Mutácia sa nazýva pretrvávajúce zmeny v genotype,ktoré vznikajú vplyvom vonkajších a vnútorných faktorov. Pôvodcom tohto termínu je Hugo de Vries, holandský botanik a genetik. Proces vzniku mutácií sa nazýva mutagenéza. V dnešnom článku sa dotkneme témy mutácie a povieme si o úlohe mutácie v evolučnom procese.
Príčiny javu
Mutačný proces sa vyznačuje dvoma kvalitami- spontánnosť a indukcia. Vznik spontánnej mutácie je charakterizovaný spontánnosťou a vyskytuje sa v ktorejkoľvek fáze vývoja organizmu. Čo sa týka prostredia, malo by byť prirodzené.
Indukovaný typ mutácie jededičná zmena v genóme, ku ktorej dochádza v dôsledku vystavenia rôznym mutagénom. Organizmy sú umiestnené buď v umelo vytvorených (experimentálnych), alebo v nepriaznivých podmienkach prostredia.
Živé bunky vnímajú mutagenézu akopre nich prirodzený proces. Medzi hlavné procesy zodpovedné za mutáciu patria: replikácia a narušená oprava DNA, proces transkripcie a genetická rekombinácia.
Mutagenéza a jej modely
Pri vysvetľovaní a pochopení prírody a mechanizmovvzniku mutácií napomáhajú špeciálne vedecké prístupy. Polymerázové zmeny sú založené na teórii priamej a jedinej závislosti mutácií s chybami DNA polyméru. V tetovacích modeloch mutagenézy, ktoré navrhli dvaja známi biológovia, sa prvýkrát objavila myšlienka, že hlavná vrstva mutácií spočíva v schopnosti báz DNA lokalizovať sa v rôznych tetovacích formách.
Včasná klasifikácia mutácií
Genetik Meller vytvoril klasifikáciu mutácií na základe typov zmien vo fungovaní génov. V dôsledku toho sa objavili nasledujúce typy:
- Amorfný. Počas mutácie stráca gén takmer všetky svoje funkcie. Príkladom mutácie sú zmeny v Drosophila.
- Hypomorfný. Zmenené alely naďalej fungujú v rovnakom scenári ako divoké. Syntéza proteínového produktu sa uskutočňuje v menších množstvách.
- Antimorfný. Zmena mutantnej vlastnosti. Niektoré kukuričné zrná sú príkladmi mutácie – zhnednú namiesto fialovej.
- Nenomorfný.
Neskorá klasifikácia mutácií
Moderné vedecké príručky obsahujúzmienku o formálnej klasifikácii, ktorá je založená na zmenách rôznych štruktúr. Na základe tohto delenia sa rozlišujú tieto mutácie:
- Genomický.
- Chromozomálne.
- Genetické.
Zmeny v chromozómoch sú spojené s genómovými mutáciami, ktorých celkový počet nezodpovedá halogénovej sade.
Chromozomálne mutácie sa pripisujú veľkému preskupeniu jednotlivých chromozómov. V tomto prípade genetický materiál stratí niektorú časť alebo ju naopak zdvojnásobí.
Čo sa týka génovej mutácie, tá na rozdiel od iných druhov len mierne mení štruktúru DNA génu, no jej výskyt sa vyskytuje oveľa častejšie.
V rámci génového druhu sa rozlišuje ďalší poddruh, nazývaný bodová mutácia. V ňom je jedna dusíkatá zásada nahradená druhou.
Evolučná úloha mutácie
Stáva sa aj to, že škodlivosť mutácií postupne nahrádza užitočnosť. Impulzom k takýmto zmenám sú neustále sa meniace podmienky existencie organizmov. Akú úlohu teda hrajú mutácie?
Zoberme si ako príklad prirodzený výber – ten slávnyevolučný proces do značnej miery závislý od variability. Uvažujme o evolučnej úlohe mutácie na príklade melanistických mutantov (jedinci s tmavou farbou), ktorých objavili anglickí vedci zo 14. storočia pri štúdiu brezových morí. Okrem typicky svetlých motýľov sa našli aj iné jedince, ktorých farba bola oveľa tmavšia. Dôvodom tohto silného rozdielu bol zmutovaný gén.
Faktom je, že obvyklé stanovište pre takétomotýle sú stromy, na ktorých kmeňoch hojne rastú lišajníky. Priemyselná revolúcia, ktorá vládla v prvých rokoch, spolu so silným znečistením atmosférických vrstiev viedla k úhynu lišajníkov. Na kedysi ľahkých kmeňoch sa objavili sadze, ktoré zasahovali do prirodzeného maskovania molice brezovej. To všetko viedlo k tomu, že jedinci, ktorých biotopom boli priemyselné oblasti, zmenili farbu svojej morfy zo svetlej na tmavú. Táto evolučná úloha mutácie pomohla mnohým motýľom prežiť, zatiaľ čo ich nie príliš úspešní svetlí príbuzní sa stali obeťou útokov dravých vtákov.
Podobné zmeny sa vyskytujú vo väčšinerôznych druhov po celom svete. Vznik takýchto užitočných vlastností, ktoré sú základom evolučnej úlohy mutácie, vedie k tomu, že prirodzený výber vedie k vzniku nových poddruhov a druhov medzi živými organizmami. Mutácia sa deje neustále, pretože je to prirodzená schopnosť našich génov.
Ešte viac informácií o mutácii nájdete v učebniciach biológie a špeciálnej vedeckej literatúre.
