Биологические мутации

Биологическая мутация — это стойкое (может быть унаследовано потомками) изменение последовательности цепочки нуклеотидов в организме происходящее под действием внешней или внутренней среды. Появление новых мутаций называется мутагенезом. Образование мутаций происходит постоянно во всех организмах, но обычно это незаметно. Чаще всего они возникают при ошибках в репликации и транскрипции ДНК. Мутации можно назвать главным двигателем эволюции. Именно благодаря им появились замкнутая кровеносная система, органы, анализаторы, сложное поведение и высшая нервная деятельность.

В современной науке принято делить мутации по месту их возникновения. В этой классификации выделяют: геномные, хромосомные и генные мутации.

При геномных мутациях наблюдается появление лишних хромосом, выпадение одной из них или удвоение всех существующих. Это наиболее опасные из всех видов мутация, так как они приводят к серьёзным изменениям в строении организма. Практически все такие организмы быстро умирают.

При хромосомных мутациях хромосомы перестраиваются, меняют положение или полностью утрачивают отдельные свои части.

Генные мутации наблюдаются наиболее часто и выражаются в выпадении, удвоении или замене нуклеотида в цепочки ДНК. Это наиболее безвредные мутации. Изменённая цепочка нуклеотидов может кодировать ту же аминокислоту, новая аминокислота может незначительно изменять свойства белка, в состав которого она входит, или же этот участок ДНК просто не используется.




В сложных организмах с большим количеством клеток большинство мутаций приводит к гибели клетки. Если же по какой-то причине клетка продолжила своё деление, то эта мутация передаётся всем дочерним клеткам потомкам. Это может быть причиной возникновения доброкачественных и злокачественных опухолей.

Если мутация происходит в соматических клетках, она не может передаваться потомкам этого организма. Передача мутации произойдёт только при изменении в половых клетках и если эти клетки будут способны к оплодотворению, что наблюдается достаточно редко, так сперматозоиды с мутациями могут иметь удвоенные хвостики или девиации в поведении, из-за этого они не могут конкурировать со здоровыми сперматозоидами.




Как правило, мутации носят вредный характер для организма, и он становится менее приспособленным к динамическим условиям внешней среды, что ведёт к гибели организма. В тех же редких случаях, когда мутация оказалась полезной для организма в данных условиях внешней среды она со временем закрепляется в генотипе популяции проживающей на данной территории. В качестве примера можно вспомнить изменения в популяции берёзовой пяденицы в Англии.




Эта небольшая бабочка встречается в двух окрасках. Одна из них светлая, другая тёмная. Обитает она на светлых стволах берёз и как можно догадаться особи со светлой окраской в своём количестве преобладают из-за лучшей маскировки. Но во время промышленной революции двадцатого века внешняя среда была сильно загрязнена и все светлые стволы берёз покрылись слоем сажи и грязи. В таких новых условиях особи с мутантной тёмной окраской оказались в более выгодном положении и со временем практически все бабочки стали тёмными. Но в последние годы из-за ужесточившихся требований к защите окружающей среды и появлению новых эффективных способах очистки степень загрязнения значительно уменьшилась и учёные наблюдают обратное изменение окраски бабочек к нормальной для них светлой окраски.

Этот пример показывает, что некоторые мутации могут оказаться полезными в изменяющихся условиях окружающей среды.