Наследственные признаки всех живых организмов не являются неизменными во времени. Выработанный на протяжении миллионов лет эволюции совершенный механизм деления и созревания половых клеток не застрахован от ошибок. Этот механизм ошибается, что приводит к возникновению разнообразных изменений в наследственных особенностях потомков — мутаций. При этом у потомков может изменяться число или строение хромосом, равно как и тонкая структура генов.
Воздействие разнообразных факторов окружающей среды, включая радиацию и ряд химических соединений, приводит к увеличению частоты мутаций.
Мутации всегда происходят естественно, случайно и без очевидной причины. Мы не можем заранее предсказать, какая именно мутация произойдет и где, поэтому при их изучении применяют статистические методы. Частотой мутаций называется число вероятных мутаций, каким клетка может подвергнуться за весь срок своей жизни. Частота спонтанных мутаций повышается при воздействии на организм радиоактивных и некоторых химических веществ, называемых мутагенами. Поскольку мутации в соматических клетках приводят к раку, то мутагены являются одновременно и потенциальными канцерогенами.
Мутация — это стойкое преобразование генотипа, которое совершается под воздействием внешней или внутренней среды. Терминология была предложена Хуго де Фризом. Процесс, при котором возникает это изменение, называется мутагенезом.
Терминология
Соматические мутации — мутации, возникающие в клетках тела и обусловливающие мозаичность организма, т. е. образование в нём отдельных участков тела, тканей или клеток с отличным от остальных набором хромосом или генов. В клетках развивающегося организма могут возникать соматические мутации всех тех типов, которые наблюдаются в половых клетках: умножения хромосомного набора в целом в результате нормального деления хромосом без последующего деления ядра и клетки; трисомии и моносомии различных хромосом в результате отхождения двух дочерних хромосом к одному полюсу (вместо расхождения их к разным полюсам); потери хромосомы в одной из дочерних клеток в результате её задержки в зоне экваториальной пластинки при делении и т.д.
Методы генетики соматических клеток
... изучать сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах. Методы генетики соматических клеток позволяют изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию ... при разработке техники гибридизации соматических клеток. Для гибридизации используется вирус Сендай, обладающий способностью сливать клетки между собой. В результате обработки этого вируса ультрафиолетовыми ...
В соматических клетках с той или иной частотой имеют место инверсии (перевороты), делеции (утраты) и транслокации (перестановки) участков хромосом, а также мутации отдельных генов. Чем раньше в процессе развития организма возникает соматических мутаций., тем большее количество клеток-потомков её унаследует при условии, что мутация не убивает клетку-носительницу и не снижает темпов её размножения. Генные С. м. проявляются относительно редко, т.к. в подавляющем большинстве случаев функция мутантного гена или выпавшего участка хромосомы компенсируется наличием нормального гомологичного гена или нормального участка в партнёре — гомологе мутантной хромосомы. Проявление некоторых С. м. подавляется соседством нормальной ткани. Наконец, С. м. может не проявиться в силу того, что в данной ткани соответствующий участок хромосомы неактивен.
Изменения у растений
Наука уже давно доказала, что у растений соматическая мутация встречается довольно часто. Примером могут служить почковые вариации, которые детально описал Ч. Дарвин. Такие изменения чаще всего происходят у фруктовых деревьев и декоративных растений и используются для выведения их новых сортов. Разные виды яблок, апельсинов и прочих различных фруктов были получены благодаря обнаружению человеком некоторых ветвей, которые имели отличие от всего дерева. Это может быть и скорость созревания, и размер, и форма, и количество плодов. Используя вегетативные отростки от таких ответвлений, можно получить деревья с идентичными особенностями материнской части. Считается, что первоначальное свое происхождение они получили от трансформаций начальной клетки в точке роста. Исходя из того, что растения не имеют крайне обособленного пути на зачаточном уровне, подтверждается факт полового размножения при вегетативных мутациях. Это возможно в случае, когда трансформация проникла в субэпидермальный слой, так как из него формируются половые клетки. В результате у одного и того же растения могут встречаться как модифицированные, так и не затронутые мутацией ткани, отличающиеся друг от друга.
Рис. 1. Соматические мутации у растений
Трансформации у животных
У животных не происходит вегетативного размножения и нет изолированного зачаткового пути. Поэтому понятие «соматическая мутация» относительно них применяется крайне редко. Генетика наиболее изучена у некоторых форм, благодаря чему и можно наблюдать эти видоизменения. К таким относится муха дрозофила. У самца, например, были обнаружены отличающиеся от остальных по цвету или форме некоторые части тела или органы.
Рис. 2. Соматические мутации у животных
Соматические мутации у человека
Видоизменения происходят в диплоидных клетках. Поэтому модификация проявляется только при наличии доминантных генов или рецессивных, находящихся в гомозиготном состоянии. Соматические мутации у человека напрямую зависят от времени их возникновения. Чем раньше в развитии произойдут изменения генов, тем больше соответствующих клеток пострадает. В каком случае соматические мутации можно наблюдать у людей? Достоверно это не подтверждено. Возможно, этим процессом обусловлено изменение окраса радужной оболочки глаза, раковое перерождение и другие. С другой стороны, на развитие злокачественных образований, например, влияют преимущественно канцерогены, особенно негативные из которых ? радиация и химические вещества.
Регуляция экспрессии генов нервной клетки
... старости. Время работы гена - это период его функционирования. Регуляция работы генов. Многими учеными было замечено, что некоторые ферменты у дрожжей и бактерий образуются в клетках только ... соматических клеток одинаковый (следствие равного распределения генетического материала между дочерними клетками при митозе), однако клетки разных тканей и органов одного организма сильно отличаются (нервные, ...
Хромосомные аберрации
Под этим определением следует понимать изменение структуры хромосом. Соматическая мутация также приводит к этому процессу. При возникновении изменения генов на ранней стадии развития возможно появления билятеральных мозаик. У них одна половина тела с доминантными признаками, а другая — с рецессивными. В случае половой хромосомы образуются гинандроморфы, имеющие пополам женские и мужские признаки.
Соматическая мутация с полным обособлением зачаткового пути поражает определенную часть половых клеток. В результате это наблюдается у некоторого потомства в виде зачаточной трансформации. Однако такое явление встречается очень редко. В основном такое изменение генов не обнаруживается в потомстве.
Как известно, самопроизвольная соматическая мутация — также довольно редкое явление. По результатам разных экспериментов, она усиливается такими же факторами, что и зачатковая, а именно Х-лучами. Мутабельность генов становится причиной многих явлений. У растений, например, к ним относятся пестроцветность, пестролистность, а также изменение цвета других частей рассматриваемого объекта. У человека, как сказано было выше, точно не доказаны явления и результаты соматических мутаций. Однако можно предположить, что таковыми являются проявления мозаичного и несимметричного признаков, таких как разный цвет глаз, их пятнистость, пигментация и другие.
В настоящее время распространилось мнение, что последствием соматических мутаций являются разного рода опухоли злокачественного характера. Кроме того, пытаются найти связь с хромосомной аберрацией. Некоторые полагают, что главным фактором выступает увеличение количества хромосом, остальные исследователи считают, что причиной является их элиминация. Однако это просто догадки. Научных доказательств тому нет, а цитологические исследования ничего пока не показали
соматический мутация аберрация
Использование соматических мутаций
Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.
Заключение
Соматические мутации не играют роли в наследственности, если организм размножается исключительно половым путем и клетки зародышевого пути уже на ранних этапах развития обособляются от соматических, они также могут передаваться потомству, если организм может размножаться бесполым путем, например, при вегетативном размножении у картофеля.
Соматические мутации могут вызывать злокачественные опухоли у человека и животных. Не исключено, что соматические мутации имеют также отношение к процессам старения, так как с возрастом может происходить накопление физиологических мутаций.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://psychoexpert.ru/referat/somaticheskie-mutatsii/
Азимов А. Краткая история биологии. М.,1997.
Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М.,2000.
Особенности строения челюстно-лицевой области ребенка в разные ...
... нагрузка. Если нарушается рост челюстей, то возникает диспропорция между их размерами и величиной зубов. В связи с этим давление, оказываемое на челюстные кости для замедления их ... года до совершеннолетия изменяются форма окклюзионной поверхности зубных рядов, суставных головок и суставных ямок в связи с повышающейся функциональной нагрузкой. Сферическая форма окклюзионной поверхности зубных рядов ...
Либберт Э. Общая биология. М.,1978
Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.,1999.
Чебышев Н.В. — Атлас по генетике
