Mutacija je iznenadna nasljedna promjena genetičkog materijala, a može biti genska ili točkasta te kromosomska. Mutacije mogu nastati spontano kao rezultat grešaka tijekom replikacije DNA, a mogu biti inducirane kao posljedica djelovanja tzv. mutagena.
Mutacije mogu nastati supstitucijom (zamjena), adicijom (dodavanje) ili delecijom (oduzimanje). Supstitucija je zamjena jednog nukleotidnog para sa drugim. Sustitucijom nastaju tihe mutacije (nema krajnjeg učinka na produkt gena tj protein), pogrešne (zamjena jedne aminokiseline u proteinu, često takva mutacija izaziva bolesti npr. srpastu anemiju u čovjeka) te besmislene mutacije (uzrokuju prerani završetak biosinteze proteina te nastaje nefunkcionalni protein).
Adicija je dodatak, a delecija gubitak jednog ili više nukleotidnih parova u genu.
Kromosomske mutacije predstavljaju veliku promjenu u genomu: zahvaćaju
strukturu ili broj kromosoma.
Vrlo je važno razlikovati mutacije koje nastaju u tjelesnim stanicama
koje nisu nasljedne od onih koje zahvaćaju stanice germinacijske linije
ili gamete i tako se prenose na potomke. Muller je 1927. objavio rad u
kojem je pokazao da potomstvo vinskih mušica ozračenih X-zrakama pokazuje
mnogo veću učestalost mutacija. Rad je objavljen u Science 66, str. 84-87.
X-zračenje zajedno sa svemirskim zračenjem i zračenjem iz radioaktivnih
izvora spada u ionizirajuće zračenje (fizički mutageni). Ovakvo zračenje
uzrokuje lomove u molekuli DNA (tj. u kromosomima) (direktno djelovanje)
ili lomove u drugim molekulama npr. voda koje onda postaju reaktivne i
indirektno oštećuju DNA (indirektno djelovanje). Muller je u svom eksperimentu
pratio spolno-vezanu (X-vezanu) recesivnu letalnu mutaciju, a radio je
C l B metodom (C-supresor krosing-overa), l-recesivna letalna mutacija,
B-dominantni gen za morfologiju oka tzv. Barr oko. Ako se mužjaci roditeljske
generacije (P) ozrače sa X-zrakama u njihovim gametama dolazi do mutacija.
Ako se ti mužjaci pare sa netretiranim heterozigotnim ženkama (C l B/+
+ +: to su geni na dva X kromosoma) u F1 generaciji nastat će 2 mužjaka
i 2 ženke. Od mužjaka jedan neće preživjeti jer nosi recesivnu letalnu
mutaciju, tj. jedan recesivni letalni gen koji se ispoljava u homozigotnom
obliku: (C l B: to su geni na X kromosomu, na Y nema tih gena, zato se
i ispoljava). Preživljava dakle samo jedna klasa mužjaka (+ + +) koja se
dalje pari sa F1 ženkama. Svaka heterozigotna ženka (C l B/+ + +)
nastaje spajanjem jajne stanice sa ozračenim spermijem koji nosi X kromosom
(neki od tih X kromosoma nose mutaciju). Ženke koje nose X-zračene kromosome
(dobivene od oca) u kojima nema recesivne letalne mutacije daju potomstvo
u kojem ima i mužjaka divljeg tipa. Ženke koje nose ozračene X-kromosome
sa mutacijom imaju samo ženske potomke kod kojih se ne ispoljava recesivna
letalna mutacija jer su heterozigoti (C l B/+ + +). Na citološkoj razini
spolno-vezane recesivne mutacije spadaju u heterogenu grupu mutacija. Neke
se nalaze u naizgled "normalnim" kromosomima, neke u kromosomima sa minimalnim
nedostatkom, a neke u kromosomima sa kromosomskim aberacijama (strukturna
kromosomska mutacija) kao što su inverzija i translokacija. Učestalost
mutacija povećava se sa dozom zračenja.
O Mullerovom križanju možete pročitati u knjizi GENETiKA od Roberta C. Kinga (1973., Izdavač Vuk Karadžić, Beograd) ili u boljim knjigama iz genetike, naravno za fakultet.
doc. dr. Mirjana Pavlica
Zavod za molekularnu biologiju, PMF, Zagreb
mpavlica@zg.biol.pmf.hr
E-školaŠ u suradnji
s om.
Održava Toni
Nikolić . Posljednje promjene 15. studeni 1999.