Мутациялар цитогенетиктер менен биохимиктер үчүн маанилүү изилдөө объектиси болуп саналат. Бул көбүнчө тукум куума ооруларга себеп болгон мутациялар, ген же хромосомдук. Табигый шарттарда хромосомалардын кайра түзүлүшү өтө сейрек кездешет. Химиялык заттардан, биологиялык мутагендерден же иондоштуруучу нурлануу сыяктуу физикалык факторлордон улам келип чыккан мутациялар көбүнчө тубаса кемтиктердин жана залалдуу оорулардын себеби болуп саналат.
Мутациялар жөнүндө жалпы маалымат
Хью де Вриз мутацияны тукум куума касиеттин капыстан өзгөрүшү деп аныктаган. Бул кубулуш бактериялардан тартып адамдарга чейин бардык тирүү организмдердин геномунда кездешет. Кадимки шарттарда нуклеиндик кислоталардагы мутациялар өтө сейрек кездешет, жыштыгы болжол менен 1 10–4 – 1 10–10.
Өзгөрүүлөр таасир эткен генетикалык материалдын көлөмүнө жараша мутациялар геномдук, хромосомдук жана гендик болуп бөлүнөт. Геномдуктар хромосомалардын санынын өзгөрүшү менен байланышкан (моносомия, трисомия, тетрасомия); хромосомалык индивидуалдык структурасынын өзгөрүшү менен байланышканхромосомалар (делециялар, дубликациялар, транслокациялар); ген мутациялары бир генге таасир этет. Эгерде мутация нуклеотиддердин бир жупуна гана таасир этсе, анда ал чекиттик мутация болуп саналат.
Аларды пайда кылган себептерге жараша спонтандык жана индукцияланган мутациялар бөлүнөт.
Спонтандык мутациялар
Спонтандык мутациялар организмде ички факторлордун таасири астында пайда болот. Спонтандык мутациялар нормалдуу деп эсептелет, алар сейрек организм үчүн олуттуу кесепеттерге алып келет. Көбүнчө, мындай кайра түзүүлөр бир эле гендин ичинде пайда болуп, негиздер - пурин башка пурин үчүн (өтүү), же пурин пиримидин үчүн (трансверсия) менен байланышкан.
Спонтандык мутациялар хромосомаларда кыйла сейрек кездешет. Хромосомалык спонтандык мутациялар адатта транслокациялар (бир же бир нече гендердин бир хромосомадан экинчисине өтүшү) жана инверсиялар (хромосомадагы гендердин ырааттуулугунун өзгөрүшү) менен көрсөтүлөт.
Индукцияланган кайра уюштуруулар
Индукцияланган мутациялар химиялык заттардын, радиациянын же вирустардын репликациялоочу материалынын таасири астында дененин клеткаларында пайда болот. Мындай мутациялар өзүнөн-өзү пайда болгондорго караганда көбүрөөк пайда болот жана андан да оор кесепеттерге алып келет. Алар айрым гендерге жана гендердин топторуна таасир этип, айрым белоктордун синтезин бөгөттөп. Индукцияланган мутациялар көбүнчө глобалдуу түрдө геномго таасирин тийгизет, ал мутагендердин таасири астында клеткада анормалдуу хромосомалар пайда болот: изохромосомалар, шакекче хромосомалар, дицентриктер.
Мутагендер хромосомалардын кайра түзүлүшүнөн тышкары, ДНКга зыян келтирет: кош тизмектин үзүлүшү,ДНК кайчылаш байланыштарынын пайда болушу.
Химиялык мутагендердин мисалдары
Химиялык мутагендерге нитраттар, нитриттер, азоттун негизинин аналогдору, азот кислотасы, пестициддер, гидроксиламин, кээ бир тамак-аш кошулмалары кирет.
Азот кислотасы аминокислотанын азоттуу негиздерден ажырап, анын ордуна башка топтун келишине себеп болот. Бул чекиттик мутацияларга алып келет. Гидроксиламин ошондой эле химиялык индукцияланган мутацияларды жаратат.
Жогорку дозадагы нитраттар жана нитриттер рактын пайда болуу коркунучун жогорулатат. Кээ бир тамак-аш кошулмалары нуклеиндик кислоталардын арылдаштыруу реакциясын жаратат, бул транскрипция жана которуу процесстеринин бузулушуна алып келет.
Химиялык мутагендер абдан ар түрдүү. Көбүнчө дал ушул заттар хромосомаларда индукцияланган мутацияларды пайда кылышат.
Физикалык мутагендер
Физикалык мутагендерге иондоштуруучу нурлануу, биринчи кезекте кыска толкун жана ультрафиолет кирет. Ультрафиолет мембраналардагы липиддердин пероксидация процессин баштап, ДНКда ар кандай кемчиликтердин пайда болушун шарттайт.
Рентген жана гамма нурлануу хромосомалардын деңгээлинде мутацияларды жаратат. Мындай клеткалар бөлүнүүгө жөндөмдүү эмес, алар апоптоз учурунда өлүшөт. Индукцияланган мутациялар жеке гендерге да таасир этиши мүмкүн. Мисалы, шишик басуучу гендерди бөгөттөө шишиктерге алып келет.
Индукцияланган кайра түзүүлөрдүн мисалдары
Индукцияланган мутацияларга мисал катары ар кандай генетикалык ооруларды айтсак болот.физикалык же химиялык мутагендик фактордун таасири. Айрыкча, Индиянын Керала штатында иондоштуруучу нурлануунун жылдык эффективдуу дозасы нормадан 10 эсе ашат, Даун синдрому (21-хромосомадагы трисомия) менен ооруган балдардын төрөлүү жыштыгы жогорулаганы белгилүү. Кытайдын Янцзян районунда топуракта көп сандагы радиоактивдүү монацит табылды. Анын курамындагы туруксуз элементтер (церий, торий, уран) гамма кванттарды бөлүп чыгаруу менен чирийт. Округда кыска толкундуу нурлануунун таасири ыйлаган мышык синдрому (8-хромосоманын чоң бөлүгүн жок кылуу) менен ооруган балдардын көп төрөлүшүнө, ошондой эле рак оорусунун көбөйүшүнө алып келди. Дагы бир мисал: 1987-жылдын январында Чернобылдагы аварияга байланыштуу Украинада Даун синдрому менен төрөлгөн балдардын рекорддук саны катталган. Кош бойлуулуктун биринчи триместринде түйүлдүк физикалык жана химиялык мутагендердин таасирине өтө сезгич болгондуктан, нурлануунун чоң дозасы хромосомалардын аномалияларынын жыштыгынын көбөйүшүнө алып келди.
Тарыхтагы эң атактуу химиялык мутагендердин бири 1950-жылдары Германияда чыгарылган седативдик Талидомид. Бул дарыны колдонуу ар кандай генетикалык аномалиялары бар көптөгөн балдардын төрөлүшүнө алып келди.
Индукцияланган мутация ыкмасын окумуштуулар протеиндин гиперсекрециясы менен байланышкан аутоиммундук оорулар жана генетикалык аномалиялар менен күрөшүүнүн эң жакшы жолун табуу үчүн колдонушат.
