Химический и радиоактивный мутагенез. Радиационные мутагенез.Закономерность «доза- эффект

Радиационный мутагенез radiation mutagenesis - радиационный мутагенез.

Получение мутаций под действием ионизирующего излучения <ionizing radiation >; различают спонтанный (естественный) Р.м. - под действием солнечной (космической) радиации или радиации, не контролируемой человеком (подземные ископаемые и т.п.), и искусственный (индуцированный, направленный) Р.м. в контролируемых человеком (как правило, экспериментальных) условиях; второй тип Р.м. достаточно широко применяется в селекции (особенно в селекции растений) для получения широкого спектра различных мутаций, среди которых могут быть отобраны полезные.

(Источник: «Англо-русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд-во ВНИРО, 1995 г.)

Смотреть что такое "радиационный мутагенез" в других словарях:

Радиационный мутагенез - * радыяцыйны мутагенез * radiaton mutagenesis …

Большой Энциклопедический словарь

См. Генетическое действие излучений. * * * РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ РАДИАЦИОННЫЙ МУТАГЕНЕЗ, см. Генетическое действие излучений (см. ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЙ) … Энциклопедический словарь

радиационный мутагенез - radiacinė mutagenezė statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Mutacijų sukėlimas radioaktyviaisiais spinduliais. atitikmenys: angl. radiation mutagenesis rus. радиационный мутагенез … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

См. Генетическое действие излучений …

Мутагенез - * мутагенез * mutagenesis 1. Процесс возникновения наследственных изменений (мутаций, см.) под влиянием внутренних или внешних, естественных (спонтанный М.) или искусственных (искусственный, индуцированный или экспериментальный М.) мутагенных… … Генетика. Энциклопедический словарь

- (см. ...генез) процесс возникновения наследственных изменений мутаций 1; может быть искусственно ускорен и видоизменен воздействием на живые структуры мутагенами; в зависимости от вида мутагена различают радиационный м., химический м. и др. Новый … Словарь иностранных слов русского языка

Радиационный мутагенез, возникновение наследственных изменений (мутаций (См. Мутации)) при облучении организмов. Г. д. и. важная часть биологического действия ионизирующих излучений (См. Биологическое действие ионизирующих излучений),… … Большая советская энциклопедия

- (радиационный мутагенез), возникновение под влиянием ионизирующих излучений и УФ лучей наследств. изменений (мутаций). Под действием излучений возникают качественно те же мутации, что и без облучения, но значительно чаще; соотношение разных типов … Естествознание. Энциклопедический словарь

- (радиационный мутагенез), возникновение под влиянием ионизирующих излучений и УФ лучей наследственных изменений (мутаций). Под действием излучений возникают качественно те же мутации, что и без облучения, но значительно чаще; соотношение разных… … Энциклопедический словарь

У Радиации нет порога!!!

Мутации, помимо качественных свойств, характеризует и способ возникновения. Спонтанные (случайные) - мутации, возникающие при нормальных условиях жизни. Спонтанный процесс зависит от внешних и внутренних факторов (биологические, химические, физические). Спонтанные мутации возникают у человека в соматических и генеративных тканях. Метод определенияопределения спонтанных мутаций основан на том, что у детей появляется доминантный признак, хотя у его родителей он отсутствует. Проведенное в Дании исследование показали, что примерно одна из 24000 гамет несет в себе доминантную мутацию. Ученый же Холдейн рассчитал среднюю вероятность появления спонтанных мутаций, которая оказалась равна 5*10-5 за поколение. Другой ученый Курт Браун предложил прямой метод оценки таких мутаций, а именно: число мутаций разделить на удвоенное количество обследованных индивидов.

Индуцированные мутации

Индуцированный мутагенез - это искусственное получение мутаций с помощью мутагенов различной природы. Впервые способность ионизирующих излучений вызывать мутации была обнаружена Г.А. Надсоном и Г.С. Филлиповым. Затем, проводя обширные исследования, была установлена радиобиологическая зависимость мутаций. В 1927 году американским ученым Джозефом Мюллером было доказано, что частота мутаций увеличивается с увеличением дозы воздействия. В конце сороковых годов открыли существование мощных химических мутагенов, которые вызывали серьезные повреждения ДНК человека для целого ряда вирусов. Одним из примеров воздействия мутагенов на человека может служить эндомитоз - удвоение хромосом с последующим делением центромер, но без расхождения хромосом.

Возникновение под влиянием ионизирующих излучений и ультрафиолетовых лучей наследственных изменений (мутаций). Под действием излучений возникают качественно те же мутации, что и без облучения, но значительно чаще; соотношение разных типов мутаций также может быть иным. Используется в генетических исследованиях, в селекции промышленных микроорганизмов, сельскохозяйственных и декоративных растений. Повышение частоты вредных мутаций в результате увеличения содержания в биосфере радиоактивных изотопов - одна из основных опасностей радиоактивного загрязнения биосферы.

Общая закономерность: с увеличением дозы - увеличивается степень повреждения системы; в процесс вовлекается все большее число составляющих её элементов.
В зависимости от действующей дозы практически всякое вещество в определенных условиях может оказаться вредным для организма.

На проявление зависимости доза-эффект оказывает существенное влияние внутри- и межвидовая изменчивость организмов. Действительно, особи, относящиеся к одному и тому же виду, существенно отличаются друг от друга по биохимическим, физиологическим, морфологическим характеристикам. Эти отличия в большинстве случаев обусловлены их генетическими особенностями. Еще более выражены, в силу тех же генетических особенностей, межвидовые различия. В этой связи дозы конкретного вещества, в которых оно вызывает повреждение организмов одного и того же и, тем более, разных видов, порой очень существенно различаются. Следовательно, зависимость доза-эффект отражает свойства не только токсиканта, но и организма, на который он действует. На практике это означает, что количественную оценку токсичности, основанную на изучении зависимости доза-эффект, следует проводить в эксперименте на различных биологических объектах, и обязательно прибегать к статистическим методам обработки получаемых данных.

Билет 17

Методы генетики

Совокупность методов исследования наследственных свойств организма (его генотипа) называется генетический анализ. В зависимости от задачи и особенностей изучаемого объекта генетический анализ проводят на популяционном, организменном, клеточном и молекулярном уровнях.

Основу генетического анализа составляет гибридологический анализ , основанный на анализе наследования признаков при скрещиваниях. Гибридологический анализ, основы которого разработал основатель современной генетики Г. Мендель, основан на следующих принципах:

1. Использование в качестве исходных особей (родителей), форм, не дающих расщепления при скрещивании, т.е. константных форм.

2. Анализ наследования отдельных пар альтернативных признаков, то есть признаков, представленных двумя взаимоисключающими вариантами.

3. Количественный учет форм, выщепляющихся в ходе последовательных скрещиваний и использование математических методов при обработке результатов.

4. Индивидуальный анализ потомства от каждой родительской особи.

5. На основании результатов скрещивания составляется и анализируется схема скрещиваний.

Цитогенетический метод заключается в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов и т. п.).

Генеалогический метод (метод анализа родословных). Позволяет проследить наследование признаков в семьях. Используется для определения наследственного или ненаследственного характера признака, доминантности или рецессивности, картирования хромосом, т. е. для установления принадлежности гена, кодирующего данный признак, к определенной группе сцепления, сцепленности с Х- или Y-хромосомами, для изучения мутационного процесса, особенно в случаях, когда необходимо отличить вновь возникшие мутации от тех, которые носят семейный характер, т. е. возникли в предыдущих поколениях

Близнецовый метод , заключающийся в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относительную роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости. Особенно важен этот метод при работе с малоплодовитыми организмами, имеющими поздние сроки наступления половой зрелости (например, крупный рогатый скот), а также в генетике человека.

Популяционный метод. На основе популяционного метода изучают генетическую структуру популяций различных организмов: количественно оценивают распределение особей разных генотипов в популяции, анализируют динамику генетической структуры популяций под действием различных факторов (при этом используют создание модельных популяций). изучение частоты аллелей, при тех или иных изменениях.

Молекулярно-генетический метод представляет собой биохимическое и физико-химическое изучение структуры и функции генетического материала и направлен на выяснение этапов пути «ген --> признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути. Изучение молекул ДНК и РНК и их роль в наследственности, и в вопросах экспрессии ген.

Онтогенетический метод соприкасается с эмбриологическим (как из одной зиготы, происходит развитие сложного организма).

Мутационный метод позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов. Особое значение мутационный метод приобретает при работе с организмами, размножающимися бесполым путём, и в генетике человека, где возможности гибридологического анализа крайне затруднены.

Математические методы(статистический)- обработка результатов, и показать насколько отклонения носят закономерный характер или являются случайными.

Теория хромосомы

Хромосомная теория наследственности - теория, согласно которой передача наследственной информации в ряду поколений связана с передачей хромосом, в которых в определённой и линейной последовательности расположеныгены. Эта теория сформулирована в начале XX века, основной вклад в её создание внесли американский цитолог У. Сеттон(Walter Sutton ), немецкий эмбриолог Т. Бовери и американский генетик Т. Морган со своими сотрудниками К. Бриджесом, А. Стёртевантом (A.H.Sturtevant ) и Г. Мёллером .

В 1902-1903 годах У. Сеттон и Т. Бовери независимо друг от друга выявили параллелизм в поведении менделевскихфакторов наследственности (генов) и хромосом. Эти наблюдения послужили основой для предположения, что гены расположены в хромосомах. Экспериментальное доказательство локализации генов в хромосомах было получено позднее Т. Морганом и его сотрудниками, работавшими с плодовой мушкой Drosophila melanogaster . Начиная с 1911 года, эта группа опытным путём доказала, что гены располагаются в хромосомах линейно; что находящиеся на одной хромосоме гены наследуются сцепленно; что сцепленное наследование может нарушаться за счёткроссинговера . Основные выводы сформулированной ими хромосомной теории наследственности были опубликованы в 1915 году в книге «Механизм менделевской наследственности» .

В 1933 году Томасу Моргану за открытие роли хромосом в наследственности была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине .

По мнению Н. В. Тимофеева-Ресовского, высказанного им в 1964 году «…вся экспериментальная генетика XX века была ни чем иным, как развитием и анализом деталей хромосомной теории наследственности» .

Первые описания хромосом[править | править вики-текст]

Начальным этапом создания хромосомной теории наследственности можно считать первые описания хромосом во время деления соматических клеток, сделанных во второй половине XIX века в работах И. Д. Чистякова (1873), А. Шнейдера (1873), а главным образом Э. Страсбургера (1875) иО. Бючли (1876). Термина «хромосома» тогда ещё не существовало, и вместо него говорили о «сегментах», на которые распадается хроматиновый клубок, или о «хроматиновых элементах». Термин «хромосома» был предложен позднее Г. Вальдейером в его сводной статье 1888 года .

Параллельно с изучением соматических митозов шло и изучение процесса оплодотворения, как в животном, так и врастительном царстве. Слияние семенного ядра с яйцевым впервые наблюдал у иглокожих О. Хертвиг (1876), а среди растений у лилейных Страсбургер (1884). Именно на основании этих наблюдений в 1884 году оба они пришли к выводу, что клеточное ядро является носителем наследственных свойств организма .

Центр внимания с ядра, как целого, на его отдельные хромосомы был перенесён лишь после того, как появилась чрезвычайно важная для того времени работа Э. ван Бенедена (1883) . Ему при изучении процесса оплодотворения у аскариды, имеющей очень малое число хромосом - всего 4 в соматических клетках, удалось подметить, что хромосомы в первом делении оплодотворённого яйца происходят наполовину из ядра сперматозоида и наполовину - из ядра яйцеклетки . Таким образом, во-первых, был открыт факт, что половые клетки имеют вдвое меньшее количество хромосом по сравнению с соматическими клетками, а во-вторых, был впервые поставлен вопрос о хромосомах, как особых постоянных сущностях в клетке .

Индивидуальность хромосом. Работы Бовери[править | править вики-текст]

Следующий этап связан с развитием концепции индивидуальности хромосом. Одним из первых шагов было установление того, что соматические клетки разных тканей одного и того же организма обладают одинаковым числом хромосом. Первым на это ясно и вполне определённо указал австрийский зоолог Карл Рабль в 1885 году в своей статье «О клеточном делении» . Экспериментальное обоснование закона индивидуальности хромосом было обеспечено работами немецкого зоолога Теодора Бовери, а именно - целым рядом классических исследований, посвящённых хромосомам: «Этюды о клетке» (1887-1890 и далее), «Данные о строении хроматинового вещества ядра» (1904) и др. . Уже с самых первых работ, вышедших в 1887 и 1888 годах Бовери решительно высказался в пользу того, что «хроматиновые элементы являются самостоятельными элементами, сохраняющими эту самостоятельность и в покоящемся ядре». Таким образом, согласно этому взгляду, хотя хромосомы ясно видны лишь во время митоза, но и на стадии интерфазы хромосомы не исчезают, а сохраняют свою обособленность и самостоятельность. Бовери также выдвинул гипотезу о качественном различии хромосом, согласно которой каждая хромосома отличается по своему внутреннему наследственному составу от других хромосом, входящих в состав того же ядра . В серии блестящих экспериментов (1902-1907) над яйцами морских ежей, оплодотворённых двумя спермиями, Бовери продемонстрировал, что нарушения нормального развития находятся в строгом соответствии с ненормальным распределением хромосом. На большом статистическом материале Бовери показал, что для нормального развития требуется наличие всех хромосом, присущих виду .

Основные положения хромосомной теории наследственности[править | править вики-текст]

Анализ явлений сцепленного наследования, кроссинговера, сравнение генетической и цитологической карт позволяют сформулировать основные положения хромосомной теории наследственности:

· Гены локализованы в хромосомах. При этом различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален.

· Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах.

· Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности.

· Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются преимущественно сцепленно (совместно), благодаря чему происходит сцепленное наследование некоторых признаков. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида (у гомогаметного пола) или больше на 1 (у гетерогаметного пола).

· Сцепление нарушается в результате кроссинговера, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме (поэтому сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния между генами).

· Каждый биологический вид характеризуется определенным набором хромосом - кариотипом.

Билет 18

Трансдукция

Трансдукция - перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. Впервые это явление установили в 1952 г. Н. Зиндер и Дж. Ледерберг. Они проводили исследования на патогенных для мышей бактериях Salmonella typhimurium. Были отобраны два штамма этих бактерий: штамм 22А ауксотрофный, не способный синтезировать триптофан (Т~), и штамм 2А, способный синтезировать триптофан (Т1"). Эти штаммы засевали в U-образную трубку, разделенную внизу бактериальным фильтром (рис. 24). В одно колено трубки засевали штамм 22А (Т~), в другое - штамм 2А (Г*). После определенного периода инкубации бактерии штамма 22А при посеве на минимальную питательную среду дали небольшое количество колоний (частота появления трансдуцированных клеток была равна 110~*). Это свидетельствовало о том, что некоторые клетки приобрели способность синтезировать триптофан. Каким же образом бактерии могли приобрести это свойство? Исследования показали, что штамм 22А был лизогенен по фагу Р-22. Этот фаг освобождался из лизогенной культуры, проходил через фильтр и лизировал штамм 2А. Присоединив часть генетического материала штамма 2А, фаг возвращался обратно и передавал этот генетический материал штамму 22А.

Штамм 22А приобретал специфические наследственные свойства штамма 2А, в данном случае свойство синтезировать триптофан. Аналогичным образом могут быть трансдуцированы и другие признаки, в том числе способность к сбраживанию, устойчивость к антибиотикам и т. д.

Явление трансдукции установлено также у кишечной палочки и актиномицетов. Как правило, трансдуцируется один ген, реже два и очень редко три сцепленных гена. При переносе генетического материала заменяется участок молекулы ДНК фага. Фаг при этом теряет свой собственный фрагмент и становится дефектным. Включение генетического материала в хромосому бактерии реципиента осуществляется механизмом типа кроссинговера. Происходит обмен наследственным материалом между гомологичными участками хромосомы реципиента и материала, привнесенного фагом.

Различают три вида трансдукции: общую, или неспецифическую, специфическую и абортивную. При неспецифической трансдукции в период сборки фаговых частиц в их головку вместе с фаговой ДНК может включиться любой из фрагментов ДНК пораженной бактерии. В результате в реципиентные клетки могут переноситься различные гены бактерии донора.

Неспецифическую трансдукцию могут осуществлять фаги Р-1 и Р-22 у эшерихий, шигелл и сальмонелл. При специфической трансдукции профаг включается в определенное место хромосомы бактерии и трансдуцирует определенные гены, расположенные в хромосоме клетки донора рядом с профагом. Например, фаг X (лямбда) в состоянии профага всегда включается в одно и то же место в хромосоме кишечной палочки и трансдуцирует локус, обусловливающий способность к сбраживанию галактозы. При отделении профагов от ДНК хозяина прилегающие к профагу бактериальные гены вместе с ним выщепляются из состава хромосомы, а часть генов профага остается в ее составе. Частота общей трансдукции составляет от 1 на 1 млн до 1 на 100 млн. Специфическая трансдукция происходит чаще.

Установлено, что фрагмент хромосомы донора, перенесенный в клетку реципиента, не всегда включается в хромосому реципиента, а может сохраняться в цитоплазме клетки. При делении бактерий он попадает только в одну из дочерних клеток. Такое состояние получило название абортивной трансдукции.

В настоящее время общепринято, что за передачу наследственных признаков организма отвечает дезоксирибонуклеиновая кислота - ДНК, в которой четыре основания - тимин, аденин, цитозин, гуанин расположены в определенной последовательности. Согласно этой теории изменение последовательности этих оснований в молекуле ДНК - так называемого кода или их химической структуры приведет к изменению наследственности организма.

В результате проведенных многими авторами экспериментов было установлено, что при воздействии на клетку реагентами - химическими веществами или различными излучениями можно вызвать появление новых признаков у растительных организмов, так называемых мутаций. Они могут возникать в живом организме и спонтанно. В этом случае наиболее вероятными причинами возникновения мутаций являются изменения в физиолого-биохимических процессах, протекающих в самой клетке. Они обычно вызываются в результате изменений внешних условий. Исследования спонтанного мутагенеза показали, что все характерные для него закономерности можно применить и для индуцированного мутагенеза.

Одним из перспективных методов получения искусственных мутаций является радиационный. Радиационная селекция дает возможность в течение относительно коротких сроков получать значительное количество полезных мутантов - примерно около 20% от общего количества новых форм. Кроме того, радиационные излучения дают возможность влиять на отдельные признаки целого растения, не изменяя других, хозяйственно полезных, чего невозможно достигнуть никакими другими методами.

Основоположниками радиационной генетики считаются Г.А. Надсон, Г.С. Филиппов, которые в 1925 г. изучали воздействие ионизирующих излучений на наследственную изменчивость дрожжей.

В 1930 г. в нашей стране наметился активный рост исследований в области получения радиомутантов целого ряда сельскохозяйственных культур. Так, А.А. Сапегин, Л.Н.Делоне провели серию фундаментальных работ по селекции пшеницы. Ими также были освещены некоторые вопросы зависимости мутаций от мощности доз облучения, физиологического состояния организма перед облучением и т.д. Возник вопрос о радиомутабельности различных видов растений, о частоте мутаций отдельных генов. А. Н. Лутковым было установлено, что при γ-облучении наиболее часто отмечаются мутации у генов, регулирующих развитие вегетативных органов, меньше подвергались изменению гены, ответственные за формирование органов цветка.

Большие теоретические разработки в проблеме гена и структурных нарушений хромосомного аппарата в результате воздействия на клетку радиоизотопом выполнены А.С. Серебровским и Н.П. Дубининым.

Активно начатые у нас в стране исследования по радиационной генетике к 1940 г. были практически прекращены. Целые школы генетиков и селекционеров были изгнаны из науки в результате деятельности Т.Д. Лысенко.

В этот период за границей, особенно в Швеции, США, Японии и других странах, были созданы новые, оснащенные современной техникой научно-производственные объединения. Результаты, полученные ими, были весьма значительными. Выведенные новые сорта и гибриды многих сельскохозяйственных культур давали большие прибавки урожая, были более стойки к заболеваниям, технологичны в производстве.

Все это привело к тому, что в начале - середине 50-х годов и в СССР официально была признана теория генной наследственности, а ее сторонники И.П. Дубинин, П.К. Шкварников, С.С. Алиханян, А.М. Кузин и другие получили возможность возобновить свои исследования по решению проблем радиационной генетики и селекции, изучению вопросов влияния различных источников радиации на клетку, как основу и первопричину всех последующих изменений организма.

В 1960-х г.г. ведущими странами уже было выпущено 7 сортов мутантного происхождения, в 1970 - 80, в 1975 г. - около 120, а в настоящее время зарегистрировано более 200 сортов разных культур, имеющих больше хозяйственно-ценных свойств по сравнению с ранее известными сортами. Таких значительных результатов иностранные исследователи добились в немалой степени не только за счет использования одного радиационного мутагенеза, но и его рационального сочетания с химическим мутагенезом. Они развивали оба эти направления, не противопоставляя их друг другу, а взаимообогащая, и это несмотря на то что приоритет химического мутагенеза принадлежит нашим отечественным исследователям - В. В. Сахарову, К. Ф. Магржиковской, В. П. Пономареву, И. А. Рапопорту и др.

Главная цель радиационной селекции - получение большого разнообразия

искусственных мутантов, что недостижимо ни в естественных условиях, ни при применении

химических мутагенов. При радиационном мутагенезе большая часть появившихся признаков

являются неблагоприятными. Часто в результате радиационного воздействия появляются

химерные (уродливые) и угнетенные формы. Однако благодаря дупликациям (изменение

хромосомы, при котором один из её участков линейно представлен два или более раз)

существует определенная вероятность возникновения полезных признаков, таких как высокая

урожайность, измененный химический состав (например, повышенное содержание белка),

скороспелость, устойчивость к полеганию, холоду и высокой температуре, болезням и т. д

(Фокин и др., 2005).

Для получения растений-мутантов требуются сравнительно высокие дозы излучений. В

радиационной генетике, кроме летальной, различают критическую дозу облучения.

Критической называют такую дозу, при которой наблюдается сильное угнетение организмов, но

значительная часть их все-таки выживает и дает большое число мутаций. Ядро клетки более

чувствительно к облучению, чем цитоплазма. Оно может поражаться при дозе, равной всего

нескольким рентгенам, в то время как цитоплазма способна выносить большие дозы. Различие

в радиочувствительности ядра и цитоплазмы может достигать величины 100 000 раз и более.

(Гуляев, 1984). В настоящее время критические дозы установлены более чем для 150

культурных и многих видов диких растений. Критические дозы их колебались от 400 до 200

000Р (Табл. 5).

Как правило, большее количество мутаций удается получить при сублетальных дозах -

дозах, вызывающих гибель примерно у 50 и даже 70% растений. Обычно проявляется

следующая закономерность: чем выше доза, тем большее число мутаций появляется, но при

этом гибель организмов выше. При малых дозах процессы репарации успевают пройти еще во

время облучения и появление мутаций маловероятно; при больших дозах, наоборот, вещества,

индуцирующие изменения, превалируют над репарационными ферментами.Для получения мутаций облучению подвергают семена, пыльцу, проростки, различные

органы растения (в том числе и репродуктивные) на разных этапах органогенеза или целые

растения. Чаще используют облучение семян. Важные факторы лучевого воздействия - вид

излучения, доза и ее мощность, фаза развития растений или состояние семян. При внутреннем

облучении семян их замачивают в растворах радиоактивных веществ. Мутации получают и при

выращивании растений в вегетационных сосудах на питательной среде с добавлением

радионуклидов. Для облучения обычно используют излучения короткоживущих радиоизотопов.

Мутанты, обладающие хозяйственно-полезными свойствами возникают редко. В

большинстве случаев они не являются готовыми сортами, а представляют лишь исходный

материал для селекции. Возможны два основных пути селекционного использования

искусственных мутаций:

· прямое использование мутаций, полученных у самых лучших районированных сортов;

· использование мутаций в процессе гибридизации.

В первом случае ставится задача улучшения существующих сортов по некоторым

хозяйственно-биологическим признакам, исправление у них отдельных недостатков. Этот метод

считается перспективным в селекции на устойчивость к заболеваниям. Метод прямого

использования мутаций рассчитан на быстрое создание исходного материала с нужными

признаками и свойствами. Однако, при высоких требованиях, предъявляемых к современным

селекционным сортам, этот метод достаточно редко дает нужные результаты. Полученный

вследствие мутагенеза исходный материал, как правило, используется в процессе

гибридизации.

Таким образом, создание новых сортов культурных растений под воздействием

ионизирующего излучения складывается из двух этапов. На первом этапе индуцируется

появление максимально возможного количества видоизмененных растений. Второй этап - это

создание новых сортов растений обычными методами традиционной селекции. На разных

этапах онтогенеза могут появляться различные мутации, которые в последующем могут

оказаться благоприятными. В первом поколении, как правило, появляются химерные

(уродливые) формы, более точное представление о выходе мутаций дает второе поколение.

При выращивании перекрестноопыляющихся растений из облученных семян в первом

поколении необходима их строгая изоляция от других растений для предотвращения опыления;

в противном случае мутацию легко утерять.

Частоту и спектр мутаций, индуцируемых определенными мутагенами у данного

объекта, можно существенно менять, т.е. модифицировать. Это достигается путем изменения

режима мутагенной обработки или применения до, во время или после воздействия некоторых

некоторых растений было установлено, что эффект ионизирующей радиации в сильной степени

зависит от того, в присутствии кислорода или без него оно проводится. Оказалось, что

бескислородная среда является защитным средством против ионизации, облучение же в

атмосфере чистого кислорода резко увеличивает процент мутаций (кислородный эффект).

Оказалось, что и после облучения повышение в среде кислорода усиливает повреждающий

эффект ионизации, в то время как в бескислородной среде заметно ослабляется (Гуляев, 1984).

В настоящее время более 1000 разновидностей культурных растений, полученных

методом индуцированных мутаций, выращивают по всему миру на площади в несколько

миллионов гектаров. Методами радиационной селекции получено значительное число новых

ценных сортов зерновых и других культур - горчицы, рапса, томатов, декоративных культур. В

ряде стран выращиваются высокоурожайный горох и ячмень, дающий прочную соломину.

Выведен высокоурожайный, устойчивый к заболеванию ржавчиной, неполегающий овес с

коротким стеблем. Получены формы пшеницы и ячменя с высокой сопротивляемостью к__стеблевой и листовой ржавчине. В нашей стране получены хозяйственно ценные мутанты у

пшеницы: неполегающие, более продуктивные, с повышенным содержанием белка, устойчивые

к грибным заболеваниям формы (Файтельберг-Бланк и др., 1974).

radiation mutagenesis - радиационный мутагенез.

- искусственное получение мутаций с помощью физ. или хим. мутагенов. Один из важнейших приемов экспериментальной генетики...
Словарь микробиологии
- процесс возникновения мутаций. Основа мутагенеза - изменения в молекулах нуклеиновых кислот...
Начала современного Естествознания
- mutagenesis - .Искусственное получение мутаций с помощью мутагенов; многие авт. относят к М. появление спонтанных мутаций; М. широко используется как генетический метод, а также в селекции различных организмов...
Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь
- процесс возникновения наследственных изменений под влиянием автогенетических, внешних естественных и искусственных мутагенных факторов...
Словарь ботанических терминов
- процесс возникновения в организме наследств, изменений - мутаций. Основа М.- изменения в молекулах нуклеиновых к-т, хранящих и передающих наследств. информацию...
- см. Генетическое действие излучений...
Естествознание. Энциклопедический словарь
- I Мутагене́з - возникновение мутаций - внезапных качественных изменений генетической информации. В качестве синонима понятия «мутагенез» часто используют понятие «мутационный процесс»...
Медицинская энциклопедия
- процесс возникновения мутации...
Большой медицинский словарь
- МУТАГЕНЕЗ, процесс возникновения мутаций под воздействием мутагенных факторов...
Экологический словарь
- метод в селекции высших растений и микроорганизмов, который позволяет искусственно получать мутации. Основой мутагенеза являются изменения в молекулах нуклеиновых кислот.По-английски: MutagenesisСм. также: ...
Финансовый словарь
- процесс возникновения наследственных изменений - мутаций, появляющихся естественно или вызываемых различными физическими или химическими факторами - мутагенами...
Большая Советская энциклопедия
Современная энциклопедия
- процесс возникновения в организме наследственных изменений - мутаций. Основа мутагенеза - изменения в молекулах нуклеиновых кислот, хранящих и передающих наследственную информацию...
Большой энциклопедический словарь
- ...
Орфографический словарь русского языка
- мутагене/з,...
Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник

"радиационный мутагенез" в книгах

Парниковый эффект и радиационный форсаж атмосферы

Из книги Протоколы киотских мудрецов. Миф о глобальном потеплении автора Поздышев Василий Анатольевич

Парниковый эффект и радиационный форсаж атмосферы Атмосфера для нашей планеты - как теплое одеяло или, вернее, - как терморегулирующий скафандр. Без нее температура на Земле была бы в среднем на 30 (!) градусов ниже, то есть минус 15 градусов Цельсия, а также с огромным

Радиационный апокалипсис

Из книги Полигоны смерти? Сделано в СССР автора Баландин Рудольф Константинович

Радиационный апокалипсис Радиофобия - опаснейшая болезнь. И ее в нашем обществе упорно распространяли и обостряли многие годы после Чернобыльской аварии.Правда, поначалу Горбачев и его команда решили отмолчаться. Они не отменили первомайские демонстрации на У крайне и

Искусственный мутагенез символа «холокост»

Из книги Генезис символа «холокост» и будущее государства Израиль автора Васильевич Прудник Александр

Искусственный мутагенез символа «холокост» Известно несколько методик искусственного мутагенеза интеллектуальных символов. Искусственный мутагенез интеллектуального символа осуществляется как в рамках придания символу расширительного толкования, которое

Какой радиационный фон называют естественным?

Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович

Какой радиационный фон называют естественным? Радиационным фоном называют ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов. Естественный радиационный фон – это излучение, создаваемое

3.7.1. Мутагены, мутагенез

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

3.7.1. Мутагены, мутагенез Мутагены – это физические или химические факторы, влияние которых на организм может привести к изменению его наследственных признаков. К таким факторам относятся рентгеновские и гамма-лучи, радионуклиды, оксиды тяжелых металлов, определенные

Мутагенез

Из книги Большая Советская Энциклопедия (МУ) автора БСЭ

Радиационный баланс

БСЭ

Радиационный захват

Из книги Большая Советская Энциклопедия (РА) автора БСЭ

Радиационный контур

Из книги Большая Советская Энциклопедия (РА) автора БСЭ

Радиационный пирометр

Из книги Большая Советская Энциклопедия (РА) автора БСЭ

1. Мутагенная роль химических веществ

2. Действие излучения

3. Закон гомологических рядов

1. Открыты сотни химических мутагенов. Некоторые из них усиливают мутагенный эффект во много раз по сравнению со спонтанными и называются супермутагенами. В экспериментах мутации индуцируются разнообразными химическими агентами. По-видимому, и в естественных условиях подобные факторы служат причиной появления спонтанных мутаций у различных организмов, в том числе у человека. Доказана мутагенная роль различных химических веществ и даже некоторых лекарственных препаратов, что говорит о необходимости изучения мутагенного действия новых фармакологических веществ и других химических соединений, широко используемых в медицине и сельском хозяйстве. Химические мутагены обладают тремя качествами :

Высокой проникающей способностью;

Свойством изменять коллоидное состояние хромосом;

Определенным действием на состояние гена или хромосомы.

2. Индуцированные мутации, вызванные облучением (радиацией),

впервые были обнаружены советским ученым Г.А. Надсоном. Для вызывания искусственных мутаций часто используются гамма-лучи, источником которых может быть, например, радиоактивный кобальт. Облучение индуцирует как генные мутации, так и структурные хромосомные перестройки всех описанных выше типов - нехватки, инверсии, удвоения и т. д. Все структурные изменения связаны с разрывом хромосом. Причиной этого являются некоторые особенности процессов, происходящих в тканях при действии излучения. Жесткие излучения вызывают в тканях ионизацию, в результате которой :

Одни атомы теряют электроны;

Другие присоединяют их;

Образуются положительно или отрицательно заряженные ионы. Подобный процесс внутримолекулярной перестройки, если он происходит в хромосомах, может привести к их фрагментации. Доказано, что связь между облучением и мутационными изменениями может носить и непрямой характер. По-видимому, энергия излучения может вызывать в среде, окружающей хромосому, химические изменения, которые ведут к индуцированию генных мутаций и структурных перестроек в хромосомах. Одно из самых опасных последствий облучения - образование свободных радикалов ОН или НО2 при радиолизе воды, находящейся в тканях. Эти радикалы обладают высокой реакционной способностью и могут воздействовать на многие органические вещества, в том числе нуклеиновые кислоты.

3. Многообразие мутирования подчиняется определенным закономерностям, которые впервые были обнаружены в 1920 г. Н.И. Вавиловым. При сравнении признаков различных сортов культурных растений и близких к ним диких видов обнаружилось много общих наследственных изменений, что позволило Вавилову сформулировать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости: "Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть существование параллельных форм у других видов и родов". Вавилов указывал, что гомологические ряды часто выходят за пределы родов и даже семейств.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости имеет прямое отношение к изучению наследственных болезней у человека. Вопросы лечения и профилактики наследственных заболеваний не могут быть решены без широкомасштабных исследований на животных с наследственными аномалиями.

Согласно закону Вавилова, мутации, аналогичные наследственным болезням человека, должны встречаться у животных. Так, у собак наблюдается гемофилия, сцепленная с полом. Альбинизм зарегистрирован у многих видов грызунов, кошек, собак и птиц. Моделями для изучения мышечной дистрофии могут служить мыши и крупный рогатый скот, эпилепсии - кролики и крысы, аномалий в строении глаз - многие виды грызунов, собаки и свиньи. Наследственная глухота обнаруживается у морских свинок, мышей и собак. Аномалии, аналогичные заячьей губе и волчьей пасти, бывают у мышей, собак, свиней.