Поиск по сайту:


Мутагенез

МУТАГЕНЕЗ (лат. mutatio — изменение, genes — рождающий) — процесс возникновения в организме наследственных изменений — мутаций.[ ...]

Мутагенез — (по И.И. Дедю, 1989 г.) — процесс возникновения мутаций под воздействием мутагенных факторов (чаще всего внешней среды — физических, химических, реже — биологических). Известны химический и радиационный мутагенез.[ ...]

Мутагенез — процесс образования мутаций.[ ...]

Факторы мутагенеза. К ним из физических воздействий кроме ионизирующего излучения, возможно, относятся электромагнитные поля. Установлено, например, повышение заболеваемости лейкемией у лиц, проживающих длительное время вблизи высоковольтных линий электропередачи. Из сотен тысяч разнообразных химических соединений, поступающих в среду в виде бытовых и производственных загрязнений, около 20% генотоксичны.[ ...]

Мутации и мутагенез. Исследования по изменчивости и селекции микроорганизмов в связи с развитием учения об антибиотиках стимулировало развитие работ по мутагенезу продуцентов витаминов, антибиотиков, ферментов и других биологически активных веществ. Микробиологи-селекционеры привлекали все известные методы изыскания новых форм микроорганизмов с повышенной биохимической активностью. Приспособление бактерий к разрушению нового синтетического органического соединения, не встречавшегося ранее в природе, требует от бактериальных клеток синтеза новых ферментов, т. е. изменения в генотипе. Генотипическая изменчивость наследственна.[ ...]

Химический мутагенез — явление возникновения изменений химической структуры молекул ДНК под действием химических загрязнителей.[ ...]

Индуцированный мутагенез позволяет значительно повысить частоту мутаций, то есть повысить наследственную изменчивость селекционируемого материала. Основной целью его применения в селекции рыб является увеличение генетической изменчивости за счет новых (индуцированных), в том числе и полезных, мутаций.[ ...]

Экспериментальный мутагенез как метод получения ценных форм сельскохозяйственных растений прочно вошел в селекционную практику. Используют как физические, так и химические мутагены. В качестве физических мутагенов чаще всего применяют ионизирующее излучение: гамма, рентгеновское и быстрые нейтроны. Сами селекционеры облучением не занимаются. Его проводят специалисты-физики. Удобнее всего облучать сухие семена. Для различных культур рекомендуют разные дозы облучения. Они должны быть на 15—20 % ниже критических (табл. 4).[ ...]

Экспериментальный мутагенез является способом создания генетического разнообразия растений. Его преимущества заключаются в возможности улучшения отдельных признаков растения без изменения остальных, в создании с помощью мутагенных воздействий новых форм растений, отсутствующих в природе и культуре. Ранее проводившимися исследованиями было установлено мутагенное действие индолилуксусной кислоты (ИУК) на растения. В данном опыте этот мутагенный фактор применялся с целью получения форм ячменя с наследственными изменениями, которые в дальнейшем могут быть использованы в селекции ярового ячменя.[ ...]

Другая особенность химического мутагенеза в опытах с белым толстолобиком заключается в том, что обработка спермы химическими агентами не вызывает значительного увеличения частоты видимых морфологических аномалий среди сеголетков. Даже для таких эффективных мутагенов, как НММ и НЭМ, количество аномальных особей составляет 1,5—3,0 %.[ ...]

Если применяется индуцированный мутагенез, ведут каталог мутантных популяций.[ ...]

Метод химического индуцированного мутагенеза применялся, например, при работах с казахстанским карпом. Эти соединения, избирательно воздействуя на ДНК хромосом, повреждают ее, что может привести к возникновению мутаций.[ ...]

Индуцированный (искусственно вызываемый) мутагенез — это возникновение наследственных изменений в результате воздействия на организм особыми агентами — мутагенами. В зависимости от природы мутагена различают радиационный и химический мутагенез.[ ...]

Популяции для отбора создаются путем гибридизации, мутагенеза и полиплоидизации, а при выведении самоопылениых линий — с помощью инбридинга. Образцы, которые вовлекаются в гибридизацию или подвергаются мутагенезу, полиплоидизации, инбридингу (а иногда как популяции непосредственно служат для отбора), выбирают среди коллекции образцов, представляющих исходный материал для селекции, после их изучения. В современной селекции преобладает индивидуальный отбор. Отбирают из популяции отдельные растения или соцветия (колосья, метелки). Как правило, при работе с зерновыми культурами за отбором в поле следует глазомерная браковка по качеству зерна в лаборатории. Потомства отобранных растений испытывают в течение нескольких поколений. Испытания заключаются в оценке урожайности и других хозяйственно важных свойств образцов. После каждого испытания большую часть потомств бракуют, а остальные снова оценивают. С каждым новым испытанием возрастает количество семян, появляется возможность увеличить площадь делянки, а с определенного момента — ввести повторность. Таким образом, точность опыта повышается.[ ...]

У многолетних октоплоидных форм пшеницы (2и = 56) методом искусственного мутагенеза нами получен ряд интересных форм: у неполегающего М 115 — № 6 (102), у М 990 — № 15/46, № 15/41 и др. Даже при сильных ветрах и затяжных холодных дождях вегетационного сезона 1976 г. у этих селекционных номеров полегания не было. В группе многоцветковых мутантов число зерен на один колосок колебалось от 4,0 до 5,8, в то время как у контроля (исходные сорта) число зерен на колосок, как правило, было 2,0—2,5. Отдельную очень важную группу составляют формы с повышенным содержанием белка в зерне. Если у исходных сортов в среднем за ряд лет содержание белка было 15.0—16,5%, то у некоторых новых форм — на 3—5% больше. У лучших линий протеина в зерне содержится более 20%.[ ...]

В работе [45] сформулирована следующая точка зрения на эту проблему в случае мутагенеза: мутагенное воздействие не имеет порога; противодействие защитных систем клеток слабым воздействиям приводит к инактивации, удалению данного вещества и залечиванию повреждений; ответная реакция организма на воздействие также не имеет порога в самом широком диапазоне воздействий; появление выраженного патологического признака имеет порог, он возникает только тогда, когда исчерпаны защитные возможности клеток и организма.[ ...]

Мутационные изменения снижают жизнеспособность организма в 1-2-кратном соотношении со скоростью гаметного мутагенеза. Наряду с прямым канцерогенным эффектом - мутациями, нарушающими взаимодействие клеточных клонов в процессе их роста и трансформации, происходит нарушение контрольных функций гормональной и иммунной систем, на фоне которого возрастает риск злокачественных новообразований как хемотоксичной, так и вирусной этиологии. Мутагенез, сопровождающий встраивание вирусной частицы в клеточный геном, также может возрастать вследствие иммунной недостаточности организма, появления новых штаммов вирусов или того и другого.[ ...]

Способность культур к детоксикации усиливается путем их адаптации к пестицидам, а также в результате химического мутагенеза. Методами генной инженерии производят микроорганизмы-мутанты, способные эффективно разрушать ксенобиотики. Кроме того, не следует сбрасывать со счета самоочищение почв в результате деградации пестицидов различными путями: чисто химическое разрушение, фотоокисление, вымывание, улетучивание, детоксикация при участии животных и растений. Однако основным процессом биодеградации пестицидов является микробиологическое разложение и трансформация.[ ...]

Способ создания популяцийЪо многом зависит от культуры. Так, яри работе с ячменем хороший результат дает и гибридизация, и мутагенез. В селекции пшеницы широко используется гибридизация, а автополиплоидия не имеет перспективы. Напротив, у ржи ав-тополиплоиды представляют селекционную ценность.[ ...]

Известно, что при постоянном употреблении воды с повышенным содержанием нитратов (свыше 150 мг/л) нарушается обмен веществ, усиливается мутагенез, вызывающий тяжелую болезнь — токсический цианоз (метгемоглобинемия). Особенно страдают от этой болезни дети.[ ...]

Однако вопрос о пороговости эффекта воздействия не столь ясен, если речь идет не о токсическом воздействии какого-либо вещества, а о химическом или радиационном мутагенезе.[ ...]

Изучение изменчивости патогенных бактерий привело к открытию вакцин и созданию современных методов диагностики инфекционных заболеваний. Использование экспериментального мутагенеза позволило созвать высокоактивные расы и мутанты продуцентов антибиотиков. Литература по изменчивости кишечных бактерий (Г. П. Калина [116] и Д. Г. Кудлай [152]), дрожжей (В. И. Кудрявцев [154, 155]), анаэробных целлюлозных бактерий (М. Н. Ротмистров [220]) позволяет считать исследования в этой области очень важными. Нельзя сомневаться, что исследования по изменчивости и селекции микробов, разрушающих синтетические загрязнители промышленных стоков, окажутся не менее плодотворными.[ ...]

Биохимические способы наиболее перспективны. Здесь имеются два направления: воздействие на внутриклеточные пути окисления,- без затрагивания генетической основы клетки, и направленный мутагенез с созданием культур бактерий с заданными свойствами. Уже получены многообещающие результаты в исследованиях по обоим направлениям, однако исследования еще не закончены и не вышли из стадии лабораторного эксперимента.[ ...]

Увеличение концентраций нитратов в подземных водах неблагоприятно влияет на здоровье человека, вызывая отрицательное действие на сердечно-сосудистую систему, нарушение обмена веществ, усиление мутагенеза и т. д. Особенно неблагоприятно влияние нитратов на детский организм, вызывающее тяжелую болезнь — метаглобиномию.[ ...]

Отмечена возможность отдаленных последствий для организма при применении пестицидов. Этим обусловлена необходимость тщательного изучения влияния указанных соединений на деление клеток млекопитающих. Канцерогенез, мутагенез и тератогенез могут явиться нежелательными последствиями воздействия как самих синтетических органических соединений, так и их метаболитов.[ ...]

Действие ядовитых (токсичных) соединений на гидробионты проявляется в зависимости от их концентрации. При больших концентрациях ядовитых соединений наступает гибель гидробионтов, при малых — изменяются обмен веществ, темп развития, мутагенез (наследственные признаки), потеря способности к размножению и др. Так как отдельные популяции (например, зоопланктон) очень чувствительны к токсичным веществам, то уже небольшие концентрации последних вызывают гибель отдельных популяций, что влияет на биоценоз в целом.[ ...]

На рис. 1 представлено распределение детей-носителей различных видов хромосомных аберраций. У большинства детей, проживающих в чистых районах (контрольная группа), обнаружены одиночные хроматидные фрагменты-аберрации, характерные для спонтанного мутагенеза, и только 2 ребенка (12,5%) являлись носителями парных хромосомных фрагментов. Видно, что самая высокая доля лиц-носителей простых аберраций хромосомного типа (парных фрагментов, центромерных разрывов, делеций) выявлена в группе детей 1982 начало 1986 г. р., получивших в момент аварии высокую дозовую нагрузку на щитовидную железу (зарегистрированная доза составляла 200 Бэр и выше). Доля детей-носителей парных фрагментов, центромерных разрывов, делеций в группах внутриутробно облученных детей и детей, родившихся после аварии в 1987-92 гг., несколько выше, чем группах детей 1982- начало 1986 г. р., (с необлученной щитовидной железой) и 1994-2000 г. р.[ ...]

Как показали работы с казахстанским карпом, у потомков первого поколения после мутагенного воздействия наблюдается повышенная фенотипическая изменчивость по многим количественным признакам, в том числе и по массе тела. Применение индуцированного мутагенеза целесообразно при сильном истощении генетической изменчивости в селекционируемом стаде.[ ...]

Специальные генетические методы. В отличие от традиционных такие методы предполагают прямое воздействие на механизм наследственности, ведущие к изменению структуры отдельных генов, хромосом и генотипы в целом. К таким методам относятся: индуцированный мутагенез, индуцированный гиногенез, и андро-генез, регуляция пола, получение стерильных рыб и др. Перспективы использования таких методов на рыбах связаны с биологическими особенностями последних и прежде всего с высокой плодовитостью и внешним оплодотворением.[ ...]

Сравнение некоторых изометимеров (метилаз, узнающих идентичные нуклеотидные последовательности) позволило в вариабельных участках выделить схожие последовательности, которые, как предполагается, ответственны за узнавание субстрата [74,361]. Таким образом, вариабельность специфичности метилаз обеспечивается комбинациями узнающих участков в главном остове, в котором сосредоточены узлы связывания Адо-мет и введения СН3-группы в 5-ое положение цитозина.[ ...]

Рост численности населения, «демографический взрыв». Ресурсный кризис: земельные ресурсы (почва, минеральные ресурсы), энергетические ресурсы. Возрастание агрессивности среды: загрязнение вод и атмосферного воздуха, рост патогенности микроорганизмов. Изменение генофонда: факторы мутагенеза, дрейф генов, естественный отбор.[ ...]

Предполагалось исследования биоты проводить на биоценотическом (состав биоты, ее изменения, функциональная жизнедеятельность и биологическая продуктивность), видовом (динамика популяций индикаторных видов), физиологическом (фотосинтез, дыхание, рост, размножение) и молекулярно-генетическом (мутагенез, тератогенез) уровнях. Эти исследования должны быть тесно связаны с наблюдениями за абиотической составляющей биосферы.[ ...]

Из всего вышесказанного следует, что в работе с белым толстолобиком основное внимание должно уделяться гибридизации. Однако на успех гибридизации будет влиять недостаток исходного селекционного материала. В устранении этого «узкого места» может оказаться полезным такой генетический прием, как индуцированный мутагенез.[ ...]

Пока еще трудно говорить о влиянии техногенного превышения естественного фона радиации на биоту экосферы. Мы еще не знаем, как может сказаться на биоте океана разгерметизация затопленных контейнеров с радионуклидами и реакторов затонувших подводных лодок. Во всяком случае можно предполагать некоторое повышение уровня мутагенеза.[ ...]

На земном шаре практически не осталось территорий с первозданной природой, чистых естественных растительных сообществ. Ускоряются сукцессии, элементом которых стало полное исчезновение растений или переход их в категорию редких и исчезающих видов. Повышение антропогенной нагрузки ведет к усилению процессов гибридогенеза, мутагенеза, канцерогенеза, влияющих на мировой генетический фонд. Так, многие из основных зерновых культур в развитых странах имеют ограниченную генетическую базу, наблюдается генетическая эрозия видов. В результате опустынивания, сведения лесов, прежде всего дождевых, уменьшения гетерогенности экосистем, снижения супрессивности почв человек может потерять многие виды, так и не узнав об их существовании и роли, которую они играли.[ ...]

Ростовые вещества необходимы для формирования биоценозов активного ила, усиления биохимической активности бактерий, разрушающих разнообразные загрязнения, а также для поддержания оптимальных условий, влияющих на биохимическую активность микроорганизмов. Важны они и для выделения и селекции новых штаммов микроорганизмов с высокой специфической активностью [37 ]. Ростовые вещества активных илов изучают в экологическом, биохимическом и генетическом аспектах, особенно при использовании мутагенеза для получения высокоактивных культур бактерий-деструкторов [38]. Указанные вопросы подробно освещены в специальных исследованиях [39 ].[ ...]

Известно, что сильным мутагенным действием па ДНК обладает N-метил-К -нитро-]М-нитрозогуанидин. Зингер и Френкель-Конрат [1598] показали, что это соединение легко инактивирует РНК ВТМ; частота мутаций при этом оказывается очень низкой. Интактные вирусные частицы инактивируются этим соединением значительно медленнее, а частота мутаций при этом высока. Химический механизм мутагенного действия этого соединения не установлен. В водной среде происходит метилирование гуанина в положении 7, но, по-видимому, не эта реакция лежит в основе мутагенеза [1599].[ ...]

Огромный материал по влиянию радиации на растительность дало исследование последствий радиационных аварий на Южном Урале и в Чернобыле (обзор см. Sokolov, Krivolutsky, 1998). Хотя изученные там уровни радиационной нагрузки во много раз превышают обычно существующие в окрестностях АЭС, некоторые общие закономерности, обнаруженные на этих радиационной сильно загрязненных территориях приложимы и к территориям с малыми уровнями загрязнений. Оказалось, что на загрязненных территориях (и в соответствующих экспериментах) уровень спонтанного мутагенеза у всех изученных видов растений (определяемый по наличию аномальных хромосом) всегда заметно отличается (Шевченко и др., 1993). Об этом же говорят и данные по сельскохозяйственным растениям (обзор см. Пристер и др. 1991). Мутации у растения традесканция возникали при облучении в дозе всего 2,5 мГр (Sparrow et al., 1972).[ ...]

Переходя от экотипов к еще более детальному анализу популяционных структур, биологи приобретают все больший навык выявления связанной с отбором изменчивости внутри небольших локальных популяций. Такая изменчивость известна как полиморфизм. Точнее говоря, генетический полиморфизм — это «сосуществование в пределах одного и того же местообитания двух или более отчетливо различимых внутривидовых форм, причем в таких соотношениях, что постоянное присутствие редчайшей из этих форм не может быть отнесено только на счет непрерывного мутагенеза и иммиграции» (Рог<1, 1940). Далеко не все проявления такого рода изменчивости отражают соответствия между организмами и средой; напротив, бывает так, что за некоторыми из них стоят явные несоответствия. Несоответствия эти могут возникать из-за того, что расселительные стадии одной специализированной формы проникают в местообитание другой. Они могут возникать и тогда, когда -при изменении условий одна форма вытесняется другой, лучше приспособленной к изменившимся условиям. Такой полиморфизм называется преходящим. Коль скоро все сообщества всегда изменяются, очень многие наблюдаемые в природе явления полиморфизма, по-видимому, носят именно такой преходящий характер — в той мере, в какой ни одна популяция никогда не поспеет за изменениями условий существования и никогда не будет в состоянии эти изменения предвосхитить.[ ...]

Различия в числе геномов накладывают отпечаток на приспособляемость и устойчивость вида в меняющихся условиях окружающей среды. Увеличение числа генов, рекомбинаций и особенно гетерозигот-ности, вероятно, способствует более энергичному развитию и лучшей приспособляемости. Полиплоиды — чукучановые и некоторые карповые (карп, серебряный карась, усач) — по сравнению с диплоидными представителями родственных таксонов отличаются большими размерами, дольше живут, у них выше экологическая приспособляемость. В свете этих данных находит объяснение другая особенность химического мутагенеза в опытах с белым толстолобиком, связанная с реализацией большинства нарушений, вызванных мутагенами в эмбриональном периоде.[ ...]

Под влиянием всех указанных факторов — химических, физических и биологических — микроорганизмы изменяют свои свойства. У бактерий могут изменяться форма отдельных особей и колоний, биохимические свойства, спорообразование, гшгментообразование, бродильная активность, патогенность и т. д. В настоящее время установлено, что изменчивость бактерий — это химический процесс, происходящий на молекулярном уровне. Изучая изменчивость различных микроорганизмов, исследователи научились управлять этим процессом, создавая виды бактерий, обладающие нужными человеку свойствами. Согласно современным взглядам, наследственная передача новых свойств происходит при воздействии различных факторов, например рентгеновских лучей, на определенный участок нуклеиновой кислоты, являющейся носителем, наследственности в клетке. Этот участок нуклеиновой кислоты изменится и новое свойство будет передано по наследству последующим поколениям бактерий. Такой процесс называется направленным мутагенезом [103].[ ...]