Radiacijska mutageneza kot osnova za pridobivanje novih sort kmetijskih rastlin in mikroorganizmov. Radiacijska mutageneza. Vzorci odmerek-učinek Radiacijska mutageneza

3.7.1. Mutageni, mutageneza Mutageni so fizikalni ali kemični dejavniki, katerih vpliv na organizem lahko povzroči spremembe njegovih dednih lastnosti. Takšni dejavniki vključujejo rentgenske in gama žarke, radionuklide, okside težkih kovin, nekatere

Mutageneza

Bilanca sevanja

Radiacijski zajem

Obsevalni krog

Radiacijski pirometer

Kemična mutageneza. nekaj kemična snovi ( mutageni) znatno povečajo pogostost mutacije na eno mutirano celico na 103-104 celic. Te snovi vključujejo analoge dušikovih baz (npr. bromuracil), ki so vključeni v molekulo DNA in povzročijo vstavitev nepravilne baze med replikacijo (zlasti bromuracil je po strukturi podoben timinu; vključen je v DNA kot partner adenina, nato pa preide v enolno obliko in ga polimeraza prepozna kot citozin, kar vodi do vključitve gvanina namesto adenina); alkilirna sredstva (npr. etil metan sulfonat alkilira prednostno dušikov atom gvanina); dušikova kislina, ki deaminira dušikove baze; interkalacijske snovi (npr. akridinska barvila), ki se vstavijo med baze DNK in povzročijo povečanje razdalje med njimi, kar povzroči izgubo nukleotidov, vključitev dodatnega para nukleotidov itd.

Radiacijska mutageneza običajno povzroči nastanek pirimidinskih dimerjev. UV, rentgenski žarki in druge vrste ionizirajočega sevanja imajo smrtonosne (zatiranje vitalne aktivnosti) in mutagene učinke na mikroorganizme.

Vrste mutacij

Mutacije lahko povzroči naslednje dogodke: modifikacije baz (spremembe posameznih nukleotidov), insercije (vključitev dodatnih baz), cepitev (izguba posamezne baze ali skupine baz) in deformacija vijačnice DNA.

Modifikacija baz vključuje kemično spremembo dušikove baze v kodirnem zaporedju, kar ima za posledico spremembo kodona. Posledično se namesto ene aminokisline kodira druga ali pa se pojavi nesmiselni kodon.

Vstavljanje ali brisanje katera koli baza (bazni analogi) v DNK vodi do mutacije premika okvirja(frameshift mutations), ki povzroči spremembo položaja bralnega okvirja tripletnega kodona in s tem spremembo vseh naslednjih kodonov.

Deformacije vijačnice DNK(strukturne distorzije DNK) nastanejo kot posledica dimerizacije bližnjih nukleotidov (predvsem timina) zaradi UV sevanja. Nastali ciklobutanski obroč poruši simetrijo DNK in prepreči pravilno replikacijo. Replikacijo lahko moti tudi tvorba navzkrižnih povezav DNA. Odvisno od sinteze "pravilnih" ali "nepravilnih" polipeptidov pri branju mRNA, ki odraža spremembe v DNA (to je glede na ohranitev semantične funkcije nastalega polipeptida), več vrste mutacij.

"Tihe" mutacije(mutacije »brez spreminjanja pomena«, torej ne povzročajo sprememb v aminokislinskem zaporedju proteina). Njihov pojav je možen zaradi degeneracije genetske kode. Nastali triplet kodira isto aminokislino kot prvotni triplet, zato sintetizirani protein ostane nespremenjen.

Missense mutacije(mutacije "s spremembo pomena") se pojavijo pod pogojem, da spremembe v kodirnem zaporedju povzročijo pojav druge aminokisline v polipeptidu. Nastala spremenjena beljakovina je lahko funkcionalna ali nefunkcionalna, odvisno od pomena regije, ki jo je prizadela mutacija.

Nesmiselne mutacije(»antisense«, »nonsense« mutacije) povzročijo nastanek enega od treh terminatorskih kodonov (UAG, UAA, UGA), kar povzroči prezgodnjo prekinitev sinteze polipeptidne verige. Ko ribosom doseže tak kodon, se proces raztezanja polipeptidne verige konča in sprosti se nepopoln peptid (verjetno je to delovanje terminalnih kodonov posledica odsotnosti tRNA, ki se vežejo na te kodone). to mutacija vodi bodisi do sinteze zelo kratkih nefunkcionalnih proteinov bodisi do popolnega prenehanja sinteze proteinov.

S klikom na gumb "Prenesi arhiv" boste popolnoma brezplačno prenesli potrebno datoteko.
Preden prenesete to datoteko, pomislite na tiste dobre eseje, teste, seminarske naloge, disertacije, članke in druge dokumente, ki ležijo neprevzeti na vašem računalniku. To je vaše delo, mora sodelovati pri razvoju družbe in koristiti ljudem. Poiščite ta dela in jih oddajte v bazo znanja.
Mi in vsi študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bomo zelo hvaležni.

Za prenos arhiva z dokumentom vnesite petmestno številko v spodnje polje in kliknite gumb »Prenesi arhiv«.

Podobni dokumenti

Insercijska mutageneza kot metoda naprej in nazaj genetike. Vrste insercijskih mutagenov in njihove značilnosti. Uporaba insercijske mutageneze za inaktivacijo genov na podlagi pojava interference RNA. Izolacija genov, označenih z vstavitvami.

test, dodan 25.3.2016


Študij molekularne citološke osnove mutacijske variabilnosti. Preučevanje raznolikosti somatskih in generativnih mutacij. Prepoznavanje vzrokov mutacij. Pomen mutacij v naravi in ​​človekovem življenju. Biološki in fizikalni mutageni.

predstavitev, dodana 24.04.2016


Življenjski cikel retrovirusov. Okužba celic z retrovirusi. Spontane in povzročene mutacije. Glavni procesi, ki vodijo do pojava mutacij. Razvrstitev mutacij po različnih kriterijih. Posledice mutacij za telo, prenos genov.

povzetek, dodan 21.05.2015


Kromosomska mutageneza in dejavniki, ki jo povzročajo. Človeški kromosomi in glavne strukturne vrste. Spontana kromosomska mutageneza. Specifičnost in značilnosti kemijske mutageneze. Gojenje krvi, priprava kromosomskih preparatov.

diplomsko delo, dodano 14.09.2003


Predpogoji evolucije: variabilnost in dednost. Oblike variabilnosti, osnovni pojmi in izrazi. Dedne spremembe – mutacije. Evolucijske značilnosti mutacij. Genetske razlike med tesno sorodnimi skupinami. Korelacije.

tečajna naloga, dodana 09.11.2006


Gen je zaporedje DNK, ki nosi informacijo o določenem proteinu. Identifikacija genov po grozdu (skupini) mutacij. Osnovni dejavnik dednosti: dominantne in recesivne lastnosti. Neodvisnost genov, vloga kromosomov v dednosti.

povzetek, dodan 26.09.2009


Splošne biološke značilnosti in razširjenost proučevane vrste in ajanske smreke. Dednost in njene glavne teorije. Bistvo in klasifikacija variabilnosti. Metode za proučevanje pojavov dednosti: mutageneza, poliploidija in genski inženiring.

tečajna naloga, dodana 26.04.2014

Radiacijska mutageneza radiacijska mutageneza- radiacijska mutageneza.

Pridobivanje mutacij pod vplivom ionizirajočega sevanja<ionizirajoče sevanje>; razlikovati med spontanim (naravnim) R.m.- pod vplivom sončnega (kozmičnega) sevanja ali sevanja, ki jih človek ne nadzoruje (podzemni minerali ipd.) in umetnih (induciranih, usmerjenih) R.m. v pogojih, ki jih nadzoruje človek (običajno eksperimentalno); druga vrsta R.m. Precej pogosto se uporablja v žlahtnjenju (predvsem v žlahtnjenju rastlin) za pridobivanje širokega nabora različnih mutacij, iz katerih lahko izberemo koristne.

(Vir: “Angleško-ruski razlagalni slovar genetskih izrazov.” Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moskva: Založba VNIRO, 1995)

Oglejte si, kaj je "radiacijska mutageneza" v drugih slovarjih:

Radiacijska mutageneza- * radiatonična mutageneza * radiatonska mutageneza ...

Veliki enciklopedični slovar

Glejte Genetski učinek sevanja. * * * SEVALNA MUTAGENEZA SEVALNA MUTAGENEZA, glej Genetski učinek sevanja (glej GENETSKI UČINEK SEVANJA) ... enciklopedični slovar

radiacijska mutageneza- radiacinė mutagenezė statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Mutacijų sukėlimas radioaktyviaisiais spinduliais. atitikmenys: angl. radiacijska mutageneza rus. radiacijska mutageneza... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Glejte Genetski učinek sevanja...

Mutageneza- * mutageneza * mutageneza 1. Proces nastanka dednih sprememb (mutacij, glej) pod vplivom notranjih ali zunanjih, naravnih (spontanih M.) ali umetnih (umetni, inducirani ali eksperimentalni M.) mutagenih ... .. . Genetika. enciklopedični slovar

- (glej...geneza) proces nastanka dednih sprememb pri mutacijah 1; lahko umetno pospešimo in spremenimo z izpostavljenostjo živim strukturam z mutageni; Glede na vrsto mutagena se razlikujejo sevanje m., kemično m., itd.. Nova ... Slovar tujih besed ruskega jezika

Radiacijska mutageneza, pojav dednih sprememb (mutacij (Glej Mutacije)) med obsevanjem organizmov. G.d.i. pomemben del biološkega učinka ionizirajočega sevanja (glej Biološki učinek ionizirajočega sevanja),... ... Velika sovjetska enciklopedija

- (radiacijska mutageneza), nastanek dedovanja pod vplivom ionizirajočega sevanja in UV žarkov. spremembe (mutacije). Pod vplivom sevanja se kvalitativno pojavljajo enake mutacije kot brez sevanja, vendar veliko pogosteje; razmerje različnih vrst... Naravoslovje. enciklopedični slovar

- (radiacijska mutageneza), nastanek dednih sprememb (mutacij) pod vplivom ionizirajočega sevanja in UV žarkov. Pod vplivom sevanja se kvalitativno pojavljajo enake mutacije kot brez sevanja, vendar veliko pogosteje; razmerje različnih..... enciklopedični slovar

Že leta 1935 je A.N. Lutkov je najbližji sodelavec slavnega

ni vzrejni genetik G.D. Karpečenko- objavil članek "Mutacije in njihov pomen za selekcijo." V njem je avtor povzel rezultate dolgoletnih razprav med biologi in genetiki o vlogi mutacij v evoluciji in selekciji ter povzel do takrat nakopičena dejstva o eksperimentalnem ustvarjanju mutacij v rastlinah.

Članek je temeljil na delu znanega ameriškega genetika Hermanna Möllerja (Ne-

Levova nagrada za fiziologijo in medicino, 1946), ki je eksperimentalno dokazal možnost pojava umetnih mutacij pod vplivom

odkritje rentgenskih žarkov (1927) in kasnejše delo raziskovalcev v mnogih državah, da bi dobili mutacijske spremembe z

G. Möller (1890-1967) moč vpliva na rastlinski genom različnih fizikalnih in kemičnih dejavnikov.

Od povojnega obdobja do sredine 60. let 20. stoletja se delo z eksperimentalnimi mutacijami pri nas praktično ni izvajalo zaradi upravne prepovedi študija klasične genetike, ki je bila uradno priznana kot psevdoznanost.

Mutageneza je omogočila ustvarjanje velikih zbirk mutiranih rastlin in odprla nove možnosti za reševanje številnih temeljnih problemov rastlinske biologije. Na primer, zahvaljujoč ustvarjanju zbirke mutacij klorofila so bile preučene glavne stopnje sinteze klorofila in glavne poti fotosintetskih reakcij. Velik napredek je bil dosežen tudi pri praktični selekciji. V 20-25 letih intenzivnega dela na področju eksperimentalne mutageneze v nekdanji ZSSR je bilo z uporabo mutantnih genov ustvarjenih več sto rastlinskih sort. Medtem le s pomočjo induciranih mutacij

majhno število sort glavnih kmetijskih rastlin - žit,

zelenjava in sadje.

Metoda eksperimentalne mutageneze se bolj uspešno uporablja v dekorativnem cvetličarstvu in vrtnarstvu za pridobivanje izvirnih oblik rastlin. Metoda mutageneze seveda ni mogla v celoti nadomestiti tradicionalnih selekcijskih metod, ki temeljijo na hibridizaciji, rekombinaciji in selekciji, niti jim konkurirati, je pa bila izjemnega pomena za razvoj splošne teorije genetike in žlahtnjenja rastlin ter je dopolnila arzenal metod za izboljšanje kulturnih rastlin(Maletsky S.I., 2002).

Po mnenju B.N. Annenkova in E.V. Yudintseva (1991) je trenutno radiacijska mutageneza postala ena od progresivnih metod za pridobivanje različnih genetskih mutacij za kasnejšo selekcijo in vzrejo novih sort. Omogoča pridobivanje oblik s povečano produktivnostjo, odpornostjo proti boleznim in neugodnim okoljskim dejavnikom ter povečanim donosom biološko aktivnih in hranilnih snovi v pridelku. Z uporabo ionizirajočega sevanja je bilo doslej v svetu pridelanih že več kot 150 sort različnih kmetijskih pridelkov. Na primer pšenica z visokim donosom in odpornostjo proti poleganju Novosibirska 67, sorta bombaža, odporna na venenje AN-402 in itd.

Žarkom gama in nevtronom so najpogosteje izpostavljena rastlinska semena ali cvetni prah. V tem primeru se pogostost mutacij poveča za več kot 200-krat. Mutacije vplivajo na pridelek, zgodnje zorenje, odpornost na sušo in prezimovanje, velikost samih rastlin in številne druge lastnosti.

V veliki večini nastalih mutantov prevladujejo depresivni, nesposobni posamezniki. Zato se v drugi fazi na podlagi izbranih oblik z izboljšanimi selekcijskimi lastnostmi izvaja nadaljnja selekcija za žlahtnjenje, testiranje, ustvarjanje in uvajanje nove sorte v prakso.

Vrednost radiacijske mutageneze, ki se uporablja pri žlahtnjenju rastlin, je tudi v tem, da se med mutanti pojavijo oblike z novimi lastnostmi, ki jih v naravi ni bilo. V tem primeru sta narava in posledično število mutantov v veliki meri določena s stanjem izvornega materiala in zlasti prvotne sorte.

Relativno mlade sorte in kompleksne hibridne oblike so se izkazale za najbolj spremenljive. Stare sorte so zelo odporne. Poleg tega sta izkoristek in kakovost mutacij odvisna od stanja genoma v času obsevanja in v postradiacijskem obdobju končnega nastanka mutacije. Genom je niz genov, ki jih vsebuje haploidni niz kromosomov dane celice.

V radiacijski genetiki se pogosto uporablja metoda obsevanja mirujočih na zraku posušenih semen. V tem primeru na količino in kakovost mutacij vplivajo pogoji skladiščenja in kalitve semen. Običajno se spremenljivost poveča, ko je vlažnost nizka. Enako se zgodi pri obsevanju nezrelih semen. Tako se je pri obsevanju nezrelih semen graha z dozo 5 kR število mutantov povečalo za 3-krat v primerjavi z obsevanjem popolnoma zrelih.

Na količino mutageneze vpliva tudi rastna doba. Ugotovljeno je bilo, da pri obsevanju metuljnic največje število gospodarsko vrednih mutacij dobimo v fazi brstenja.

Nastanek mutacij je odvisen od pogojev samega obsevanja: doze, moči in vrste ionizirajočega sevanja. Verjetnost mutageneze narašča z večanjem absorbirane doze, hkrati pa večina rastlin v populaciji odmre in posledično večina mutacij ni zaznanih. Pri visoki stopnji doze sevanja opazimo visoko stopnjo mutacij, pri nizki dozi pa imajo popravljalni procesi v rastlini čas, da potekajo popravljalni procesi med obsevanjem.

V praksi se pogosteje uporabljajo različne vrste sevanja tako z nizko (rentgensko in gama) kot z visoko gostoto ionizacije (nevtroni). Hkrati prvi v manjši meri vplivajo na kromosomski aparat.

podgana, slednji pa v njem povzročajo resne motnje, ki jih ni mogoče popraviti.

V zvezi s tem se spremeni sam spekter nastajajočih mutacij. Tako nevtronsko obsevanje povzroči pojav velikega števila kratkopecljatih oblik z gostim klasjem pri pšenici in rži. In obsevanje z rentgenskimi in gama žarki povzroči, da nastale oblike povečajo odpornost na številne bolezni. Pri velikih odmerkih hitri nevtroni povečajo pogostost mutacij klorofila v drugi generaciji več desetkrat v primerjavi z rentgenskimi žarki.

Pogoji za gojenje rastlin iz obsevanih semen omogočajo ne le povečanje stopnje variabilnosti, temveč tudi premik spektra nastalih mutacij. Takšni dejavniki vključujejo temperaturo, dnevno svetlobo, pogoje prehranjevanja korenin, tla in podnebne razmere. Z ostrimi nihanji teh dejavnikov se variabilnost poveča.

Metoda sevalne mutageneze lahko znatno skrajša čas za vzrejo določene sorte. Samo ta selekcijska tehnika lahko spremeni eno lastnost, ki jo je treba popraviti, ne da bi spremenila celoten kompleks pozitivnih lastnosti in lastnosti.