Определение, причины возникновения мутаций. Характер влияния на признаки животных.

Определение, причины возникновения мутаций. Характер влияния на признаки животных.

Мутации – стойкие изменения в структуре ДНК и кариотипе. Мутации:

1. Спонтанные

возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды

2. Индуцированные

наследуемые изменения генома, возникающие в результате тех или иных мутагенных воздействий в искусственных (экспериментальных) условиях или при неблагоприятных воздействиях окружающей среды

Вызывают нарушения жизнеспособности, плодовитости, снижение устойчивости к болезням, продуктивности, приводят к нарушению процессов деления клеток, нормального распределения хромосом между ними, изменяют ход синтеза белков, ферментов и тд.

Классификация хромосомных мутаций

Хромосомные мутации – аберрации - изменение структуры одной или нескольких хромосом.

1. Числовые мутации кариотипа (геномные)

Изменение числа хромосом в кариотипе.

a. Гетероплоидия

Общее изменение числа хромосом по отношению к полному набору

b. Анеуплоидия

Число хромосом в клетке увеличено на одну (трисомия) или более (полисомия) или уменьшено на одну (моносомия) или две (нуллисомия)

c. Полиплоидия

Увеличение числа полных хромосомных наборов в несколько раз

2. Структурные мутации хромосом

Изменение формы, размеров хромосом, порядка расположения генов, утратой или добавкой отдельных фрагментов

a. Транслокация

Перемещение отдельных фрагментов хромосом из одного участка в другой, обмены фрагментами между разными хромосомами, слияния хромосом.

b. Инверсия

Внутрихромосомная аберрация, при которой фрагмент разворачивается на 180^о и прикрепляется другим концом

c. Делеция

Потеря среднего фрагмента хромосомы

d. Нехватка

Потеря концевого фрагмента хромосомы

e. Дупликация

Удвонение отдельных участков хромосом

f. Кольцевые хромосомы

Образуются при помощи 2-х концевых разрывов (нехваток)

g. Изохромосомы

Возникают, если в противоположность нормальному делению хроматид в длину, происходит горизотальное, поперечное деление хромосомы в центромере с последующим слиянием гомологичных плеч в изохромосому

Понятие о мутагенах, их классификация

Мутагены – факторы, индуцирующие у животных генные, хромосомные мутации.

1. Физические мутагены

· Ионизирующее излучение

· УФ-лучи

· Повышенная температура

· Рентген-лучи

2. Химические мутагены

· Акилирующие соединения (вводят в ДНК радикалы (метил, этил и тд), происходят реакции метилирования, этилирования и тд)

· Аналоги азотистых оснований и НК

· Акридиновые красители

· Пестициды

· Гербициды

· Минеральные удобрения (нитраты)

3. Биологические мутагены

Простейшие живые организмы, вирусы, бактерии, гельминты, живые вакцины.

Мутагенное действие вызвано проникновением в клетки чужеродной ДНК

Генные мутации, молекулярный механизм и характер влияния на биосинтез белка

Генные мутации – мутации, изменяющие последовательность нуклеотидов в гене, т.е. структуру самого гена.

1. Генные дупликации

Удвоение пары или нескольких пар нуклеотидов)

2. Инсерции

Вставка пары или нескольких пар нуклеотидов

3. Делеции

Выпадение нуклеотидов

4. Инверсии

Перестановка фрагмента гена

5. Замены нуклеотидов

Замена пары нуклеотидов на другую, при этом общее число нуклеотидов не меняется

Характер мутаций, возникающий под влиянием ионизирующего излучения и химических веществ

Ионизирующие излучения, проникая в клетки, вырывают электроны из молекул, что приводит к образованию положительно заряженных ионов. Освободившиеся электроны присоединяются к другим молекулам, которые становятся отрицательно заряженными. В результате облучения клеток образуются свободные радикалы Н и гидроксила ОН, которые дают новые соединения.

Такие превращения приводят к изменению функции генетического аппарата клеток, аберрациям хромосом, возникновению точковых мутаций.

ИЗ нарушают процессы деления в соматических клетках, вследствие чего возникают злокачественные образования.

Химические мутагены индуцируют генные, хромосомные мутации. Особенность – аккумуляция и передача при делении клеток в последующей генерации, более высокая частота индуцирования генных мутаций, чем аберраций. Дают широкий спектр аберраций.

При влиянии фотрина, фосфемида, проспидина у свиней обнаруживались делеции.

Вирусы, бактерии, вакцины, сыворотки, лекарственные препараты как факторы мутагенеза

Многие лекарственные средства (сульфаниламиды, производные тиазинового ряда, нитофураны и тд) обладают мутагенными свойствами. Такой же эффект возможен при использовании антибиотиков, кормовых добавок, консервантов.

Вакцины. Мутагенное дествие этих организмов связана с проникновением в клетки чужеродных ДНК. Например при изучении клеток телят и поросят зараженных вирусом свинной лихорадки были обнаружены аберрации-делеции, хросомные разрывы, пульверизация и полиплоидия

Антимутагены. Витамины и их влияние на индукцию мутаций

Антимутаг е ны - вещества, понижающие частоту мутаций, препятствующие мутагенному действию химических или физических агентов. Особенность - стабилизация мутационного процесса до естественного уровня. Им присуща физиологичность действия. Отдельные мутагены характеризуются специфичностью действия - они эффективны только по отношению к аберрациям хромосом или генным мутациям. Механизм действия антимутагенов связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК; активацией ферментных систем детоксикации поступающих из среды загрязнителей; предотвращением ошибок в процессе репликации ДНК. Группы антимутагенов:

1. Витамины и провитамины

2. Аминокислоты

3. Ферменты

4. Фармакологические средства

5. Группа веществ с антиокислительными свойствами

6. Комплексные соединения.

Пути снижения концентраций вредных веществ:

1. Создание безотходных технологий

2. Переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве на безвредные биологические

3. Создание устойчивых сортов растений, не требующих химических средств защиты
Выявление мутагенов в окружающей среде и их изъятие

Генетические последствия загрязнения окружающей среды

В окружающей среде накапливаются огромные количества веществ, обладающих мутагенной и тератогенной активностью.

Химические мутагены способны накапливаться в живых организмах

Предполагается создание генетического мониторинга – слежением за динамикой генетического груза у человека и животных – регистрации числа мутаций. Главная задача в своевременном обнаружении вредных мутаций и разработке методов борьбы с их проявлением в популяциях.

Определение типа наследования аномалий

Значение – разработка селекционных методов для профилактики распространения аномального приплода у животных.

1. Аутосомный доминантный

Определяется доминантным геном в аутосоме

· Большая частота встречаемости

· Аномальные животные в каждом поколении

· От здоровых животных – только здоровое потомство, от больного – больное

· Одинаково поражаются и самцы, и самки

2. Аутосомный рецессивный

Определяется рецессивным геном в аутосоме

· Относительно небольшая частота встречаемости

· Аномальные животные не в каждом поколении

· От здоровых родителей может быть аномальное потомство

· При инбридинге частота и сила проявления увеличивается

· Одинаково поражаются и самцы, и самки

3. Сцепленный с Х

· Болеют или только самцы, или только самки

4. Мультифакториальный (полигенный)

· Контролируется несколькими парами генов

· Характерна разная экспрессивность признаков

· Разный возраст проявления аномалий

5. Аномалии с «пороговым эффектом» (разновидность п. 4)

· Аномалия проявляется у тех, у кого количество мутантных генов достигнет определенного порога

· Родословные составляются при помощи определенных обозначений

Примеры распространения генетических аномалий у разных видов животных

В норме распространение аномалий - 1%. Распространитель летальных и полулетальных генов - производитель.

Остальное – п. 11.

Определение, причины возникновения мутаций. Характер влияния на признаки животных.

Мутации – стойкие изменения в структуре ДНК и кариотипе. Мутации:

1. Спонтанные

2. Индуцированные

12 3 Следующая ⇒