Читайте также:
|
|
Изменение структуры ДНК, передающееся последующим поколениям, называется мутацией. На молекулярном уровне мутация - это изменение нуклеотидной последовательности ДНК. В какой-то степени мутация - это спонтанный процесс, которому ДНК подвергается постоянно. Причины мутаций различны:
1) связана с возможностью существования нуклеотидных оснований в двух таутомерных формах; предполагают, что в случае один на миллион возможно образование пар оснований и с таутомером;
2) действие продуктов нормального метаболизма клетки (пероксиды, азотистая кислота) - являются мутагенами, т. е. веществами, способными индуцировать химические мутации ДНК;
3) радиация. ДНК интенсивно поглощает УФ-излучение и при достаточной дозе это излучение убивает большинство клеток, а остальные подвергаются очень глубокой мутации (водородные связи заменяются на ковалентные). Однако каждая клетка имеет механизм для восстановления ДНК: с помощью ферментов она заменяет поврежденный фрагмент.
Мутации изменяют генетический материал клетки: возникают либо болезни, либо прекращается выработка какого-либо белка, либо просто активность белка уменьшается.
1. Спонтанные мутации появляются в результате ошибок репликации ДНК, неправильного формирования комплементарных пар оснований, структурных искажений ДНК и вследствие перемещения подвижных генетических элементов в процессе роста и размножения популяции бактерий. Спонтанные мутации могут обусловливать благоприятные и неблагоприятные генетические изменения
2. Индуцированные мутации возникают под влиянием внешних факторов, которые называют мутагенами. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, у-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиримиди- новых оснований, например, 2-аминопурин, азотистая кислота и ее аналоги, алкилирующие агенты и др.) и биологическими (транспозоны)
По протяженности повреждений мутации бывают точечными, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов, и протяженными (аберрации).
Мутации разделяют на хромосомные, обусловливающие появление нового признака при изменении двух и более участков хромосомы, и генные, обусловленные появлением нового признака при изменении гена Для точечных мутаций частота реверсий довольно высока, в то время как для аберраций реверсии не характерны.
В биохимической технологии явление мутации важно с двух точек зрения:
1. С помощью мутаций можно изменить природу микроорганизма, чтобы от стал более полезным для какой-либо определенной цели. Например, основные успехи в производстве пенициллина были достигнуты благодаря получению высокопродуктивных мутантов исходного штамма плесени Penicillium путем его облучения ультрафиолетовым светом, что привело к увеличению выхода пенициллина (нужного продукта метаболизма) на несколько порядков (с 20 мг/л до 7 г/л). В дальнейшем при использовании других мутагенов (химических веществ, вызывающих мутации) производство пенициллина удалось увеличить до 20 г/л.
2. С другой стороны, мутации могут создавать в биотехнологии и ряд затруднений. Для успеха микробиологического промышленного процесса часто необходимы чистые штаммы микроорганизмов, обладающие хорошо известными характеристиками. Вместе с тем нельзя исключать возможность мутаций в таких культурах, поэтому необходима регулярная проверка их генетической гомогенности.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 149 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |