не затрагивают промоторный и кэп-сайты, само “локус-специфическое устройство”, а также константную область (С-область) иммуноглобулиновых генов.
Мутации*. От лат. muto – менять, переменять, mutatio** – изменение, перемена. Случайные (спонтанные, непредвиденные) или обусловленные факторами среды (индуцированные) изменения наследственных свойств организма – результат ошибок или “осечек”, неизбежных при спаривании оснований в процессе репликации. Мутации могут быть и неслучайными (см. Мутации адаптивные). Другими словами, мутации – это внезапные, стойкие изменения, скачкообразно возникающие отклонения во внешнем облике потомков, появление у них нового, не свойственного родителям признака. Мутации служат источником новой генетической информации, поскольку в той или иной степени затрагивают геном, детерминируя генетические различия между клетками или особями (индивидуумами). Следствием мутаций является возникновение организмов-мутантов, появляющихся независимо от среды, пригодной для их адаптации. Большинство мутантов менее жизнеспособны, чем дикий тип, и отсеиваются в процессе отбора. Биологическая роль мутаций заключается в том, что они являются источником наследственной изменчивости организмов. Именно мутационный процесс приводит к разнообразию генов и создаёт условия для естественного отбора (соревнования генов). Поэтому, то, что сегодня оказалось отклонением, завтра может быть востребовано отбором и закрепится в популяции. Различают генеративные мутации – мутации в половых клетках, передающиеся по наследству и соматические мутации – мутации в клетках тела, которые потомкам не передаются. По характеру изменений в ДНК различают генные, геномные и хромосомные мутации. Генные мутации затрагивают последовательность нуклеотидов в гене. При геномных мутациях в клетках происходит изменение числа хромосом. При этом может происходить кратное увеличение (полиплоидия) или уменьшение числа хромосом, потеря одной или нескольких пар хромосом, или потеря (добавление) одной хромосомы (например, трисомия по 21 хромосоме при синдроме Дауна). При хромосомных мутациях происходит потеря сегмента (участка) хромосомы (или его удвоение), перенос сегмента на другую хромосому, переворачивание (инверсия) сегмента хромосомы или слияние двух хромосом. Поэтому при хромосомных мутациях различают численные и структурные изменения кариотипа. Первые также называются геномными мутациями, а вторые – хромосомными аберрациями, или перестройками. Основная доля мутаций связана с изменениями структуры отдельных генов или других (не генных) сегментов ДНК, возникающими в результате ошибок*** при репликации. Эти изменения могут касаться одной нуклеотидной пары (потеря пары, вставка пары, замена одного нуклеотида в паре на другой – точковые мутации), или более протяженных участков. Мутации могут проявляться фенотипически или быть “молчащими” (нейтральными), т. е. не оказывать видимого влияния на организм.
Мутации делают гены разными, и только иногда плохими или вредными, приводящими к тяжёлым генетическим недугам. Другими словами, аллельная природа генов, т. е. разнообразие одних и тех же генов (их полиморфизм), в своей основе имеют мутационные механизмы (см. Аллели). Следует также отметить, что разные гены мутируют с различной частотой (условно, скоростью). Синоним – сальтация (от англ. saltation – скачок, прыжок), отсюда, сальтант (saltant) – мутант (термин применяется только для культур бактерий и грибов).
*Чарльз Дарвин называл такие изменения спортами (от англ. sport – побег, резко отличающийся от остальных побегов данного растения). Рождением термина мутация мы обязаны голландскому ботанику и генетику из Амстердама (Нидерланды) Хуго (Гуго) де Фризу (1848–1935), который, изучая растение энотеру (Oenotera Lamarckiana, или “вечерняя примула”), наблюдал экземпляры, резко отличающиеся от остальных по какому-либо признаку. В 1900 г. эти внезапные наследственные перемены он и назвал мутациями, а изменённые растения мутантами (в первом томе своей книги “Мутационная теория”, 1901). Поэтому первоначально под мутациями понимали исключительно изменения внешнего вида растений. Одновременно с де Фризом мутантные растения энотеры были обнаружены русским учёным С. И. Коржинским, который также сделал вывод о внезапном (скачкообразном) появлении новых форм. В микробиологии термин “мутации” впервые применил в 1912 г. Мартин Бейеринк (1851–1931) для обозначения происхождения “дочерних” узелков на поверхности бактериальных колоний.
**Само слово “mutatio” зародилось ещё в древнеримской империи во времена императора Августа (63–14 гг. до н. э.), когда связь между городами осуществлялась пешими и конными гонцами. В городах, селениях и на перекрёстках крупных дорог существовали постоялые дворы (станции), которые назывались “mansio posita in …” – буквально, пристанище в такой-то точке пути. Между этими станциями имелись промежуточные остановки, где меняли лошадей – “mutatio” – смена, перемена.
Интересно отметить, что у древних евреев смерть обозначалась словом “мут”, а буква “м” была на 13-м месте в алфавите (вспомните понятие “чёртова дюжина”).
***Природа генных мутаций обусловлена самим процессом копирования ДНК, в котором, несмотря на очень точный комплементарный, полуконсервативный механизм репликации, возможны ошибки. Для интереса, попробуйте, без единой ошибки переписать раз двадцать текст, состоящий из 200–300 знаков!