Андрей Шляхов - Биология для тех, кто хочет понять и простить самку богомола

Это правило справедливо только для генных мутаций – изменений в данном конкретном гене. Изменения, касающиеся хромосом, вследствие сложного их характера, являются уникальными и неповторимыми.

Положение шестое. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

Тут добавить нечего. Как говорится – чем больше сеть, тем крупнее улов.

Выдающийся отечественный биолог Николай Вавилов в 1920 году сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости, названный законом Вавилова, согласно которому близким видам и родам организмов свойственны сходные ряды наследственной изменчивости. Иначе говоря, чем ближе родственные связи групп организмов, тем большее сходство наблюдается в ряду их изменчивости.

Родственники изменяются схожим образом, у близких родственников могут наблюдаться одни и те же мутации, родственники наследуют от общих предков одни и те же мутации. Именно по этой причине браки между близкими родственниками считаются нежелательными. Дело в том, что случайное совпадение по носительству одного и того же рецессивного генетического дефекта у обоих супругов, не состоящих в родстве, представляет собой весьма редкое событие. Обычно рецессивный ген, полученный от одного родителя будет подавляться в паре доминирующим геном другого родителя. Но если в брак вступают родственники, то вероятность такого совпадения резко увеличивается. И если рецессивный ген является «вредным», то совпадение по нему приведет к заболеваниям или уродствам. Чем ближе степень родства между супругами, тем выше опасность генетических осложнений для их потомства.

В Семейном кодексе РФ сказано (глава 3, статья 14): «не допускается заключение брака между… близкими родственниками (родственниками по прямой восходящей и нисходящей линии (родителями и детьми, дедушкой, бабушкой и внуками), полнородными и неполнородными (имеющими общих отца или мать) братьями и сестрами)».

Вы, наверное, слышали о том, что вирус гриппа отличается высокой изменчивостью. Да, так оно и есть. Если бы этот проклятый вирус не изменялся, то мы бы болели гриппом один раз в жизни. Стойкий иммунитет, развивающийся в результате перенесенного заболевания, не дает вирусу второго шанса вызвать заболевание. Но иммунитет «нацелен» на данный конкретный вирус. Если вирус изменится, точнее – если изменятся белки его оболочки, служащие опознавательными маркерами для клеток иммунной системы, то иммунная система не встретит его «в штыки» и он сможет вызвать заболевание. Вот поэтому мы и болеем гриппом многократно.

Но при этом существуют противогриппозные вакцины. Ежегодно проводятся прививки от гриппа. Вас это не удивляет? Ведь высокая изменчивость вируса гриппа делает прошлогоднюю (условно) вакцину бесполезной. А прививки проводятся перед вспышкой гриппа. «Перед», обратите внимание, а не «во время» и уж тем более не «после». Вдобавок, на создание вакцины и производство нужного количества требуется определенное время. Откуда производители вакцин могут знать, с каким вирусом гриппа человечество столкнется в будущем?

Изменчивость вируса прогнозируют ученые. Современные возможности генетики позволяют довольно точно предсказывать будущие эволюционные изменения вируса, если известна его предыдущая эволюция. Задача облегчается тем, что у вируса гриппа «всего-навсего» 11 генов. На основании научного прогноза Всемирная организация здравоохранения ежегодно рекомендует производителям новый состав противогриппозной вакцины.

Особое место среди мутаций занимают соматические мутации, возникающие не в половых клетках, а в клетках тела. Принципиальное отличие соматических мутаций заключается в том, что при половом размножении они не передаются потомству. Они могут быть переданы только при бесполом размножении, если дочерние организмы развиваются из клетки или группы клеток, с мутировавшим геном.

К слову будь сказано, что мутации, возникающие в половых клетках и передающиеся потомству, называют генеративными мутациями.

Соматические мутации, как вы понимаете, не касаются всего организма в целом и потому не могут носить приспособительного характера. Проще говоря, пользы от них никакой, а вот вред может быть огромным. Нередко соматические мутации приводят к неконтролируемому росту клеток, то есть – к развитию онкологических заболеваний. Также они могут вызвать доброкачественные опухоли и нарушение работы внутренних органов. Есть гипотеза, связывающая процесс старения с накоплением в клетках мутагенов – факторов, вызывающих мутации.

Мутагены воздействуют на молекулы ДНК, изменяя их структуру, а также могут повреждать некоторые белки, участвующие в «тиражировании» молекул ДНК или же в процессе клеточного деления.

По своей природе мутагены подразделяются на физические, химические и биологические.

Самыми известными физическими мутагенами являются различные виды ионизирующего излучения: ультрафиолетовое, нейтронное, рентгеновское, гамма-излучение и др. Эти виды излучения называются ионизирующими благодаря своей способности образовывать ионы из нейтральных атомов или молекул в тех веществах, через которые они проходят. Грубо говоря, ионизирующее излучение своей энергией «выбивает» электроны из атомов. Атом, лишившийся электрона, становится положительно заряженным ионом. Другие атомы присоединяют бесхозные выбитые электроны и превращаются в отрицательно заряженные ионы.

При ионизации в молекулах ДНК возникают разрывы. Эти разрывы восстанавливаются, но при восстановлении последовательностей нуклеотидов в цепи ДНК могут происходить ошибки, изменяющие гены. Чем больше разрывов – тем больше ошибок при их ликвидации – тем больше мутаций.

Кстати говоря, не стоит чрезмерно пугаться ультрафиолетового излучения. Оно сильно поглощается тканями и потому у многоклеточных организмов, к которым мы с вами относимся, способно вызывать мутации только в поверхностно расположенных клетках. Для того, чтобы защитить себя от вредного ультрафиолетового излучения, будет достаточно головного убора и легкой тонкой одежды.

Высокие или низкие температуры также могут вызывать мутации, но в отличие от ионизирующего излучения, мутагенное действие температур избирательно. Так, например, у ржи или пшеницы температуры никаких мутаций не вызывают, а вот у мушек-дрозофил повышение температуры окружающей среды на 10 °C увеличивает частоту мутаций в три раза. На человека и вообще на всех млекопитающих температуры мутагенного действия не оказывают. Считается, что температурные колебания действуют на молекулы ДНК не прямо, а опосредованно, вызывая биохимические изменения в окружающей их среде.