია პოლიპლოიდიაზე (ბერძნულიდან polyplos - მრავალჯერადი, eidos - ხედი). პოლიპლოიდი ხდება მეიოზში ქრომოსომების განსხვავების დარღვევის შედეგად.

ქრომოსომის ნაკრები შეიძლება გაიზარდოს ან შემცირდეს ერთი, ორი ან მეტი ქრომოსომით. ასეთი მუტაციები, როგორც წესი, იწვევს სასიცოცხლო ორგანოების სისტემების სტრუქტურასა და ფუნქციონირების დარღვევას. დაუნის დაავადება ასეთი მუტაციის კლასიკური მაგალითია: ამ დაავადების მქონე ადამიანებს 21-ე წყვილში სამი ქრომოსომა აქვთ.

კითხვა 3. რამ შეიძლება ხელოვნურად გაზარდოს მუტაციების რაოდენობა?მასალა საიტიდან

მუტაციების რაოდენობა და მრავალფეროვნება შეიძლება გაიზარდოს მუტაგენების გამოყენებით. მუტა-გენები - ფაქტორები, რომლებიც იწვევენ მუტაციებს, მოიცავს პირველ რიგში მაიონებელ გამოსხივებას. რადიაცია ასჯერ ზრდის მუტაციების რაოდენობას. მუტაგენები ასევე არის ულტრაიისფერი გამოსხივება, სხვადასხვა ქიმიური ნაერთები, მათ შორის ორგანიზმისთვის ტოქსიკური ნივთიერებები.

კითხვა 4. რომელი მუტაციებია უფრო ხშირი - სასარგებლო თუ მავნე?

ვინაიდან მუტაციები არის გენოტიპის დარღვევა, რომელიც რეგულირდება მილიონობით წლის განმავლობაში ბუნებრივი გადარჩევით, ისინი ძირითადად საზიანოა სხეულისთვის და ხშირად იწვევს ინდივიდის სიკვდილს. ზოგჯერ მუტაციები შეიძლება სასარგებლო იყოს ორგანიზმისთვის გარკვეულ პირობებში. მაგალითად, კუნძულებზე ხშირია ძლიერი ქარი და მფრინავი მწერები ხშირად იღუპებიან. ამ პირობებში მუტაციების გამო გაჩნდა უფრთო ფორმები, რომლებიც უფრო ხელსაყრელ პირობებში აღმოჩნდა, ვიდრე ფრთიანი მწერები.

ვერ იპოვეთ რასაც ეძებდით? გამოიყენეთ ძებნა

ამ გვერდზე, მასალა თემებზე:

• მოკლედ მუტაციური ცვალებადობა
• მუტაციური ცვალებადობის აბსტრაქტი
• მუტაციური ცვალებადობა.ბელიაევი
• რამ შეიძლება ხელოვნურად გაზარდოს მუტაციების რაოდენობა?
• ნარკვევი მუტაციაზე