Теорія гена. Генетичні закони
Хімічні мутагени, використовуються для отримання мутагенних форм цвільових грибів, актиноміцетів, бактерій, які продукують у великих кількостях пеніцилін, стрептоміцин та інші анти¬біотики. Хімічними мутагенами підви¬щується ферментативна активність гри¬бів, які використовуються для спирто¬вого бродіння. Розроблено десятки перспективних мутацій культурних рослин.
У експериментах мутації індукують¬ся різноманітними хімічними агента¬ми. Цей факт свідчить про те, що, ма¬буть, і у природних умовах подібні фактори також є причиною появи спонтанних мутацій при дії різних хі¬мічних речовин і навіть деяких лікар¬ських препаратів. Це говорить про не¬обхідність вивчення мутагенної дії но¬вих фармакологічних речовин, пестицидів та інших хімічних сполук, які все частіше використовуються у меди¬цині і сільському господарстві. '
Радіаційний мутагенез. Вперше індуковані радіацією мутації були експериментальне одержані ра¬дянськими вченими Г. А. Надсоном і Г. С. Філіпповим, які у 1925 р. спосте¬рігали мутаційний ефект на дріжджах після дії на них іонізуючої радіації. У 1927 р. американський генетик Г. Меллер показав, що рентгенівські промені можуть викликати багато му¬тацій у дрозофіли, а пізніше мутаген¬ну дію рентгенівських променів під¬твердили на багатьох об'єктах. Згодом було встановлено, що спадкові зміни зумовлюються всіма .іншими видами проникаючої радіації.
Для штучних мутацій часто викорис¬товують гамма-промені, джерелом яких у лабораторіях звичайно є радіоактив¬ний кобальт (60Со). Останнім часом для індукування мутацій все частіше використовуються нейтрони, які мають велику проникаючу здатність. При цьо¬му відбуваються і розриви хромосом, і точкові мутації. Вивчення мутацій, викликаних дією нейтронів і гамма-променів, пояснюється двома причина¬ми. По-перше, встановлено, що гене¬тичні наслідки атомних вибухів пов'я¬зані перш за все з мутагенним впли¬вом проникаючої радіації. По-друге, фізичні методи мутагенезу використо¬вуються для одержання цінних у гос¬подарському відношенні сортів куль¬турних рослин.
При опроміненні виникають як ген¬ні мутації, так і структурні хромосомні перебудови усіх описаних вище типів: нестачі, інверсії, подвоєння і трансло-кяції, тобто всі структурні зміни, по-іі'язані з розривом хромосом. Це пояс¬нюється особливостями процесів, які відбуваються у тканинах при дії випро¬мінювання. Воно викликає у тканинах іонізацію, у результаті якої одні атоми втрачають електрони, а інші приєдну¬ють їх: утворюються позитивно чи не¬гативно заряджені іони. Подібний про¬цес внутрішньомолекулярної перебудо¬ви, якщо він спостерігався у хромосомах, може викликати їхню фрагмента¬цію.
Останнім часом доведено, що зв'я¬зок між опроміненням і мутаційними змінами може носити і непрямий ха¬рактер. Мабуть, енергія випромінюван¬ня може викликати у середовищі, яке оточує хромосому, хімічні зміни, здат¬ні індукувати генні мутації і структур¬ні перебудови у хромосомах. Так, у бактерій і грибів можна збільшити частоту мутацій, вирощуючи їх у по¬передньо опроміненому середовищі. От¬же, мутації індукуються і пострадіа¬ційними хімічними змінами середо¬вища.
Одним із найнебезпечніших наслід¬ків опромінення є утворення вільних радикалів ОН або НО2 з наявної у тканинах води. Ці радикали мають ви¬соку реактивність і можуть розщеплю¬вати багато органічних речовин, у то¬му числі і нуклеїнові кислоти.
Встановлено, що для людини дозою рентгенівських і гамма-променів, яка подвоює кількість природних мутацій, є доза 0,5-1,5 Гр (50-150 рад.).
При всіх недоліках сучасної оцінки рентгенівського ефекту не залишаєть¬ся сумнівів у серйозності генетичних наслідків, яких можна чекати у випад¬ку безконтрольного підвищення радіо¬активного фону навколишнього середо¬вища. Небезпека подальшого випробу¬вання атомної і водневої зброї очевид¬на. Водночас використання атомної енергії у генетиці і селекції дозволить створити нові методи отримання змін спадкової інформації рослин, тварин і мікроорганізмів, глибше зрозуміти процеси генетичної адаптації організ¬мів.Інші мутагенні фактори. Перші дослідники мутаційного проце¬су недооцінювали роль факторів зов¬нішнього середовища у явищах мінли¬вості. На початку XX ст. деякі дослід¬ники навіть вважали, що зовнішні впливи не мають ніякого значення для процесу виникнення мутацій. Згодом ці уявлення були відкинуті завдяки штучному відтворенню мутацій за до¬помогою різних факторів зовнішнього середовища. Сьогодні вже можна ска¬зати, що немає таких факторів зовніш¬нього середовища, які б якоюсь мірою не позначалися на змінах спадкових властивостей. Із фізичних факторів, крім. іонізуючої радіації, встановлена мутагенна дія ультрафіолетових про¬менів, фотонів світла і температури. Підвищення . температури збільшує кількість мутацій. Але температура на¬лежить до тих агентів, проти яких у організмів існують захисні механізми, внаслідок чого гомеостаз порушується незначно. У зв'язку з цим температур¬ні впливи дають невеликий мутаген¬ний ефект у порівнянні з іншими аген¬тами.