Проблема влияния внешней среды на наследственную изменчивость была поставлена в биологии давно.
К. Вольф в XVIII в. и Ж. Ламарк в начале XIX в. выдвинули положение о ведущей роли внешней среды в наследственной изменчивости.
Однако до установления законов наследования и выяснения генетического значения хромосом исследователи не имели точных методов изучения роли внешних и внутренних факторов в наследственной изменчивости. Создание хромосомной теории наследственности открыло возможность изучения причин мутационного процесса.
Различают спонтанный и индуцированный мутационные процессы. Под индуцированным мутационным процессом понимают возникновение наследственных изменений под влиянием направленного воздействия факторов внешней и внутренней среды. Возникновение мутаций без установленных причин принято называть спонтанным мутационным процессом.
В настоящее время убедительно доказано влияние температуры, ультрафиолетовых и рентгеновых лучей, химических веществ и других агентов на возникновение мутаций.
Наибольший успех достигнут в изучении действия ионизирующих излучений. Еще в 20-х годах стал известен факт влияния рентгеновых лучей на процесс возникновения наследственных изменений. Исследованиями было показано, что рентгеновы лучи влияют на кроссинговер, нерасхождение хромосом и другие процессы, вызывая нарушения нормального деления клеточного ядра.
В России Г.А. Надсоном и Г.С. Филипповым в 1925 г. впервые показано влияние лучей радия на наследственную изменчивость у грибов. Однако наиболее убедительное доказательство влияния рентгеновских лучей на наследственную изменчивость было получено Г. Меллером в 1927 г. Было показано, что облучение увеличивает частоту возникновения мутаций в сотни раз по сравнению со спонтанной частотой. Позднее рядом исследователей (Л. Стаадлером, А.А. Сапегиным) было установлено влияние радиации на возникновение мутаций растений кукурузы, табака, ячменя, пшеницы.
Исследованию влияния ионизирующих агентов на мутационный процесс уделяется большое внимание. Это определяется тем значением, которое ионизирующие излучения приобрели в жизни человека в последние десятилетия. Под влиянием даже незначительной дозы ионизации резко возрастает частота мутаций. Подавляющее большинство мутаций порождает различные наследственные уродства и болезни. Накапливаясь в поколениях, они могут привести к тяжелым отрицательным последствиям. Поражаемость ядра клетки ионизирующими излучениями, так же как и другими агентами, может быть обусловлена высокой чувствительностью хромосом. ДНК хромосом является одним из самых чувствительных компонентов клетки. После облучения в клетках наблюдается самые разнообразные обратимые и необратимые изменения: возникают клетки с гигантскими ядрами, многоядерные клетки, нарушается полярность при делении ядра, тормозится митотическая активность, происходит слипание хромосом или их фрагментация. Нарушение нормального хода митоза под влиянием облучения может приводить к возникновению полиплоидных, гаплоидных или анеуплоидных клеток. При облучении в большом количестве возникают летальные, полулетальные (понижающие жизнеспособность) и другие мутации, вызывающие гибель зигот.
На основании количественного учета мутаций была установлена зависимость частоты их возникновения от дозы облучения. Многочисленные опыты с дрозофилой, кукурузой, ячменем и другими объектами позволили сделать вывод, что частота генных мутаций возрастает прямо пропорционально дозе ионизирующего излучения. Указанную зависимость можно изобразить графически. На оси абцисс откладывают дозы облучения, а на ординате –частоты обнаруженных мутаций. (рис. 9) Продолженная влево за точку, соответствующая минимальной дозе, изученной в опыте, эта линия пройдет через нулевую точку координат.
Рис. 9 Зависимость частоты рецессивных, сцепленных с полом летальных мутаций у дрозофиллы (1)
Это говорит о том, что любая малая доза ионизирующей радиации может приводить к повышению частоты мутаций, т.е. говорят о беспороговом генетическом эффекте ионизирующей радиации.
Исследованиями также установлено, что облучение в атмосфере чистого кислорода повышает частоту мутаций. Явление увеличения частоты мутаций при действии ионизирующей радиации в присутствии кислорода было названо «кислородным эффектом».
Поможем написать любую работу на аналогичную тему