Структурные изменения генов передаваемые по наследству это

Мутации передаются по наследству

Структурные изменения генов передаваемые по наследству это

Мутации – это изменения в ДНК клетки. Возникают под действием ультрафиолета, радиации (рентгеновских лучей) и т.п. Передаются по наследству, служат материалом для естественного отбора. отличия от модификаций Генные мутации – изменение строения одного гена.

Это изменение в последовательности нуклеотидов: выпадение, вставка, замена и т.п. Например, замена А на Т. Причины – нарушения при удвоении (репликации) ДНК.

Возможный вариант экзаменационных вопросов по биологии (11-й класс)

Вопрос 1.

Модификационная изменчивость, ее роль в эволюции.

Мутационная изменчивость. Типы мутаций. Индуцированные мутации, их роль в выведении новых пород животных и сортов растений Ненаследственная, или модификационная, изменчивость представляет собой разнообразие фенотипов, формирующихся под влиянием окружающей среды, в то время как генотип особи остается неизменным. По наследству модификационые признаки не передаются.

Вообще, это не всегда ведет к болезни.

Например, при удвоении ДНК случаются такие “ошибки”. Но они возникают редко, это очень малый процент от всего количества, поэтому они незначительны, что практически не влияют на организм.

Бывают и серьезные мутагенезы: — серповидно-клеточная анемия у человека; — фенилкетонурия — нарушение обмена веществ, вызывающее довольно серьезные нарушения умственного развития — гемофилия — гигантизм у растений — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма; — геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК; — совокупность генетического материала гаплоидного набора хромосом данного вида в парах нуклеотидов ДНК на гаплоидный геном.

— часто (но не всегда, например, морфозы) носит приспособительный характер к условиям среды.

Говоря о модификационной изменчивости важно иметь в виду, что речь идет об индивидуальных изменениях.

Существование ненаследственной изменчивости приводит к тому, что под влиянием различных условий окружающей среды даже особи с идентичным генотипом могут обнаруживать различные фенотипические особенности.

Нарушение генетической программы клетки и механизмов ее реализации

К изменениям биохимической структуры генов относят точечные мутации с выпадением какого-либо из нуклеотидов, приводящие к дисфункции программирования генетической информации; выпадение части хромосомы; полимеризацию с образованием дополнительных участков хромосом. Может отсутствовать или появиться одна или несколько новых хромосом.

Активация патологических генов может быть связана со структурными изменениями в генах-регуляторах, с активацией летальных генов при гомозиготности по аутосомно-рецессивным генам или проявлении патогенных генов, связанных с полом.

Внезапное изменение генотипа организма, не обусловленное обычными схемами наследственности. Во время мейоза хромосомы могут отрываться от хромосомной пары, образуя новые соединения (процесс, который в генетике называется «кроссинговер»). Незначительные изменения генетического материала могут иметь адаптивную ценность для организма и передаются в процессе естественного отбора.

Рекомендуем прочесть:  Леска 100 метров моток

Более значительные мутации редко обладают адаптивной ценностью, так как они приводят к глубоким изменениям характеристик организма, что понижает его общую годность. mutation) — изменение количества или структуры ДНК данного организма.

Мутация, возникшая от радиации в Семипалатинске, передается по наследству

Юрий Дуброва, генетик из британского университета, обследовал состояние трех поколений людей, которые проживают в Семипалатинске, Казахстан, недалеко от бывшего полигона.

Именно там была испытана первая советская ядерная бомба, а радиоактивные осадки от последующих взрывов основательно отравили местность.

Результаты анализов крови и генетических материалов ученые сравнили с данными, которые они получили в Финляндии и Британии.

Мутации у человека

Термин «мутация» ввел Г.

де Фриз (1901) для характеристики случайных генетических изменений.

Различают спонтанные и индуцированные мутационные процессы. Индуцированный мутационный процесс — это возникновение наследственных изменений под влиянием направленного действия факторов внешней и внутренней среды.

Возникновения мутаций без установленных причин принято называть спонтанным мутационным процессом.

Онкологические заболевания являются одной из самых распространенных причин смерти людей по всему миру: по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в ближайшие десятилетия число больных, у которых ежегодно выявляется рак, удвоится.

Причинами такой ситуации эксперты называют проблемы с экологией, вредные привычки, инфекции, провоцирующие развитие злокачественных опухолей, и мутации, передающиеся по наследству из поколения в поколение.

Источник: http://vigor24.ru/mutacii-peredajutsja-po-nasledstvu-48275/

Самая удобная и увлекательная подготовка к ЕГЭ

Структурные изменения генов передаваемые по наследству это

Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки. Это приводит к разнообразию свойств и признаков у особей различной степени родства.

Изменения фенотипа могут быть связаны либо с влиянием среды на экспрессию генов, либо с изменениями самого генетического материала.

В зависимости от этого различают ненаследственную (модификационную) изменчивость и наследственную (генетическую) изменчивость.

Ненаследственная (модификационная) изменчивость

Ненаследственная изменчивость

  • затрагивает только фенотип (генотип не изменяется);
  • не передаётся по наследству;
  • носит приспособительный характер к условиям среды.

В основе модификационной изменчивости лежит то обстоятельство, что наследуется не сам признак, а лишь способность к его развитию. В зависимости от условий среды признак может проявляться в различной степени.

Границы варьирования (изменчивости) признака называют нормой реакции. Норма реакции зависит от генов, а условия среды определяют, какой вариант в пределах этой нормы реакции реализуется в данном случае.

Нормы реакции различных признаков неодинаковы. Как правило, качественные признаки обладают узкой нормой реакции (например, группа крови), количественные — широкой (например, рост и масса тела).

Дать объективную оценку изменчивому признаку можно, только проанализировав большое количество особей. Для оценки признака строят вариационную кривую и находят среднюю величину признака. Значения величины признака образуют непрерывный ряд вокруг средней величины.

Наиболее часто встречаются особи со средними значениями развития признака, и чем больше признак отклоняется от среднего значения, тем меньше особей им обладают. Как было отмечено, генотип — это не механический набор генов, то есть если есть ген, то обязательно должен развиться признак.

От взаимодействия генов в генотипе и влияния окружающей среды зависят степень выраженности и частота проявления отдельных генов в фенотипе.

Экспрессивность — степень проявления варьирующего признака. Экспрессивность характеризует степень отклонения признака от его средней величины.

Пенетрантность — степень пробиваемости генов в признак.

Измеряется в процентном отношении числа особей, несущих данный признак, к числу особей, несущих ген, потенциально способный реализоваться в признак. Пенетрантность какого-либо гена может быть полной (100%), если данный признак отмечен у всех особей, и неполной, если он проявляется только у части популяции.

Наследственная (генотипическая) изменчивость

Наследственная изменчивость

  • затрагивает генотип;
  • передаётся по наследству;
  • носит случайный характер.

Наследственная изменчивость бывает комбинативной и мутационной.
Комбинативная изменчивость возникает в результате образования у потомков новых комбинаций уже существующих генов в процессе полового размножения.
Источниками комбинативной изменчивости являются

  1. независимое расхождение гомологичных хромосом в первомейотическом делении и их случайное сочетание при оплодотворении;
  2. рекомбинация генов в результате кроссинговера.

Таким образом, в процессе комбинативной изменчивости молекулярная структура генов не изменяется, однако новые сочетания аллелей в генотипах приводят к появлению организмов с новыми фенотипами.
Мутационная изменчивость возникает в результате мутаций. Мутации — качественные или количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям их генотипа.

Мутации характеризуются следующими свойствами:

  • это внезапные скачкообразные изменения в наследственности;
  • это стойкие изменения наследственного материала (передаются по наследству);
  • это качественные (дискретные) изменения (не образуют непрерывного ряда вокруг средней величины);
  • это ненаправленные изменения (носят случайный характер);
  • могут быть полезными (очень редко), вредными (большинство мутаций) и нейтральными (безразличными для данных условий существования организма);
  • могут повторяться (сходные мутации могут возникать неоднократно).

Существует несколько принципов классификации мутаций:

  • по изменению генотипа: а) генные; б) хромосомные; в) геномные;
  • по изменению фенотипа: а) морфологические; б) биохимические; в) физиологические; г) летальные и др.;
  • по отношению к генеративному пути: а) соматические; б) генеративные;
  • по проявлению мутации в гетерозиготе: а) доминантные; б) рецессивные;
  • по локализации в клетке: а) ядерные, б) цитоплазматические;
  • по причинам возникновения: а) спонтанные, б) индуцированные.

Генеративные мутации — мутации половых клеток (передаются при половом размножении). Соматические мутации — мутации соматических клеток (передаются при вегетативном размножении).
Генные (точковые) мутации связаны с изменением нуклеотидной последовательности ДНК одного гена.

Существуют два механизма генных мутаций: замена одного нуклеотида на другой и выпадение или вставка одного из них. В результате происходит изменение в транскрипции РНК и синтезе белков, что обусловливает появление новых или изменённых признаков.

Вставка и выпадение нуклеотидов приводят к более значительным последствиям, чем их замена, так как происходит сдвиг триплетов и изменяется не одна аминокислота, а вся дальнейшая последовательность аминокислот.

Хромосомные мутации связаны с перемещением участков хромосом. В изменении структуры хромосом могут быть задействованы участки одной хромосомы или разных, негомологичных, хромосом. Различают разные виды хромосомных мутаций:

Механизм хромосомных мутаций заключается в образовании при воздействии мутагенов разрывов хромосом с возможной утратой некоторых фрагментов и воссоединении частей хромосомы в ином порядке по сравнению с исходной хромосомой.
Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом.

Различают полиплоидию и гетероплоидию. Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору (3n — триплоидия, 4n — тетраплоидия и т. д.).

Причины полиплоидии могут быть различны: образование в процессе мейоза гамет с нередуцированным числом хромосом; слияние соматических клеток или их ядер; удвоение хромосом без последующего деления клеток. Полиплоидия часто встречается у растений и редко у животных.

Гетероплоидия — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (2n-1 — моносомия; 2n+1 — трисомия; полисомия и др. по отдельным хромосомам).

Причина гетероплоидии — нерасхождение отдельных гомологичных хромосом при гаметогенезе, в результате чего появляются гаметы, в которых некоторые хромосомы либо отсутствуют, либо представлены в двойном количестве. Изменение числа хромосом часто вызывает нарушение развития и даже летальность. Например, болезнь Дауна обусловлена наличием трёх хромосом 21 пары.

Мутагенные факторы

Мутагенные факторы можно разделить на две группы. С одной стороны, мутации могут происходить самопроизвольно вследствие ошибок в ходе репликации, репарации и рекомбинации ДНК. С другой стороны, они могут быть вызваны внешними причинами — мутагенами.

Мутагены — факторы внешней (окружающей) среды, вызывающие мутацию. Их делят на физические (ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, повышенная или пониженная температура), химические (бензопирен, азотистая кислота), биологические (некоторые вирусы).

В настоящее время в результате производственной деятельности человека усиливается загрязнение окружающей среды мутагенами. В результате растёт число мутаций как среди людей, так и среди других живых организмов. Подавляющее большинство мутаций носит вредный характер, то есть увеличивает заболеваемость и смертность.

Зачастую мутагены одновременно являются и канцерогенами — факторами, вызывающими развитие злокачественных опухолей.

Источник: https://examer.ru/ege_po_biologii/teoriya/zakonomernosti_izmenchivosti

Над генами: когда приобретенные признаки передаются по наследству

Структурные изменения генов передаваемые по наследству это

Стресс и недостаток материнской заботы в ранней жизни отражаются не только на самих детях, но и на последующих поколениях. Николай Кукушкин разбирает этот и другие случаи, когда приобретённые признаки, вопреки классическим представлениям о генетике, могут передаваться по наследству.

Крысиные ласки

Если вы думаете, что депутаты Госдумы, в последние годы особенно активно озаботившиеся психическим здоровьем детей, далеки от научной стороны вопроса, то вы их недооцениваете.

Исследование учёных из университета Тафтс в США показывает, насколько важно изолировать детей от стресса и обеспечить материнской заботой.

Крысы, выращенные в условиях социального конфликта и озабоченной посторонними проблемами матери, во взрослой жизни отличаются серьёзными эндокринными изменениями, повышенной агрессивностью и что самое интересное – ослабленным материнским инстинктом.

И если на страже моральной стороны вопроса в нашей стране стоят бдительные законодатели, то нас более всего интересуют вопросы генетики. Недостаток заботы в одном поколении приводит к её последующему недостатку в следующем: чем не форма наследственности?

О бесполезности упражнений

В XIX веке научное сообщество всерьёз задумалось о фундаментальной проблеме биологии: проблеме происхождения видов.

Оставив в стороне версию, изложенную в Библии – на протяжении тысячи лет однозначно самом авторитетном источнике знания – натуралисты задались вопросом: как происходит эволюция признаков, а с ними – и целых видов? Две точки зрения на этот вопрос обычно связывают с теориями Жана-Батиста Ламарка и Чарлза Дарвина.

В основе гипотезы Ламарка лежит идея о наследуемости приобретённых признаков, то есть таких признаков, которые развились у организма в течение жизни. Модель Ламарка можно сформулировать так: «сначала – признак, потом – наследование». Классический (и порядком надоевший) пример – это формирование шеи у жирафа.

По Ламарку, предкам жирафов приходилось всё время вытягивать шею, чтобы достать до верхних листьев на высоких деревьях. Такое «упражнение» шеи передавалось их потомкам, которые продолжали тянуться всё выше и выше – в результате через много поколений жирафы стали походить на башенный кран. Дарвин подходит к вопросу эволюции с другой стороны.

Её можно сформулировать так: «сначала – наследование, потом – признак». По Дарвину, признаки формируются не целенаправленным упражнением, а естественным отбором. Упражнение шеи как таковое, по Дарвину, не может напрямую передаться потомству. Зато среди любой группы жирафов будут животные с шеей покороче, а будут – с шеей подлиннее.

Последним достанется больше еды, а значит, они будут лучше выживать и размножаться – это и есть естественный отбор. Цикл, повторяясь много поколений, и приводит к формированию самых причудливых (и нелепых, если уж речь о жирафах) форм живого.

В начале XX века стало понятно, что наследственная информация заложена в хромосомах (а внутри хромосом – в дезоксирибонуклеиновой кислоте), и были сформулированы базовые принципы генетики. Это привело к тому, что теория Дарвина единолично возобладала в научном сообществе, а интерес к ламаркизму сохранился только в историческом контексте.

Действительно, с введением понятия гена ламаркизм стал абсурден: оттого, что вы будете возить компьютер по городу, у него не разовьётся система навигации. Все изменения должны начинаться с изменения самого «кода», то есть с генетических мутаций. Последняя печальная попытка отступить от этих принципов была предпринята Трофимом Лысенко в СССР 30-х гг. Уж очень привлекательной для идеологии того времени была идея о том, что признаки можно развивать целенаправленно, прямым воздействием на родительский организм, а не выбирая из вариантов, предлагаемых природой.

Не всё так просто

Итак, приобретённые признаки не передаются по наследству. Если вам сломают нос, у ваших детей он не будет кривым. И всё-таки имя Ламарка всё чаще и чаще всплывает в серьёзной научной литературе последних десяти лет.

Конечно, никто не собирается отменять генетику и возвращаться к экспериментам лысенковцев.

Но как и во многих подобных случаях, детальное изучение генома и механизмов наследования показало, что категорическое отрицание наследуемости приобретённых признаков не слишком дальновидно.

В XVII–XIX вв. раскопки уничтоженного извержением вулкана города Помпеи возродили интерес к античной культуре и отчасти дали толчок развитию неоклассицизма. Хотя примеры эпигенетических (буквально – «надгенетических») механизмов наследования были известны и раньше, настоящими Помпеями ламаркизма можно считать местечко Оверкаликс на севере Швеции.

Его особенность состояла, во-первых, в относительной изолированности, а во-вторых, в исключительной дотошности его жителей. Начиная с XVI в.

, поколение за поколением они вели детальные записи о населении городка, их происхождении, причинах смерти, а также обо всём более-менее значительном, с ними происходившем: например, об урожаях и погодных условиях (и с тем, и с тем на севере Швеции в то время было не очень).

В результате в распоряжении Ларса Бигрена, происходящего, как нетрудно догадаться, из самого Оверкаликса, и его коллег оказалась уникальная база данных, описывающая буквально всё, что происходило с целой человеческой популяцией на протяжении сотен лет.

Проделав колоссальную работу по анализу данных, учёные сопоставили смертность от диабета и сердечно-сосудистых заболеваний со статистикой урожаев и цен на еду. Казалось бы, всё предсказуемо: если мы слишком много едим, то больше болеем. Но результаты оказались гораздо интереснее. Выяснилось, что доступность еды в детском возрасте влияет не только на текущее, но и на последующие поколения. Причём влияет негативно. Другими словами, если ваш отец или даже дед выросли в условиях голода – ваши шансы развить диабет или атеросклероз значительно падают.

Здесь читаем, здесь – не читаем

Оставив сами результаты эксперимента как пищу к размышлению для бабушек, зорко следящих за сытостью внуков, рассмотрим сам факт передачи «информации о голоде» по наследству. Налицо типичный ламаркизм: «упражнение» организма, «закалённого» голодом, передаётся по наследству и сохраняется по крайней мере в течение двух поколений.

Разве это не противоречит генетике? На самом деле, «надгенетическое» наследование не противоречит, а дополняет представления о последовательности ДНК как носителе генетической информации.

В случае с жителями Оверкаликса, как и в большинстве других «жизненных» примеров эпигенетического наследования, нам пока не известны конкретные механизмы, стоящие за наблюдаемыми явлениями. Но мы знаем о принципиальном существовании таких механизмов – многие из них подробно описаны на более простых, экспериментальных системах.

Наиболее известным способом передать признак по наследству в обход последовательности ДНК является её химическая модификация. Участки ДНК не равнозначны: какие-то из них считываются активно, какие-то – «молчат».

Метилирование (то есть добавление небольшой химической группы из одного атома углерода и трёх атомов водорода) к одному из нуклеотидов ДНК может приводить к «выключению» гена, в состав которого входит этот нуклеотид. После деления клетки ДНК удваивается: каждая клетка наследует свою копию.

Оказывается, в таких случаях может копироваться и «рисунок» метилирования! Наконец, метилирование может передаваться по наследству: метилирование ДНК зародыша будет «скопировано» с метилирования ДНК сперматозоида и яйцеклетки. Грубо говоря, помимо собственно генов мы можем наследовать информацию о том, какие гены работают, а какие – нет. Помимо метилирования существует масса других механизмов, но принципиально они схожи.

Теперь представьте, что на метилирование ДНК может воздействовать среда. Это гораздо проще представить, чем прямое изменение средой последовательности ДНК. Например, голод в Оверкаликсе вызывает у его малолетних жителей повышенное выделение некоего гормона А.

Этот гормон воздействует на клетки организма (в том числе на формирующиеся яйцеклетки или сперматозоиды) и вызывает в них производство фермента Б.

Этот фермент, в свою очередь, либо метилирует, либо, наоборот, убирает метилирование с определённого набора генов, таким образом меняя распределение «включённых» и «выключенных» генов – а так как процесс происходит и в предшественниках половых клеток, он зафиксируется и в будущем потомстве оверкаликсских детей.

Физиология или психология

Конечно, далеко не всякий признак, передающийся из поколения в поколение, обеспечивается ДНК или её метилированием.

Религиозность, например, тоже передаётся «по наследству», но это не значит, что это непременно должно объясняться изменениями, связанными с генами (хотя есть и такие данные).

Однако границу между чисто физиологическими и чисто социальными формами «наследования» провести довольно сложно. В конечном итоге любую социальную или интеллектуальную активность можно свести к гормонам и нервным импульсам.

В работе о недостатке материнской заботы у крыс происходили физиологические изменения, отражавшиеся в дальнейшем на их способности оказывать ту же материнскую заботу. Этот замкнутый круг мы склонны считать физиологическим у крыс, но в случае с человеком речь бы шла о «социальной депрессии», то есть о психологическом эффекте.

С другой стороны, есть масса примеров наследования приобретённых признаков, в которых социальный компонент обнаружить сложно.

Например, как показывает исследование на крысах, никотин при беременности воздействует не только на сам плод, но и по крайней мере на два последующих поколения, вызывая у них повышенную склонность к астме и другим лёгочным нарушениям. Похожие результаты были получены для алкоголя и ряда других психоактивных веществ.

Важно подчеркнуть, что в этих работах после первичного воздействия токсина на организм матери или отца последующие поколения никогда не сталкивались с исследуемым веществом. Последствия, таким образом, сохранялись в потомстве независимо от прямого эффекта.

Другими словами, наследственность – это не только ДНК.

Это абсолютно все качества и признаки, которые мы передаём своим детям, а они – своим, и неважно, в какой форме: генетической, эпигенетической или просто психологической. Поэтому будущим родителям, пожалуй, будет полезно иногда вспомнить Ламарка.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции 

Источник: https://ria.ru/20131225/986332296.html

Какие мутации передаются по наследству

Структурные изменения генов передаваемые по наследству это

Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.

Наследственная. или генотипическая. Термин «мутация» введен в науку Де Фризом.

Генотип и фенотип, их изменчивость

Фенотип — совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды.

Каждый биологический вид имеет свойственный только ему фенотип.

Он формируется в соответствии с наследственной информацией, заложенной в генах.

Однако в зависимости от изменений внешней среды состояние признаков варьирует от организма к организму, в результате чего возникают индивидуальные различия — изменчивость. На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм. Различают изменчивость модификационную, или фенотипическую, и генетическую, или мутационную.

Модификационная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией данного, одного и того же генотипа на изменение внешней среды: в оптимальных условиях выявляется максимум возможностей, присущих данному генотипу.

Рак толстой кишки вызывают хромосомные мутации. Хромосомы содержат генетическую информацию и повреждение одного или нескольких генов может приводить к формированию полипов или рака толстой кишки.

В большинстве случаев (60%) данные мутации возникают в одной клетке слизистой оболочки толстой кишки спонтанно, под влиянием факторов внешней среды. Дальнейшее бесконтрольное деление этой клетки приводит к возникновению раковой опухоли.

Случаи такого рака называются спорадическими. они никак не связаны с наследственностью.

При наследственном синдроме полипоза толстой кишки измененные хромосомы унаследованы при рождении и присутствуют в каждой клетке тела человека. Такая форма рака называется наследственной и составляет 1% от общего числа случаев рака.

Промежуточное положение занимают: так называемая семейная форма (30% от общего количества случаев), при которой рак толстой кишки встречается у ближайших родственников и наследственная неполипозная форма (3-5%), при которой полипы в толстой кишке не определяются.

Наследственность и изменчивость

Наследственность — это важнейшая особенность живых организмов, заключающаяся в способности передавать свойства и функции родителей потомкам. Эта передача осуществляется с помощью генов. Ген — единица хранения, передачи и реализации наследственной информации.

Ген представляет собой специфический участок молекулы ДНК, в структуре которого закодирована структура определенного полипептида (белка). Вероятно, многие участки ДНК не кодируют белки, а выполняют регулирующие функции.

Во всяком случае в структуре генома человека только около 2% ДНК представляют собой последовательности, на основе которых идет синтез информационной РНК (процесс транскрипции), которая затем определяет последовательность аминокислот при синтезе белков (процесс трансляции).

Источник: http://pravo-38.ru/kakie-mutacii-peredajutsja-po-nasledstvu-76633/

Гуру в праве
Добавить комментарий