Мутагенез: различия между версиями

'''Мутагенез''' — внесение изменений в нуклеотидную[[нуклеотид]]ную последовательность [[ДНК]] ([[мутация|мутаций]]). Различают естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный) мутагенез.

=== [[Мутационная теория]] Х. Де Фриза и С. И. Коржинского ===

Мутационная теория составляет одну из основ генетики. Она зародилась вскоре после переоткрытия [[Морган, Томас Хант|Т. Морганом]] [[законы Менделя|законов Менделя]] в начале 20XX столетия. Можно считать, что она почти одновременно зародилась в умах голландца [[Де Фриз, Хуго|Хуго Де Фриза]]<ref>Фриз Г. де, Избр. произв., пер. [с франц.], М., 1932</ref> (1903) и отечественногороссийского ученого-ботаника [[Коржинский, Сергей Иванович|С. И. Сергея Коржинского]]<ref>Коржинский С., Гетерогенезис и эволюция. К теории происхождения видов, СПБ, 1899 (Записки АН. Серия 8. Отдел физико-математич., т. 9, № 2)</ref> (1899). Однако приоритет в первенстве и в большем совпадении изначальных положений принадлежит российскому ученому<ref>[http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/111611/%D0%9C%D1%83%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F Мутационная теория]</ref>. Признание основного эволюционного значения за дискретной изменчивостью и отрицание роли естественного отбора в теориях Коржинского и Де Фриза было связано с неразрешимостью в то время противоречия в эволюционном учении Ч.[[Чарльз Дарвин|Чарльза Дарвина]] между важной ролью мелких уклонений и их «поглощением» при скрещиваниях (см. [[кошмар Дженкина]]).

Основные положения мутационной теории Коржинского- — Де Фриза можно свести к следующим пунктам<ref>С. Г. Инге-Вечтомов. Генетика с основами селекции. М.: Высшая школа. 1989 г. 591 с.</ref>:

Последовательность событий, приводящая к мутации (внутри хромосомы) выглядит следующим образом. Происходит повреждение ДНК. Если повреждение ДНК не было корректно репарировано, оно приведет к мутации. В случае если повреждение произошло в незначащем ([[интрон]]) фрагменте ДНК, или если повреждение произошло в значащем фрагменте ([[экзон]]) и, вследствие вырожденности генетического кода не произошло нарушения, то мутации образуются, но их биологические последствия будут незначительными или могут не проявиться.

В настоящее время существует несколько подходов, использующихся для объяснения природы и механизмов образования точечных мутаций. В рамках общепринятой, полимеразной модели считается, что единственной причиной образования мутаций замены оснований являются спорадические ошибки [[ДНК-полимераза|ДНК-полимераз]]. В настоящее время такая точка зрения является общепринятой <ref name=autogenerated20130121-1>Pham P., Bertram J. G, O’Donnell M., Woodgate R., Goodman M. F. A model for SOS-lesion-targeted mutations in Escherichia coli // Nature. - — 2001. - — 408. – — P. 366-370366—370.</ref>.

[[Уотсон, Джеймс|Джеймс Уотсон]] и [[Крик, Фрэнсис|Фрэнсис Крик]] предложили [[таутомерия|таутомерную]] модель спонтанного мутагенеза <ref>Watson J. D., Crick F. H. C. The structure of DNA // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. - — 1953. – — 18. – — P. 123-131123—131.</ref>. Они объяснили появление спонтанных мутаций замены оснований тем, что при соприкосновении молекулы ДНК с молекулами воды могут изменяться таутомерные состояния оснований ДНК.

Образование мутаций замены оснований объяснялось образованием [[Хугстиновские пары|Хугстиновских пар]].<ref>Полтев В. И., Шулюпина Н. В., Брусков В.  И.  Молекулярные механизмы правильности биосинтеза нуклеиновых кислот. Компьютерное изучение роли полимераз в образовании неправильных пар модифицированными основаниями // Молек. биол. – — 1996. – — 30. – — С. 1284-12981284—1298.</ref>. Предполагается, что одной из причин образования мутаций замены основания является [[дезаминирование]] [[5-метилцитозинаметилцитозин]]а,<ref>Cannistraro V. J., Taylor J. S. Acceleration of 5-methylcytosine deamination in cyclobutane dimers by G and its implications for UV-induced C-to-T mutation hotspots // J. Mol. Biol. – — 2009. – — 392. – — P. 1145-11571145—1157.</ref>

Точечная мутация, или единственная замена оснований,  — тип мутации в ДНК или [[РНК]], для которой характерна замена одного азотистого основания другим. Термин также применяется и в отношении парных замен нуклеотидов. Термин точечная мутация включает так же инсерции и делеции одного или нескольких нуклеотидов.

1.# [[Анеуплоидия]]

В направленном (сайт-специфическом) мутагенезе изменения в ДНК вносятся в заранее известный сайт ([[:en:DNA binding site|DNA binding site]]). Для этого синтезируют короткие одноцепочечные молекулы ДНК ([[праймеры]]), [[комплементарность (биология)|комплементарные]] целевой ДНК за исключением места мутации.