Тема: Изменчивость и её формы
| Определение | Свойство организма меняться в процессе индивидуального развития либо за счет изменения наследственной информации, либо за счет изменения её проявления в зависимости от среды. Диалектическое единство наследственности и изменчивости. |
| Классификация изменчивости | 1. Фенотипическая – ненаследственная 2. Генотипическая – наследственная - комбинативная: изменение генотипа вследствие физиологических процессов рекомбинации - мутационная: изменение генотипа при нарушениях в ДНК или хромосомах. |
| Фенотипическая изменчивость. | Изменчивость ненаследственная, модификационная, адекватная среде. Проявляется в границах «нормы реакции», являющейся наследственным признаком. Обеспечивает приспособление к условиям среды. Механизм – изменение активности генов синтеза белка и метаболизма под действием факторов внутренней и внешней среды. |
| Экспрессивность и пенетрантность | В зависимости от условий среды проявление гена в признак и степень выраженности признака могут меняться. Важно для проведения профилактических мероприятий и лечения наследственных и мультифакториальных заболеваний. |
| Вариационно-статистический метод изучения фенотипической изменчивости | Построения вариационного ряда организмов с одинаковым или близким генотипом. Вычисление среднего значения исследуемого признака у свободной выборки организмов. Графическое отражение закономерностей распределения исследуемого признака. |
| Генотипическая комбинативная изменчивость как отражение внутривидового разнообразия. | Механизмы комбинативной изменчивости: независимое расхождение хромосом и кроссинговер при мейозе, случайное сочетание гамет при оплодотворении и случайный подбор родительских организмов. Лучшие сочетания признаков имеют селективное значение в борьбе за существование. |
| Мутационная изменчивость | Обусловлена изменением наследственных структур. Классификация мутаций. Соматические и генеративные мутации. Геномные (поли- и гетероплоидии), хромосомные (хромосомные абберации), генные (точковые). Множественный аллели – один из факторов генетического полиморфизма. |
| Генокопии и фенокопии | Фенотипическая изменчивость, в том числе пороки развития, могут копировать проявление генов. Разные гены могут давать фенотипически сходные признаки. |
| Общебиологическое значение мутаций | Мутации – резерв наследственной изменчивости, основной материал для эволюции, обуславливающей приспособляемость к среде и видообразование. Увеличивает разнообразие и гетерогенность. |
| Медицинское значение мутаций | Подавляющее большинство мутаций – нейтральные или вредные, вызывающие разнообразные генетически обусловленные патологии. Редкие полезные мутации – материал для эволюции человека. В результате наследственных приспособлений к условиям среды формируются адаптивные экотипы человека. Значение центрического слияния хромосом в образовании вида Homo sapiens и формировании его кариотипа. |
| Мутагенез и мутагены. Спонтанный | Обусловлен: 1) эндогенными мутагенами: мобильные элементы генома, ошибки ферментов метаболизма ДНК; 2) природный или естественный, обусловленный фоновым уровнем радиации, естественными химическими факторами среды и др. |
| Индуцированный | 1) Физические мутагены – радиация, УФ и др. 2) Химические – ионы тяжелых металлов, асбест, бензпирен и др. 3) Биологические – вирусы и афалотоксины. |
| Механизмы действия мутагенов | Механизм действия излучений и радиомиметических веществ: образование свободных радикалов и перекисей , разрушающих органические молекулы, в том числе ДНК. Химическая модификация нуклеотидов, одно-двуцепочечные разрывы ДНК. Нерепарированные первичные повреждения ДНК закрепляются в виде мутаций. Геномные мутации – результат нарушения расхождения хромосом в митозе и мейозе. |
| Прямые и непрямые мутагены | Ряд химических веществ, не обладающих мутагенной активностью, при метаболизме в организме превращается в мутагены. При двуфазном действии ферментов детоксикации, когда образуются мутагенные метаболиты, количество и длительность их действия (доза мутагенного воздействия) зависит от активности ферментов первой и второй фаз. Соответственно, мутагенный эффект у людей с разными аллеломорфами может значительно различаться. Пример – риск развитие онкологических заболеваний у курильщиков. |
| Частота и спектр генных мутаций | Частота спонтанных мутаций 10-6, индуцированных - пропорционально дозе мутагена и зависит от режима воздействия. Значительное количество мутаций (мутантных клеток) элиминируются или не проявляется, инактивируется, поэтому истинная частота мутаций и мутантных клеток значительно выше. Мутации в организме происходят постоянно, все клетки несут ту или иную мутацию. Так за 1 цикл репликации в клетке возникает 3 ошибки (мутации) в ДНК. |
| Антропогенные мутагены | Нитрозамины (нитраты и нитриты), гетероциклические амины, тяжелые металлы, микотоксины, пиролизаты (образующиеся при жарении мяса и рыбы). Пестициды и дефолианты, диоксины, лекарственные препараты – диоксидин, метатрексат, циклофосфамид; рентгеновское излучение и т.д. |
ЛЕКЦИЯ № 8