Генные мутации происходят на уровне организации живого, именуемом молекулярным

На каком уровне организации живого происходят генные мутации и каковы истинные причины этого процесса?

Генные мутации - это процесс видоизменения структуры ДНК. И на сегодняшний день остается очень много нераскрытых причин этого процесса и многие ученые стараются добиться получения мутированного гена в своих лабораториях. Какие истинные причины возникновения данного явления и к чему это может привести? Далее в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Понятие генной мутации

В основе названного процесса лежат изменения в структуре ДНК, а также аминокислот, содержащихся в РНК. Такие нарушения могут выражаться во вставке, потере, замене любой нуклеотидной последовательности. На каком уровне происходят генные мутации? Многие ученые пытались получить достоверный ответ на этот вопрос. И в результате массы исследований был сделан вывод, на каком уровне организации живого происходят генные мутации – на молекулярном.

Сам термин "мутация" берет свое начало ещё с первой половины XX века. Ученый Хьюго де Фрис сформулировал это понятие, объяснив исходя из законов Менделя.

Основные моменты в эволюции мутации

В начале XX века ученый-биолог Хьюго де Фрис благодаря своим экспериментальным данным смог установить основные моменты в эволюции генетических мутаций живых организмов:

1. Они могут возникнуть неожиданно.
2. Они имеют наследственный характер, могут передаваться из поколения в поколение.
3. Они не собираются в группы и непрерывные ряды.
4. Они могут иметь различную природу проявления: негативную, нейтральную или позитивную и способны выступать как в доминантных признаках, так и в рецессивных.
5. Установление возможной мутации зависит от количества проанализированных образцов.
6. Одинаковые мутации могут через время повториться.
7. Мутации способен подвергнуться любой участок хромосомы.

Основные причины мутаций

Как говорилось выше, именно на молекулярном уровне организации живого происходят генные мутации. Это доказано благодаря экспериментальным данным, полученным на протяжении нескольких веков. Многие ученые потратили немало времени, чтобы установить причины генных мутаций. Среди подобных изменений можно выделить следующие:

• Имеющие мутагенную природу. Каждый живой организм способен к мутации, но существуют такие факторы, которые могут спровоцировать этот процесс. К ним можно отнести ультрафиолетовое излучение, ионизирующие лучи, высокие температуру, действие химических веществ и вирусов.
• Имеющие антимутагенную природу. Сюда относится вырождаемость генетического кода в каждом последующем поколении, двойственная структура ДНК.

Уровни организации живого

Существует семь основных уровней организации живого:

• клеточный;
• молекулярный;
• тканевый;
• органный;
• организменный;
• популярно-видовой;
• биогеоценоз;
• биосфера.

Давайте рассмотрим основную характеристику молекулярного уровня, который является самым начальным в стадиях организации всего живого на Земле. Каждый организм состоит из таких веществ, как белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты, и генные мутации на уровне организации живого, именуемом молекулярным, происходят именно среди последних. Мутации на таком уровне приводят к изменению структуры белка и развитию в организме новых свойств. Генные мутации могут также происходить даже среди РНК вирусных организмов.

Проблемы мутации в современной науке

На сегодняшний день ученые проанализировали каждый из законов Менделя. Они сделали вывод, что существуют особые изменения, которые накапливаются с каждым следующим поколением. Но кроме них установлены и незначительные, которые получили название ликовых.

Итак, известно, что генные мутации происходят на уровне организации живого, представленном молекулами. А вот полезность или вред изменения последовательности генов зависит от среды его возникновения.

Люди научились самостоятельно менять характеристики молекулярного уровня, что привело к возникновению спонтанных мутаций и, как результат, к патологическим заболеваниям человечества. Также к негативным факторам такого процесса можно отнести изменение в окружающей среде, так как именно они влияют на правильный порядок генов.

Мутации среди людей

Можно привести массу случаев изменений последовательностей в генах среди человечества. Приведем примеры генных мутаций:

• Раннее старение организма. Эта болезнь получила название "прогерия". Из-за неправильной последовательности генов организм человека погибает к 30 годам. Такие люди в молодом возрасте страдают от инсультов, инфарктов. Именно они являются причиной летального исхода. Болезнь на сегодня не поддается лечению.
• Люди с синдромом Юнеса Тана, которые двигаются, только находясь на четвереньках. Эти пациенты умственно отсталые в развитии и практически не разговаривают.
• Пациенты с так называемым синдромом оборотня - на их теле развивается чрезмерная растительность, особенно на лице, ушах и шее.
• Поражение иммунной системы - это врожденное заболевание, и пациенты с таким заболеванием живут непродолжительное время, так как их иммунитет практически нулевой, и организм является мишенью для многих вредоносных микроорганизмов.
• Пациенты с синдромом Марфана - эта мутация приводит к развитию непропорциональных размеров конечностей у человека. Очень часто у таких людей встречаются проблемы с позвоночником.
• Люди, страдающие сильной чувствительностью к ультрафиолетовым излучениям.
• Пациенты с синдромом Лиу-Бара (поражается нервная система и иммунитет, дети рождаются умственно отсталыми, повышается риск онкологических заболеваний).

Среди животных можно выделить мутации, которые приводят к рождению альбиносов. А среди растений это изменение в строении цветка, снижение или увеличение плодородности и т. д.

К сожалению, на сегодняшний день практически все заболевания, вызванные изменением в последовательности генов, не поддаются лечению. Люди погибают в раннем возрасте, поскольку названные изменения происходят на молекулярном уровне, и повлиять на этот процесс практически невозможно. Они могут возникнуть спонтанно из-за изменений условий окружающей среды. Поэтому для ученых остается огромное количество неразгаданных вопросов в данной области.