Классификация мутаций

По причинам, вызвавшим мутации, их под­разделяют на спонтанные и индуцированные. Спонтанные (самопроизвольные)мутации происходят под действием есте­ственных мутагенных факторов внешней среды без вмеша­тельства человека, например наследственные болезни обмена веществ. Их причинами являются ошибки репликации и ре­парации ДНК, действие перекисей и альдегидов, образую­щихся в организме, различные виды естественных излучений. Индуцированные мутации — результат направленного воздей­ствия определенных мутагенных факторов. Впервые они бы­ли получены в 1925 г. Г.А. Надсоном и Г.С. Филипповым при облучении грибов радием.

По мутировавшим клеткам мутации подразделя­ют на гаметические и соматические. Гаметические мутации (генеративные) происходят в половых клетках, проявляются у потомков, передаются по наследству при половом размноже­нии (гемофилия, фенилкетонурия). Соматические мутации происходят в соматических клетках, передаются по наследст­ву только при вегетативном размножении и проявляются у са­мой особи (разный цвет глаз у одного человека, белая прядь волос, опухоли).

По исходу для организма мутации бывают: отри­цательные — летальные, несовместимые с жизнью (напри­мер, отсутствие головного мозга) и полулетальные — снижающие жизнеспособность организма (например, бо­лезнь Дауна); нейтральные — существенно не влияющие на процессы жизнедеятельности (например, веснушки); положи­тельные — повышающие жизнеспособность (например, появ­ление четырехкамерного сердца в процессе эволюции хордо­вых животных). Последние возникают редко, но имеют большое значение для прогрессивной эволюции.

По изменениям генетического материала мутации подразделяют на геномные, хромосомные и генные.

Геномные мутации

Геномные мутации обусловлены изменениями числа хро­мосом. К ним относятся полиплоидия, гаплоидия и анеуплоидия. Аномалии числа хромосом могут быть вызваны разны­ми причинами. Наиболее часто геномные мутации являются следствием: нерасхождения хромосом, когда две или несколь­ко гомологичных хромосом остаются соединенными вместе и в анафазу отходят к одному полюсу вследствие разрушения нитей веретена деления; анафазного отставания, когда одна или несколько хромосом в процессе анафазного движения от­стают от других. Реже причиной геномных мутаций является полиплоидизация.

Полиплоидия — это кратное гаплоидному увеличение числа хромосом в соматических клетках (3n, 4n, 5n,..). Поли­плоидия, как правило, используется в селекции растений и приводит к повышению урожайности. У млекопитающих и человека это летальные мутации.

Гаплоидия (1n) — одинарный набор хромосом в сома­тических клетках, например у трутней пчел. Жизнеспособ­ность гаплоидов снижается, так как в этом случае проявляются все рецессивные гены, содержащиеся в единственном чис­ле. Для млекопитающих и человека это летальная мутация.

Анеуплоидия — некратное гаплоидному уменьшение или увеличение числа хромосом (2n±1, 2n±2 и т. д.). Сущест­вует несколько разновидностей анеуплоидии:

▪ трисомия — три гомологичные хромосомы в кариотипе, например при синдроме Дауна (трисомия по 21-й хромо­соме);

▪ моносомия — в наборе одна из пары гомологичных хромо­сом, например при синдроме Шерешевского — Тернера (моно­сомия X). Моносомии по первым крупным парам хромосом являются для человека летальными мутациями. Иногда встре­чаются двойные, тройные (по двум и трем разным хромосо­мам) моно- и трисомии, тетрасомии и др.;

▪ нулисомия — отсутствие пары хромосом (летальная мута­ция); у человека неизвестна.

Геномные мутации всегда проявляются фенотипйчески и легко обнаруживаются цитогенетическими методами.