Өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері
КІРІСПЕ..
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ.
1.1 Өзгергіштік түсінігі
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері.
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері..
ҚОРЫТЫНДЫ.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ.
1.1 Өзгергіштік түсінігі
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері.
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері..
ҚОРЫТЫНДЫ.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.
Өзгергіштік дегеніміз — организмнің бойындағы түрлі белгілер мен қасиеттердің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі, соған байланысты ол жаңа белгі-қасиеттерге ие болады немесе өзінің кейбір белгі-қасиеттерін жоғалтады. Өзгергіштіктің екі түрі бар, олар: 1) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, бұған модификациялық өзгергіштік жатады; 2) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік; бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады.
Өзгергіштік бұл — вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік — ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді.
Тұқымқуалау өзгергіштігі — бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз — бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
Өзгергіштік бұл — вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік — ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді.
Тұқымқуалау өзгергіштігі — бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз — бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
1. Мұхамбетжанов К.К., Далабаев Б.А., Өтешева Г.А. Гентикадан практикалық сабақтар. Алматы. Ғылым 2004.
2. Мұхамбетжанов К.Қ. Генетика.Алматы 2005.
3. Инге Вечтомов.С.Г.Генетика сосновами селекции, М.Высшая школа, 1989.
4. Лобашев М.Е.Ватти К.Е.Тихомирова М.М.Генетика сосновами селекции, М.Просвещение, 1979.
5. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятям по генетике. М. Просвещение, 1979.1972.
6. Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969.
7. Медведев Н.Н.Практическая генетика. М. Наука,1966.
8. Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006. ISBN 9965-33-634-2
9. Әбилаев С.А. Молекулалық биологи және генетика: Оқулық.- Шымкент: «Асаралы» баспасы, 2008.- 424б.:ил. –ISBN 9786017065225:2500т.
10. Әбилаев С.А. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет.ж.. толық.-2010.- 388 б.
11.Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
12. Мухамеджанов А, Абдакаликов М. Общая и военная радиобиология: Учебное пособие.- 2008.- 142 с.
13. Құлтанов Б.Ж. Радиобиологияның таңдамалы сұрақтары: оқу-әдістемелік құрал, КГМУ.- Қарағанды, 2009.- 163 б.
14. Стамбеков С.Ж. Генетика. Новосибирск, 2002. -436 б - 60 дана
15. Бегімқұл Б.Қ. Генетика, Алматы, 2000. -358 6.-50 дана
16. Эбшаев С.А.МолекулалыК биология жзне генетика. Шымкент, 2008.-424 6.-50 дана
17. Бегімқұл Б.Қ. Молекулалык генетика жэне биотехнология непздерл. Алматы. 1996.-124 6.-25 дана
2. Мұхамбетжанов К.Қ. Генетика.Алматы 2005.
3. Инге Вечтомов.С.Г.Генетика сосновами селекции, М.Высшая школа, 1989.
4. Лобашев М.Е.Ватти К.Е.Тихомирова М.М.Генетика сосновами селекции, М.Просвещение, 1979.
5. Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководства к практическим занятям по генетике. М. Просвещение, 1979.1972.
6. Лобашев М.Е. Генетика. Изд-во ЛГУ. Генетические 1969.
7. Медведев Н.Н.Практическая генетика. М. Наука,1966.
8. Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006. ISBN 9965-33-634-2
9. Әбилаев С.А. Молекулалық биологи және генетика: Оқулық.- Шымкент: «Асаралы» баспасы, 2008.- 424б.:ил. –ISBN 9786017065225:2500т.
10. Әбилаев С.А. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет.ж.. толық.-2010.- 388 б.
11.Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
12. Мухамеджанов А, Абдакаликов М. Общая и военная радиобиология: Учебное пособие.- 2008.- 142 с.
13. Құлтанов Б.Ж. Радиобиологияның таңдамалы сұрақтары: оқу-әдістемелік құрал, КГМУ.- Қарағанды, 2009.- 163 б.
14. Стамбеков С.Ж. Генетика. Новосибирск, 2002. -436 б - 60 дана
15. Бегімқұл Б.Қ. Генетика, Алматы, 2000. -358 6.-50 дана
16. Эбшаев С.А.МолекулалыК биология жзне генетика. Шымкент, 2008.-424 6.-50 дана
17. Бегімқұл Б.Қ. Молекулалык генетика жэне биотехнология непздерл. Алматы. 1996.-124 6.-25 дана
АННОТАЦИЯ
Курстық жұмыс Өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері тақырыбында орындалған.
Өзгергіштікке жалпы сипаттама берілді. Өзгергіштік түрлері зерттелді. Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасалды.
Жұмыстың мазмұны кіріспе, негізгі бөлім, 2 сурет, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Курстық жұмыс 31 беттен тұрады.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1 Өзгергіштік түсінігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
13
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .
31
КІРІСПЕ
Курстық жұмыстың өзектілігі: Өзгергіштік дегеніміз -- организмнің бойындағы түрлі белгілер мен қасиеттердің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі, соған байланысты ол жаңа белгі-қасиеттерге ие болады немесе өзінің кейбір белгі-қасиеттерін жоғалтады. Өзгергіштіктің екі түрі бар, олар: 1) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, бұған модификациялық өзгергіштік жатады; 2) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік; бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады.
Өзгергіштік бұл -- вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік -- ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді.
Тұқымқуалау өзгергіштігі -- бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз -- бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Өзгергіштікке жалпы сипаттама беру, өзгергіштік түрлерін зерттеу, Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
Өзгергіштікке жалпы сипаттама беру;
Өзгергіштік түрлерін зерттеу;
Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасау;
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Өзгергіштік түсінігі
Өзгергіштік - организм мен сыртқы ортаның қарым-қатынасын көрсететін күрделі процесс; тірі организмдердің өсіп-дамуы барысында өзін қоршаған орта әсеріне байланысты жаңа белгі-қасиеттер түзуі немесе өзінде бұрыннан бар белгі-қасиеттерін жоғалтуы. Өзгергіштік организмнің немесе клетканың жеке дамуы барысында, сондай-ақ, ұрпақ ішіндегі организмнің бір тобының жынысты немесе жыныссыз көбеюі кезінде байқалады. Пайда болу механизміне, белгілердің өзгеру қасиетіне байланысты өзгергіштік бірнеше түрге бөлінеді. Тұқым қуалайтын өзгергіштік - организмде жаңа генотиптердің пайда болуы нәтижесінде фенотипте өзгерістің байқалуы. Өзгергіштіктің бұл түрін мутац. өзгергіштік деп те атайды (қ. Мутация.). Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің өзіне тән мынадай қасиеттері бар: мутациялар секірмелі, кенеттен пайда болады; тұқым қуалайды; пайдалы және зиянды болып бөлінеді; бір рет пайда болған мутация қайта өзгеріске ұшырай алады; мутация сапалы өзгергіштікке жатады. Тұқым қуаламайтын өзгергіштік сыртқы орта факторларының әсерінен пайда болады. Бұл жағдайда белгі тұқым қуаламайды, яғни ол сыртқы орта жағдайларының әр түрлі деңгейдегі әсерлерінен қалыптасады. Мұны модификац. өзгергіштік деп атайды (қ. Модификация). Онтогенетик. өзгергіштік организмнің не клетканың жеке даму барысында заңды түрде болатын өзгергіштігін іске асырады. Бұл кезде генотип өзгеріссіз қалады. Өзгергіштіктің бұл түрі - тірі организмнің онтогенезінің әр түрлі сатысындағы не клетканың тіршілік циклінің бір геном мөлшеріндегі қызметімен іске асырылады. Өзгергіштік - популяция мен түрдің тіршілік ету ортасының өзгеру жағдайына бейімделуін қамтамасыз ететін, эволюцияның маңызды факторларының бірі.
Тұқым қуалаушылық сияқты өзгергіштік те барлық тірі организмдерге тән. Өзгергіштік дегеніміз -- организмнің бойындағы түрлі белгілер мен қасиеттердің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі, соған байланысты ол жаңа белгі-қасиеттерге ие болады немесе өзінің кейбір белгі-қасиеттерін жоғалтады. Өзгергіштіктің екі түрі бар, олар: 1) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, бұған модификациялық өзгергіштік жатады; 2) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік; бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады [1,186б.]
Өзгергіштік бұл -- вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік -- ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Ч. Дарвин өзгергіштікті екі типке -- айқын және айқын емес өзгергіштік деп бөлді. Оның түсінігі бойынша айқын емес өзгергішшік -- бұл жекелеген дарақтарда пайда болып, тұқымқуалайтын өзгеріс. Сондықтан оны дербес өзгергіштік деп те атайды. Мұндай өзгерудің пайдалы, зиянды немесе пайдасыз да болуы мүмкін. Оның пікірі бойынша тап айқын емес өзгергіштік табиғи сұрыпталуға материал береді. Сұрыптау пайдалы өзгерістері бар дарақтарды сақтап қалады, ал олар осы өзгерісті келесі үрім-бұтақтарға береді. Ч. Дарвиннің айқын емес өзгергіштік термині қазіргі заман ғылымында мутациялық өзгергіштік терминіне теңбе-тең.
Ч. Дарвин айқын өзгергіштікті популяцияның көптеген дарақтарында бірден қоршаған орта әсерінен пайда болатын өзгеріс деп түсінді. Сондықтан оны топтык өзгергіштік деп те атайды. Қуаңшылық кезінде жапырақтардың түсуі немесе жыл маусымдары бойынша жануарлар жабыны түсінің өзгеруі осындай өзгергіштіктерге мысал бола алады. Алайда бүл өзгерістер тұқымқуаламайды. Сондықтан осы заманғы ғылымда айқын өзгергіштік термині тұқымқуаламайтын немесе модификациялы терминіне барабар.
Ч. Дарвин бұдан басқа тағы өзара байланысты өзгергіштік деп бөлді. Мұндайда бір белгінің өзгеруі міндетті түрде басқа белгінің өзгеруіне душар етеді. Бұл -- егер бір ген бірнеше белгілерді бақылағанда болатын құбылыс.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді [7,83б.]
Тұқымқуалау өзгергіштігі -- бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз -- бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
Мутациялық өзгергіштік ағзаның мүлде жаңа белгілері мен қасиеттерінің көрінуіне апарады. Қандай болса да белгіге әсер ететін генетикалық материалдың кенеттен секіртпелі өзгеруі мутациялар деп аталады. Мутация барысында дарақ ешқайсыларын бұрын болмаған ататектер сапасына ие болады.
Мутация (лат. мутацио -- өзгеру, ауысу) дегеніміз -- бұл генетикалық материалдың тұқымқуалау өзгерістері. Олар барлық тірі ағзаларға тән ңасиет. Ең ұсақ мутациялар ДНҚ-дағы нуклеотидтердің жүйелілігін өзгертеді, ал ең ірілері хромосомалар санын өзгертуге апарады. Өзгерген (мутацияланған) үлескінің мөлшері бойынша барлық мутациялар үш топқа белінеді.
Гендік немесе нүктелік мутациялар -- бір ген шегінде өзгереді. Мұның бар болғаны бір нуклеотидтің жүйелігін өзгертуі мүмкін, бір нәруыз шегіндегі тек қана бір аминқышқылды өзгертеді. Мүндай өзгерістер байқалмай қалуы мүмкін немесе мәнсіз болып шығады.
Хромосомалық мутациялар (аберрациялар) -- хромосомалар құрамындағы бүтін хромосоманың мөлшеріндегі және пішініндегі өзгерістер. 3. Геномдық мутациялар -- хромосомалар санының өзгеруі, яғни мөлшерінің (полиплоидия) өзгеруі.
Екінші жөне үшінші жағдайлардағы өзгерулердің мөнділігі соншалық, міндетті түрде сырттай байқалады. Олар көбінесе қатты бүлдіреді.
Егер мутациялаған ген бірнеше белгілерге әсер етсе, онда осы белгілердің барлығы бір мезгілде өзгереді. Мұндай бірнеше белгілердің бірлігін өзара қатысты немесе өзара байланысты (Ч. Дарвинше) белгілер деп атайды.
Бұдан басқа мутациялар басқа негізде де бөліне алады. Мутациялар енген жасушалар типі бойынша олар мыналарға:
- сомалық (жасушалар денесіндегі) мутациялар -- үрім-бұтақтарға тек қана өсімді көбею кезінде беріледі;
- өндіргіш (жыныс жасушаларындағы) мутациялар -- жыныстық көбею кезінде келесі үрім-бұтақтардан байқалады;
- ұрықтық (ұрық жасушаларындағы) мутациялар.
Дарвин өз еңбектерінде әдеттегідей қалыпты мәдени бақ ағаштарының бүршіктерінен дамыған өскіндерде жаңа қасиеттердің кенеттен пайда болу жағдайларын сипаттап жазды. Бұл өзгерістер үрім-бұтақтарға өсімді және келесі тұқыммен көбею кезінде беріліп отырды. Яғни, егер осы өзгерген бұтақты кесіп алып, одан үлкен өсімдік және тұқым өсірудің сәті түссе, одан алынған өсімдік өзгерген бұтақтағы қасиеттерге ие болады. Ч. Дарвин ол кезде түсіндіре алмаса да әдеттегі сомалы мутациясы бар іспен ай-налысты. Бұл жағдайда мутация өсімдік денесінің жасушаларында пайда болды да, мутантты өскінде дамыған мутантты бүршік берді. Әрине мүндай өскінде түзілген жасушалардың барлығы осы мутацияны, оның ішінде жыныстық мутацияны өзінде таратты [5,29б.]
Маңызы бойынша ағзаның мынадай мутациялары болады.
1) зиянды мутация -- тұқымқуалау қасиеттерінің өзгеруі тіршілік әрекетін нашарлатады;
2) бейтарап мутация -- тіршілік үдерістерінде өзгеріс болмайды немесе дәл осы орта жағдайларында мәнсіз болады;
3) пайдалы мутация -- өзгерістен ағзаның қандай да бір қасиетінің жақсаруы байқалады;
4) өлтіргіш мутация (летальное) -- ағзаны өлтіріп жібереді. Тұтастай алғанда мутациялардың рөлі өте зор. Тірі ағзаларға жаңа сапалар мен қасиеттердің көрініс беруінің жалғыз көзі дәл осы мутациялар болып табылатынын атап көрсету керек. Мутациялардың басым көпшілігі ағза үшін зиянды болғанымен, олардың аздаған бөлігі жаңа пайдалы белгілердің байқалуына жеткізе алады. Атап айтқанда, олар табиғи және қолдан сүрыптаулар үшін негізгі ма-териал береді. Мұндай пайдалы мутациялар табиғи сұрыптаумен сақталып қалады және орнығады. Өрине бірлі-жарым өзгерістердің байқалуы бірден жаңа түрдің пайда болуына жеткізе алмайды. Алайда олардың үрім-бұтақтар қатарында біртіндеп жинақталуынан үрім-бұтақ ерте ме, кеш пе өздерінің ататектерінен ерекшеленеді.
Мутациялар байкалу дәрежесі бойынша басым (егер олар өлтіргіш болса, өлім басталады) және басылыңқы (шала өлікті, тіршілікке бейімділігі төмендейді) болады.
Белгі сипаты немесе мутацияға ұшырайтын касиеттері бойынша олар морфологиялық (құрылысының өзгеруі), физиологиялық (мүше жұмысы күйінің өзгеруі) және биохимиялық (биохимиялық үдерістердің өзгеруі) үдерістерге бөлінеді.
Мутациялық үдеріссіз тірі жүйелер эволюциясының болуы да мүмкін емес. Тіршілік бір рет пайда болып, сол қалпында қалар еді. Егер тіпті қоршаған орта өзгерістерінде сақталып қалған ағзалар тек өз көшірмесін ғана ұдайы өндіріп, жаңа формаларды ешқашан бере алмас еді. Тұқымқуалау ақпаратының берілуі дәлме-дәл жеткілікті болуы қажет, дегенмен өзгерістердің аздаған мүмкіндігі де қатысуы қажет. Мутант терминіне байланысты оны едетте құбыжық немесе балағат сөз ретінде пайдаланады. Дегенмен алғашқы тірі прокариотты жасушадан басқа барлық дарақтар біріне-бірі біршама мутанттар. Мутацияның салдарынан аллельді гендер де пайда болады. Олардың саны екімен шектеле алмайды. Мәселен, дрозофиланың көз реңінің гені бойынша мутантты аллельдің 12 типін ажыратады. Мутациялардың арқасында біз көріп жүрген жер бетіндегі өмір сан алуандығы тіршілік етеді.
Мутациялардың себептері мутагендік факторлар немесе мутагендік деп атау мақұлданған. Олар химиялық немесе физикалық мутагендер бола алады. Олардың байқалу әрекеті -- мутациялар санының артуы. Мәселен, кейбір электромагнитті сәуле шығару, ультракүлгін, рентгендік және радиоактивті сәуле шығару түрлерінің физикалық мутагендер екені бүгінгі күні нақтылы белгілі. Бұдан басқа мутагендік әсер туғызатын химиялық заттар, мысалы, азотты қышқыл, анилин жөне кейбір күкірті бар қосылыстар бар. Қоршаған ортаның ластану дәрежесінің арта түсуіне байланысты мутагенездің апатты жағдайда өсуі туралы сөз барған сайын жиілей түсті.
Тірі ағзалардың жалпы қасиеті өзгергіштік өз ататектерінен ерекше болады. Тұқымқуалаушылық негізіндегі сияқты өзгергіштік негізіндегі тетіктер де бірдей [10,158б.]
Өзгергіштік тұқымқуалайтын және тұқымқуаламайтын-модификациялы болып бөлінеді. Модификациялық өзгергіштік кезінде өзгергіштік тек қана дарақтың сыртқы түрінде алмасады, гендер және хромосомаларға тимейді. Мұндай өзгерістер үрім-бұтаққа берілмейді және эволюцияда рөл атқармайды, алайда дарақтың тірі қалуына себепші болады.
Тұқымқуалау өзгергіштігі үйлесімді және мутациялық өзгергіштік болып бөлінеді. Үйлесімді өзгергіштік кезінде басқа мутациялы дарақтарда жоқ мүлде жаңа белгілер немесе қасиеттер пайда болады.
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері
Генотиптері ұқсас, бірақ әр түрлі орта жағдайларында өсіп дамитын организмдердің фенотиптері түрліше болып қалыптасады. Дарақтардың осылайша фенотипті жағынан әр түрлі болып өзгеруін модификациялық өзгергіштік деп атайды. Модификациялық өзгергіштіктің өзі белгілі бір реакция нормасымен шектеледі, яғни организм белгілерінің өзгеруінің белгілі бір шамасы болады. Мысалы, сиырдың үш қасиетін алайық: оның сүттілігі азығы мен күтіміне тығыз байланысты. Дұрыс рацион құрып, қажетті мөлшерде азықтандыра отырып оның сүтін молайтуға болады. Бұл тез және көп өзгеретін қасиет. Ал сүтінің майлылығы сүттілікке қарағанда азық және күтім жағдайларына аз мөлшерде байланысты және ол сиырдың тұқымына тән біршама тұрақты қасиет. Дегенмен, құнарлы азық беру арқылы оны да аздап өзгертуге болады. Анағұрлым аз өзгеретін, тұрақты белгі -- сиырдың түсі. Бірақ сиыр жүнінің түсін сыртқы орта жағдайларына мүлдем байланыссыз деуге болмайды, ол да аздап болса өзгереді. Бұдан біз қандай белгі-қасиет болсын сыртқы ортаның әсерінен белгілі бір мөлшерде модификациялық өзгергіштікке ұшырайтындығын көреміз.
Модификациялық өзгергіштік организмнің көбею жолдарына, қандай биологиялық түрге жататындығына және өсу ортасына байланысты. Ол жер бетіндегі барлық тірі организмдерде болады.
Модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруіне байланысты емес, сондықтан олар тұқым қуаламайды. Бірақ гендердің қызметіне және ферменттердің белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, төменгі температурада кейбір ферменттердің белсенділігі кемиді. Соған байланысты зат алмасу процесі өзгереді де, организмнің өсіп-дамуы баяулайды. Олай болса, сыртқы орта факторларының әсерінен көптеген физиологиялық, биохимиялық және морфологиялық процестер өзгереді. Бірақ бұлар тек фенотиптік қана өзгерістер. Себебі мұндай жағдайда гендердің құрылымында ешқандай өзгеріс байқалмайды [15,142б.]
Тағы да бір айта кететін жай, жоғарыда келтірілген модификациялық өзгергіштіктің реакция нормасы, яғни белгі-қасиеттердің өзгеру шамасы генотип арқылы анықталады.
Модификациялық өзгергіштікті зерттеудің статистикалық әдістері. Өткен тақырыпта организм белгілерінің сыртқы орта жағдайларының әсерінен әр түрлі мөлшерде өзгеретіндігі туралы айтылды. Енді осыған зер салып қарайық. Мысалы, бір ағаштан үзіп алынған жапырақтардың ұзындығы мен енін өлшесек, олардың әр түрлі екендігіне көз жеткіземіз. Бұл жапырақтардың өсіп-дамуына орта жағдайлары, күннің түсуі, қоректік заттар мен судың тамыр арқылы жеткізілуі және т.б. бірдей әсер етпейтіндігіне байланысты болатын өзгергіштік. Егер жапырақтарды ұзындығы бойынша ең кішісінен үлкеніне дейін бір қатарға орналастыратын болсақ, бұл белгінің өзгергіштік қатарын көреміз (1-сурет).
1-сурет. Лавршие жапырақтарының өзгермелі нұсқа қатары (жапырақ ұзындығы сан арқылы көрсетілген)
Мұны вариация қатары деп атайды. Ол варианттардан тұрады, сонда вариант дегеніміз -- белгі дамуының жеке көрінісі. Мұндай модификациялық өзгергіштік статистикалық әдіспен зерттеліп анықталады. Мысал ретінде бидай масағындағы масақшалар санының өзгергіштігін қарастырайық. Зерттеу үшін таңдамастан 100 масақты алып, олардың әрқайсысындағы масақшалардың санын есептейміз. Сонда өзгергіштіктің шамасы 14 пен 20-ның аралығында болатындығын көреміз. Соның ішінде масақшаларының саны 16 -- 18 болып келетін масақтар жиі, ал сандары жоғары немесе төмен болып келетіндері сирек кездеседі. Ол есептеулердің нәтижесі мынадай:
Кестедегі жоғары цифрлар азынан көбіне қарай орналасқан варианттар қатарын, ал төменгі цифрлар варианттардың кездесу жиілігін көрсетеді. Бұл цифрлардың бәрін қоссақ, бастапқы алынған 100 масаққа сәйкес келеді. Вариация қатарында орналасқан жеке варианттардың өзгерісін қисық сызық арқылы анық көрсетуге болады (2-сурет).
2-сурет. Бидай масағындағы масақшалар санының өзгермелі нұсқа қисық сызығы
Вариациялық қатардың маңызды бір статистикалық көрсеткіші -- орташа ариф-метикалық шама. Оны табу үшін мына формуланы қолданамыз:
М -- орташа шама, Х -- вариант, -- варианттардың кездесу жиілігі, n -- варианттар саны, -- жиынтық [17,149б.]
Бұл формула бойынша жоғарыда аталған бидай масақшаларының вариация қатарының орташа шамасын былай есептеп шығарамыз:
Сонымен, орташа арифметикалық шама 17,13-ке тең болып шықты.
Алайда, орташа арифметикалық шама өзгергіштіктің сипатын анық көрсете алмайды. Себебі орташа шамасы бірдей екі вариациялық қатардың өзгергіштігі әр түрлі болып келуі мүмкін. Белгінің өзгеру деңгейін сипаттайтын келесі бір көрсеткіш -- ол орташа квадраттық ауытқу ( -- сигма). Оны мына формула бойынша табамыз:
Мұнда орташа шамамен әр жеке варианттардың айырымдары квадраттарының жиынтығы (n -- 1)-ге бөлініп, түбір астынан шығарылады.
Математикалық статистиканың заңдылығы бойынша кез келген кездейсоқ шама орташа шамадан Ғ3,0-дан артыққа ауытқымауы керек. Сондықтан орташа квадраттық ауытқудың негізінде орташа арифметикалық шаманың қателігі (М Ғ m) анықталады. Ол мынадай формуламен есептеледі:
Ең соңында, осы көріністердің негізінде пайыз бойынша белгілердің өзгергіштігі анықталады. Оны вариация коэффициенті (V) деп атайды. Ол мына формуламен есептеледі:
Мысалы, бидайды алып, екі белгісінің -- масағының ұзындығы мен масақшалар санының модификациялық өзгергіштігін зерттейік. Аталған белгілердің вариация коэффициенттерін салыстыру арқылы олардың өзгеру шамасын анықтай аламыз.
Сонымен, модификациялық өзгергіштікке нақты сипаттама беру үшін зерттелетін объект бойынша алынатын дарақтардың саны көп болуы керек. Сонда ғана жоғарыда көрсетілген статистикалық әдіс өзінің оң нәтижесін береді. Бұған көз жеткізу үшін арнайы зертханалық жұмыс ұсынылып отыр.
Генотиптері ұқсас, бірақ әр түрлі орта жағдайларында өсіп дамитын организмдердің фенотиптері түрліше болып қалыптасады. Дарақтардың осылайша фенотипті жағынан әр түрлі болып өзгеруін модификациялық өзгергіштік деп атайды. Модификациялық өзгергіштіктің өзі белгілі бір реакция нормасымен шектеледі, яғни организм белгілерінің өзгеруінің белгілі бір шамасы болады. Мысалы, сиырдың үш қасиетін алайық: оның сүттілігі азығы мен күтіміне тығыз байланысты. Дұрыс рацион құрып, қажетті мөлшерде азықтандыра отырып оның сүтін молайтуға болады. Бұл тез және көп өзгеретін қасиет. Ал сүтінің майлылығы сүттілікке қарағанда азық және күтім жағдайларына аз мөлшерде байланысты және ол сиырдың тұқымына тән біршама тұрақты қасиет. Дегенмен, құнарлы азық беру арқылы оны да аздап өзгертуге болады. Анағұрлым аз өзгеретін, тұрақты белгі -- сиырдың түсі. Бірақ сиыр жүнінің түсін сыртқы орта жағдайларына мүлдем байланыссыз деуге болмайды, ол да аздап болса өзгереді. Бұдан біз қандай белгі-қасиет болсын сыртқы ортаның әсерінен белгілі бір мөлшерде модификациялық өзгергіштікке ұшырайтындығын көреміз [10,196б.]
Модификациялық өзгергіштік организмнің көбею жолдарына, қандай биологиялық түрге жататындығына және өсу ортасына байланысты. Ол жер бетіндегі барлық тірі организмдерде болады.
Модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруіне байланысты емес, сондықтан олар тұқым қуаламайды. Бірақ гендердің қызметіне және ферменттердің белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, төменгі температурада кейбір ферменттердің белсенділігі кемиді. Соған байланысты зат алмасу процесі өзгереді де, организмнің өсіп-дамуы баяулайды. Олай болса, сыртқы орта факторларының әсерінен көптеген физиологиялық, биохимиялық және морфологиялық процестер өзгереді. Бірақ бұлар тек фенотиптік қана өзгерістер. Себебі мұндай жағдайда гендердің құрылымында ешқандай өзгеріс байқалмайды.
Модификациялық өзгергіштікті зерттеудің статистикалық әдістері. Өткен тақырыпта организм белгілерінің сыртқы орта жағдайларының әсерінен әр түрлі мөлшерде өзгеретіндігі туралы айтылды. Енді осыған зер салып қарайық. Мысалы, бір ағаштан үзіп алынған жапырақтардың ұзындығы мен енін өлшесек, олардың әр түрлі екендігіне көз жеткіземіз. Бұл жапырақтардың өсіп-дамуына орта жағдайлары, күннің түсуі, қоректік заттар мен судың тамыр арқылы жеткізілуі және т.б. бірдей әсер етпейтіндігіне байланысты болатын өзгергіштік. Егер жапырақтарды ұзындығы бойынша ең кішісінен үлкеніне дейін бір қатарға орналастыратын болсақ, бұл белгінің өзгергіштік қатарын көреміз. Ол есептеулердің нәтижесі мынадай:
Кестедегі жоғары цифрлар азынан көбіне қарай орналасқан варианттар қатарын, ал төменгі цифрлар варианттардың кездесу жиілігін көрсетеді. Бұл цифрлардың бәрін қоссақ, бастапқы алынған 100 масаққа сәйкес келеді. Вариация қатарында орналасқан жеке варианттардың өзгерісін қисық сызық арқылы анық көрсетуге болады.
Вариациялық қатардың маңызды бір статистикалық көрсеткіші - - орташа арифметикалық шама. Оны табу үшін мына формуланы қолданамыз:
М - орташа шама, Х - вариант, - варианттардың кездесу жиілігі, n - варианттар саны, - жиынтық.
Бұл формула бойынша жоғарыда аталған бидай масақшаларының вариация қатарының орташа шамасын былай есептеп шығарамыз:
Сонымен, орташа арифметикалық шама 17,13-ке тең болып шықты.
Алайда, орташа арифметикалық шама өзгергіштіктің сипатын анық көрсете алмайды. Себебі орташа шамасы бірдей екі вариациялық қатардың өзгергіштігі әр түрлі болып келуі мүмкін. Белгінің өзгеру деңгейін сипаттайтын келесі бір көрсеткіш - ол орташа квадраттық ауытқу - сигма). Оны мына формула бойынша табамыз:
Мұнда орташа шамамен әр жеке варианттардың айырымдары квадраттарының жиынтығы (n - 1)-ге бөлініп, түбір астынан шығарылады [11,74б.]
Математикалық статистиканың заңдылығы бойынша кез келген кездейсоқ шама орташа шамадан Ғ3,0-дан артыққа ауытқымауы керек. Сондықтан орташа квадраттық ауытқудың негізінде орташа арифметикалық шаманың қателігі (М Ғ m) анықталады. Ол мынадай формуламен есептеледі:
Ең соңында, осы көріністердің негізінде пайыз бойынша белгілердің өзгергіштігі анықталады. Оны вариация коэффициенті (V) деп атайды. Ол мына формуламен есептеледі:
Мысалы, бидайды алып, екі белгісінің - масағының ұзындығы мен масақшалар санының модификациялық өзгергіштігін зерттейік. Аталған белгілердің вариация коэффициенттерін салыстыру арқылы олардың өзгеру шамасын анықтай аламыз.
Модификациялық өзгергіштік тұқым қуаламайды. Модификациялық өзгергіш деп гендердің, хромосомалардың, генотиптің өзгеруіне байланыссыз, қоршаған орта факторларының әсерінен белгілі бір гендердің көрінуін, осылай фенотиптің өзгеруін айтады. Сыртқы орта факторларына: температура, ылғал, жарық, қоректік заттар, т.б. жатады. Жануарлар мен өсімдіктердің жеке дамуы барысында морфологиялық, физиологиялық, анатомиялық, биохимиялық және басқа да ерекшеліктерінің өзгеретіні байқалады. Мысалы, француз ботанигі Боннье 120 түрге жататын өсімдіктерді алып, оларға тәжірибе жүргізген. Өсімдіктің әрбір талын алып, оны теңдей етіп, екіге бөлген. Бір жартысын ауа райы жылы, өсіруге қолайлы Париж ботаника бағына отырғызады, ал екінші жартысын таудың басына суық жерге егеді. Төжірибелердің қорытындысы мынадай болады. Парижде отырғызылған жер алмұртының бойы биік болып, таудағысының сабағы қысқарып, жерге жабысып өседі. Ал осы екі географиялық аймақта өскен өсімдіктің тұқымын алып, бірдей үлескіге отырғызғанда, олардың фенотипі (сабағының биіктігі) ата-анасының фенотипінің өзгешелігіне қарамай, бірдей болады. Демек, бұл сыртқы орта факторларының әсерінен өсімдіктің фенотипі өзгергенімен, оның генотипінің өзгермейтінін көрсетеді. Модификациялық өзгергіштіктің бір ерекшелігі осында.
Өздеріңе белгілі картоп өсімдігін алайық. Ол вегетативті жолмен көбейеді. Барлық өсімдіктердің генотипі бірдей. Бір үлескіде бір түйнектен өсіп шыққан картоптың барлығы бірдей бола ма? Көп есімдіктер бір-бірінен бойының биіктігі, түйнектерінің саны, т.б. қасиеттері жағынан әр түрлі болады. Бұл тұкымның себу мерзіміне, қоректік ортаға, тыңайткыштардың түріне, суғару уақытына байланысты.
Организмдерде белгілердің дамуын анықтайтын басты фактор -- генотип. Бірақ белгілердің көріну дөрежесі сыртқы орта факторларына байланысты. Бір организмнің түрлі белгілерінің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеру дәрежесі де әр түрлі болады [2,150б.]
Солтүстік облыста тұратын адамдар еліміздің оңтүстігіндегі демалыс орындарына барып тынығып, күнге қыздырынады. Тынығушылардың терісінің түсі қою қоныр, екіншісінікі -- қола түсті қоңыр, үшіншісінікі -- қызарып қана қояды. Бұл адам генотипінің меланин пигментін қанша мөлшерде синтездеуіне байланысты екеніне және организм белгілерінің қалыптасуына гендер мен сыртқы орта факторларының ортақ әсерінен болатынын көрсетеді.
Мысалы, жемшөпті мол беріп, қораны жылы ұстап, уақтылы суарып, күтіп бақса, ірі қара мал сүтті мол береді. Осымен қатар оның еттілігі де артады, бірақ сүтінің майлылығы өзгермей, бір деңгейде қалады. Орта жағдайының өзгеруіне байланысты модификациялық өзгергіштіктің шегі де түрліше болады. Белгілердің модификациялық өзгергіштік шегін оның реакция мөлшері деп атайды. Бір белгілердің реакция мөлшері кең көлемді болады. Оларға сандық өлшейтін белгілер (бойының биіктігі, дәннің массасы, малдардың еттілігі, сүттілігі, т.б.) жатады. Екінші бір белгілер тар көлемде беріледі. Оларға сапалық белгілер (көздің түсі, адам алақанының, қолының суреті, өсімдіктердің тұқымы мен гүлінің түсі) жатады. Модификациялық өзгергіштік өсіп, дамып келе жаткан организмдегі ферментативті реакцияға орта факторларының әсер етіп, олардын жүру бағытын өзгертуінен туады.
Модификациялық өзгергіштіктің ерекше түріне ұзақ модификациялану жатады. Бұл өзгергіштік сырткы ортаның факторлары өсерінен бірнеше ұрпақ бойы тұқым қуалайды. Мысалы, колорад қоңызының қуыршағына жоғары немесе төмен температурамен әсер еткенде, ересек қоңыздардың денесінің бояуының түсі өзгереді. Бұл белгі бірнеше ұрпақ сақталып, кейіннен бастапқы түсіне қайтадан оралады. Ол температурамен өңделген аналық коңыздан ғана беріледі, аталықтан берілмейді. Ұзақ модификациялану белгілердің цитоплазмалық жолмен тұқым қуалайтынын көрсетеді.
Модификациялық өзгергіштіктің заңдылықтары практикада кеңінен қолданылады. Жылыжайда өсірілген өсімдіктерге қосымша жарық беру арқылы оның өнімділігін арттыруға болады. Ірі қара малдарды күтудің, азықтандырудың мөлшерін сақтау арқылы олардан мол сүт, ет алуға болады. Сонымен генотиптін өзгеруіне байланыссыз, тек сыртқы ортаның әсерінен болатын өзгергіштік модификациялық өзгергіштік деп аталады [1,167б.]
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері
Генотиптік өзгергіштік. Организмнің белгілері мен қасиеттерінің өзгеруіне геннің немесе жасушадағы генетиаклық аппараттың басқада элементтерінің өзгеруіне байланысты. Мұндай өзгергіштікті мутация деп атайды. Кейбір жыныс жасушаларында пайда болатын мутация келесі ұрпақтарда да сақталады. Мысалы, гомозиготалы ақ үй қояндарынан қара түсті ұрпақтарының өсіп жетілуі. Генотиптік өзгергіштік кейде гендердің арасында болатын әртүрлі комбинацияларғада байланысты. Яғни гендер бір-бірімен орын алмастырғанда жаңа белгілер мен қасиеттер пайда болуы мүмкін. Мұндай өзгергіштікті комбинативтик өзгергіштік деп атайды. Мутациялық және комбинативтік өзгергіштік тек қана генотиптің өзгеруіне байланысты және ұрпаққаберіледі. Сондықтан оларды генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік деп атайды.
Мутациялық өзгергіштік - дегеніміз организмнің генотипінің өзгеруіне байланысты болатын, яғни тұқым қуалайтын өзгергіштік. Дарвин тұқым қуалайтын өзгергіштікті табиғи және қолдан сұрыптаудың алғы шарты деп есептеді. Бірақ Дарвиннің тұсында тұқым қуалаушылық туралы тәжірибе жүзінде алынған деректер және оның ұрпаққа берілу заңдылықтары белгісіз елі. Сондықтан әр түрлі формадағы өзгергіштіктерді тұқым қуалау тұрғысынан айыру мүмкін болмады. Өзгергіштіктің түрлері туралы мәселе XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың бас кезінде ғана ғылыми тұрғыдан дәлелденді. Мутация деген терминді ең алғаш 1901 жылы Голландия ғалымы Г де Фриз өзінің Мутациялық теория деп аталатын еңбегінде қолданды. Ол есек шөптің белгілерінің қалыпты жағдайдан ауытқитындығын және бұл ауытқуардың тұқым қуалайтындығын байқады. Г де Фриздің теориясының кейбір мәселелері осы күнге дейін өз мәнін жойған жоқ..Олар:
1. Мутацияның кенеттен пайда болатындығы;
2. Жаңадан пайда болған формалардың тұрақты келетіндігі;
3. Мутациялардың сапалық өзгеріс болып саналатындығы;
4. Мутацияның өзі әр түрлі бағытта - пайдалы да, зиянды да болатындығы;
5. бір рет болған мутацияның қайтадан қайталана алатындығы.
Бірақта Г де Фриздің қателік жақтары да жоқ емес. Ол табиғи сұрыптау мен мутацияны бір-біріне қарсы қойды.Яғни ол мутациядан кейін бірден жаңа түр пайда болады деп есептеді. Шын мәнінде мутация тұқым қуалайтын өзгергіштіктің негізі болып есептеді ал жаңа түр ұзақ уақыт сұрыпталудың нәтижесінде пайда болады. Мутациялар әр түрлі бағытта жүзеге асады. Олардың көпшілігі организмнің тіршілік қабілетін кемітіп жібереді. Кейде өлімге душар етеді, оны летальді мутация деп атайды. Жалпы мутацияны эволюциялық процесстің алғашқы материалдық негізі деп есептеу керек. Бірақ жеке мутациялар түрді өзгерте алмайды. Мутация жыныс жасушаларындағы және хромосома аппаратындағы өзгерістеріне байланысты бірнеше типке бөлінеді.
Мутацияның типтері. Мутациялық процестің өзін секірмелі түрде, яғни кенеттен пайда болатын және индукциялық деп бөледі. . Мутация сыртқы орта факторларының әсерінен пайда болады, оларды мутагендер деп атайды. Мутагендердің үш түрі кездеседі. Олар: физикалық, химиялық және биологиялық мутагендер. Физикалық мутагендерге радиоактивті сәулелер, ультракүлгін сәулелер, лазер сәулелері және т.б. жатады. Химиялық мутагендерге колхицин, этиленимин, никотин қышқылы және т.б. химиялық қосылыстар жатады. Олардың саны қазір 400-ден асады. Өте жоғары концентрациядағы кейбір гербицидтер мен пестицидтер де мутация тудыра алады. Сондықтан гербицидтер мен пестицидтерді шамадан тыс мөлшерде пайдаланбау қажет [6,63б.]
Жасушадағы зат алмасу процесі кезінде түзілетін кейбір ыдырау өнімдері мен организмге тағам арқылы келіп түсетін радиоактивті заттарда да (мысалы, сүйекте жинақталатын стронций, т.б.) мутагендік қасиет болады. Оларды биологиялық мутагендер дейді.
Мутациялық процесті табиғи жағдайда кенеттен пайда болатын секірмелі және мутагендік факторлармен арнайы әсер етуден пайда болған индукциялық деп екіге бөлуге болады. Мутацияның мұндай түрі организмде тұқым қуалайтын өзгергіштікті қолдан жасауға мүмкіндік туғызды.
Мутациялар организмнің қандай жасушаларында пайда болатындығына байланысты генеративтік (жыныс клеткаларындағы) және сомалық (дене клеткаларындағы) болып екіге бөлінеді. Жыныс клеткаларында болатын мутация келесі ұрпаққа тікелей беріледі. Ал сомалық мутация жынысты жолмен көбейетін организмдерде айтарлықтай рөл атқармайды. Себебі дене клеткаларында пайда болатын өзгеріс ұрпаққа берілмейді. Жыныссыз жолмен көбейетін организмде бұл жағдай керісінше болады. Сомалық мутацияны зерттеудің обыр ауруының себептерін білуде маңызы зор. Қазіргі кезде қалыпты клеткалардың обыр клеткаларына айналуы сомалық мутация арқылы жүретіндігі туралы көптеген ғылыми деректер бар.
Генотиптің өзгеру сипатына қарай мутациялар гендік, хромосомалық, геномдық және цитоплазмалық болып бөлінеді.
Гендік мутация. Мутацияның мұндай түрі жекелеген гендерде болады және жиі кездеседі. Гендік мутация ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің орналасу ретінің өзгеруіне байланысты болады. Мысалы, ДНҚ құрамындағы қатар тұрған екі нуклеотидтің орын алмастыруы немесе бір нуклеотидтің түсіп қалуы мүмкін. Соның салдарынан генетикалық код өзгереді де, тиісті белок синтезделмей қалады немесе синтезделген белоктың қасиеті өзгереді. Ол ақыр аяғында келіп, организм белгісінің өзгеруіне апарып соғады. Гендік мутацияның нәтижесінде жаңа аллельдер пайда болады. Оның эволюция мен селекция үшін үлкен маңызы бар. Мысалы, селекцияда өсімдіктердің жаңа сорттарын, жануарлардың тұқымдарын және микроорганизмдердің жаңа түрлерін алу үшін қажетті материал ретінде пайдаланылады. Гендік мутацияның негізінен екі түрін ажыратады: Азотты негіздердің орын ауыстыруына және бір азотты негіздердің ДНҚ құрамынан түсіп қалуына немесе үстеме келіп қосылуына байланысты болатын мутациялар. Мұндай өзгерстердің нүктелік мутация деп те атайды.Олар мынадай жолдармен жүреді:
1. Бір Пуриннің екіншісіне немесе пириммидиннің басқа біреуінен ауыстырылуы. Мұны транзиция деп атайды.
А Г , Т Ц
2. Пуринді пиримиддинге немесе керісінше алмастыру.Оны трансверсия деп атайды.
А Т, А Ц, Г Ц, Г Т
Белгінің өзгеру бағытына қарай гендік мутация мынадай түрлері бар.Олар:
1. Гиперморфты - жабайы типтің аллелі арқылы бақықыланатын биохимиялық өнімдер мөлшерінің азаюы есебінен ген қызметінің әлсіреуі.
2. Неоморфты - жабайы типтің генінің бақылауымен синтезделетін өнімнен өзгеше заттардың түзілуін кодтайтын мутантты аллельдің пайда болуы.
3. Антиморфты - Жабайы типті аллельдің қызметіне қарама қарсы.
Хромосомалық мутация. Хромосомалық мутация түрлі хромосомалық өзгерістер немесе абберацияларға байланысты болады. Бұл жағдайда хромосомалардың құрылымы өзгереді. Ондай өзгерістер хромосома ішілік және хромосома аралық болып келеді. Хромосома ішілік өзгерістерге мыналар жатады [3,98б.]:
1.дефишенсия -- хромосома ұштарының жетіспеушілігі; делеция -- хромосоманың бір бөлігінің үзіліп түсіп қалуы;
2. делеция -- хромосома бөлігінің 180º-қа бұрылуына байланысты гендердің орналасу ретінің өзгеруі;
3.дупликация -- хромосоманың белгілі бір бөлігінің екі еселенуі.
Хромосома аралық өзгерістерге хромосоманың бір бөлігінің оған ұқсас емес басқа бір хромосомамен ауысып кетуі жатады, оны транслокация дейді. Сол сияқты бұған хромосомалар арасында көпірлердің пайда болуын да жатқызуға болады.
Геномдық мутация - дегеніміз жасушадағы хромосомалар санының өзгеруіне байланысты организмнің белгілері мен қасиеттерінде пайда болатын өзгергіштікті айтады. Геном дегеніміз гапплидті хромососадағы гендердің жиынтығы.Енді осы геномдық мутациянын пайда болу жолын қарастырайық. Хромосома санының тұрақтылығын және оның ұрпақтан ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін жасушаның бөлуін механизмдері митоз мен мейоз екендігі белгілі. Бірақ кейбір жағдайда бұл механизмдер бұзылады да, хромосомалар жасушадағы екі полюске теңдей ажырамайды. Соның салдарынан хромосома саны өзгерген жасушалар пайда болады. Геномдық мутация тұтас гаплоидты жиынтықтың немесе хромосомалар санының көбеюіне немесе азаюына байланысты. Организмдерді хромосомалар саны гаплоидты жиынтыққа еселеніп көбеюіне қарай - полиплоидты, ал еселенбесе - анеуплоидты немесе гетероплоидты организмдер деп атайды [12,81б.]
Полиплоидия. Полиплоидты органимздер хромосома санының еселену дәрежесіне қарай 3n - трипдоидті, 4n - тетраплоидті, 5n - пентаплоидті болып бөлінеді. Полиплоидия организмнің түрлі белгілерінің өзгеруіне себеп болады. Сондықтан ол эволюция мен селекция үшін тұқым қуатын өзгергіштіктің маңызды қайнар көзі болып есептеледі. Мысалы, селекционер В.Федоров шығарған қара бидайдың тетраплоидті формасын алсақ, ол диплоидті формасына қарағанда сабағы мықты, дәні ірі салмақты болып өзгерген. Полиплоидияның өзінің екі түрі бар - автоплоидия және аллополиплоидия деп аталады. Егер геномды А деп белгілесек, автодиплоид АА, автотриплоид ААА болады.
Әр текті түрлердің геномдарының еселеніп көбеюінің нәтижесінде пайда болатын полиплоидті организмдер аллополиплоидтар немесе амфиплоидтар деп аталады. Аллополиплоидтар әр текті түрлерді будандастыру кезінде пайда болады. Мысалы, Егер будан дарада А мен В гені болса, одан алынған аллополиплоид ААВВ болып келеді. 1924 жылы тұңғыш рет шомыр мен капустаны будандастыру арқылы Г.Д.Карпченконың тұқымы мықты болып өскен. Жаңа форма систематикалық жағынан әр туысқа жататын өсімдіктердің геномдарының бірігуінәтижесінде шығып отыр. Жалпы полиплоидия ның негізінде өсімдіктердің, оның жеке мүшелерінің көлемі ұлғаяды.
Полиплоидия - жануарларда өте сирек кездесетін құбылыс. Бұл көбінесе жыныстық көбеюі партогенез жолмен жүретін жәндіктерде кездеседі. Мысал ретінде аскариданы, жер құрттарын, көбелектерді алуға болады. Жануарлардың кейбір ұлпаларының сомалық жасушасында мейоз жолымен емс, митоз жолымен көбейеді.
Анеуплоидия немесе Гетероплоидия. Хромосома санының гаплоидті жиынтыққа еселенбей өзгеруініңнәтижесінде пайда болады. Бұл құбылысты алғаш рет К.Бриджес дрозофила шыбыныдарындағы жыныспен тіркесіп тұқым қуу заңдылығын зерттеу барысында байқады. Ол аналық шыбындардың сомалық жасушасынан XXY хромосомалардың (Сонда Y - гі артық ), ал аталықтарынан XO, яғни Y - гі жоқ хромосомаларды тапты. Осыған байланысты дрозофила шыбындырының кейбір белгілерінің (қанаты, көзі және т.б.) кемістікке ұшырайтындығы анықталды.Сонда бір хромосомасы артық жыныс жасушасы қалыпты гаплоидті гаметамен ұрықтанғандахромосома жиынтығы 2n + 1 немесе трисомик зигота түзеді. Ал егер гаметада бір хромасома кем болып келсе, ұрықтану нәтижесінде моносомик, яғни 2n - 1 зигота пайда болады. Мысалы,адамда жыныстық хромосомалардың немесе 21-хромосоманың артық болуы күрделі аномалиялар туғызады [15,60б.]
Кейбір жағдайларда хромосоманың белгілі бір жұбында қосымша жалғыз хромосома емес, екі хромосома (2n + 2) тетрасомик үш хромасома (2n + 3) пентасомик болып ауруға ұшырайды. Хромосомалар санының осылайша артуы немесе кемуі олардың кез-келген жұбында кездесуі мүмкін, сондықтан бірмезгілде қатарынанбірнеше анеуплоидия пайда бола алады.
Анеуплоидия организмнің генотипі мен фенотипінде белгілі бір өзгерістер туғызады, организмнің тіршілік қабілетін төмендейді, өмірі қысқарады, өсімталдығы кемиді және қалыпты диплоилтермен салыстырғанда көптеген морфологиялық айырмашылықтары болады.Жануарларға қарағанда өсімдіктерде анеуплоидия олардың тіршілік қабілетіне оншалық әсер етпейді.Анеуполидия құбылысы соның ішінде нулисомия өсімдіктерде жекелеген хромосомаларды алмастырып, жаңа линиялар алу үшін қолданылады.
Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар заңы. Орыс генетигі Н.И.Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштікті зерттеу барысында систематикалық жағынан бір-біріне жақын тұрған түрлер мен туыстарда кездесетін мутациялардың ұқсас болып келетіндігін анықтады. Соның негізінде өзінің "Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар" деп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Курстық жұмыс Өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері тақырыбында орындалған.
Өзгергіштікке жалпы сипаттама берілді. Өзгергіштік түрлері зерттелді. Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасалды.
Жұмыстың мазмұны кіріспе, негізгі бөлім, 2 сурет, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Курстық жұмыс 31 беттен тұрады.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1 Өзгергіштік түсінігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
13
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .
31
КІРІСПЕ
Курстық жұмыстың өзектілігі: Өзгергіштік дегеніміз -- организмнің бойындағы түрлі белгілер мен қасиеттердің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі, соған байланысты ол жаңа белгі-қасиеттерге ие болады немесе өзінің кейбір белгі-қасиеттерін жоғалтады. Өзгергіштіктің екі түрі бар, олар: 1) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, бұған модификациялық өзгергіштік жатады; 2) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік; бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады.
Өзгергіштік бұл -- вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік -- ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді.
Тұқымқуалау өзгергіштігі -- бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз -- бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Өзгергіштікке жалпы сипаттама беру, өзгергіштік түрлерін зерттеу, Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
Өзгергіштікке жалпы сипаттама беру;
Өзгергіштік түрлерін зерттеу;
Олардың себептері мен зерттеу әдістеріне талдау жасау;
І НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 Өзгергіштік түсінігі
Өзгергіштік - организм мен сыртқы ортаның қарым-қатынасын көрсететін күрделі процесс; тірі организмдердің өсіп-дамуы барысында өзін қоршаған орта әсеріне байланысты жаңа белгі-қасиеттер түзуі немесе өзінде бұрыннан бар белгі-қасиеттерін жоғалтуы. Өзгергіштік организмнің немесе клетканың жеке дамуы барысында, сондай-ақ, ұрпақ ішіндегі организмнің бір тобының жынысты немесе жыныссыз көбеюі кезінде байқалады. Пайда болу механизміне, белгілердің өзгеру қасиетіне байланысты өзгергіштік бірнеше түрге бөлінеді. Тұқым қуалайтын өзгергіштік - организмде жаңа генотиптердің пайда болуы нәтижесінде фенотипте өзгерістің байқалуы. Өзгергіштіктің бұл түрін мутац. өзгергіштік деп те атайды (қ. Мутация.). Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің өзіне тән мынадай қасиеттері бар: мутациялар секірмелі, кенеттен пайда болады; тұқым қуалайды; пайдалы және зиянды болып бөлінеді; бір рет пайда болған мутация қайта өзгеріске ұшырай алады; мутация сапалы өзгергіштікке жатады. Тұқым қуаламайтын өзгергіштік сыртқы орта факторларының әсерінен пайда болады. Бұл жағдайда белгі тұқым қуаламайды, яғни ол сыртқы орта жағдайларының әр түрлі деңгейдегі әсерлерінен қалыптасады. Мұны модификац. өзгергіштік деп атайды (қ. Модификация). Онтогенетик. өзгергіштік организмнің не клетканың жеке даму барысында заңды түрде болатын өзгергіштігін іске асырады. Бұл кезде генотип өзгеріссіз қалады. Өзгергіштіктің бұл түрі - тірі организмнің онтогенезінің әр түрлі сатысындағы не клетканың тіршілік циклінің бір геном мөлшеріндегі қызметімен іске асырылады. Өзгергіштік - популяция мен түрдің тіршілік ету ортасының өзгеру жағдайына бейімделуін қамтамасыз ететін, эволюцияның маңызды факторларының бірі.
Тұқым қуалаушылық сияқты өзгергіштік те барлық тірі организмдерге тән. Өзгергіштік дегеніміз -- организмнің бойындағы түрлі белгілер мен қасиеттердің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруі, соған байланысты ол жаңа белгі-қасиеттерге ие болады немесе өзінің кейбір белгі-қасиеттерін жоғалтады. Өзгергіштіктің екі түрі бар, олар: 1) фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, бұған модификациялық өзгергіштік жатады; 2) генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік; бұған мутациялық және комбинативтік өзгергіштіктер жатады [1,186б.]
Өзгергіштік бұл -- вирустардан бастап, сүтқоректілер және гүлді өсімдіктермен тәмамдай отырып, бүкіл ағзаларға тән жалпы тірлік қасиеттері. Тұкымқуалаушылық -ағзаның өз ататектеріне ұқсас бола алуы. Өзгергіштік -- ағзаның өз ататектерінен айырмашылығының бола алуы.
Осы заманғы биологияда тұқымқуалайтын (айқын емес) және тұқымқуаламайтын (айқын немесе модификациялы) өзгергіштікке бөлінеді.
Ч. Дарвин өзгергіштікті екі типке -- айқын және айқын емес өзгергіштік деп бөлді. Оның түсінігі бойынша айқын емес өзгергішшік -- бұл жекелеген дарақтарда пайда болып, тұқымқуалайтын өзгеріс. Сондықтан оны дербес өзгергіштік деп те атайды. Мұндай өзгерудің пайдалы, зиянды немесе пайдасыз да болуы мүмкін. Оның пікірі бойынша тап айқын емес өзгергіштік табиғи сұрыпталуға материал береді. Сұрыптау пайдалы өзгерістері бар дарақтарды сақтап қалады, ал олар осы өзгерісті келесі үрім-бұтақтарға береді. Ч. Дарвиннің айқын емес өзгергіштік термині қазіргі заман ғылымында мутациялық өзгергіштік терминіне теңбе-тең.
Ч. Дарвин айқын өзгергіштікті популяцияның көптеген дарақтарында бірден қоршаған орта әсерінен пайда болатын өзгеріс деп түсінді. Сондықтан оны топтык өзгергіштік деп те атайды. Қуаңшылық кезінде жапырақтардың түсуі немесе жыл маусымдары бойынша жануарлар жабыны түсінің өзгеруі осындай өзгергіштіктерге мысал бола алады. Алайда бүл өзгерістер тұқымқуаламайды. Сондықтан осы заманғы ғылымда айқын өзгергіштік термині тұқымқуаламайтын немесе модификациялы терминіне барабар.
Ч. Дарвин бұдан басқа тағы өзара байланысты өзгергіштік деп бөлді. Мұндайда бір белгінің өзгеруі міндетті түрде басқа белгінің өзгеруіне душар етеді. Бұл -- егер бір ген бірнеше белгілерді бақылағанда болатын құбылыс.
Модификациялық өзгергіштікте келесі үрім-бұтаққа берілмейді, себебі гендері мен хромосомдары өзгермейді. Алайда бұл өзгерістердің маңызы ерекше. Олар шүғыл өзгерген жағдайларда дарақтардың тірі қалуына жәрдемдеседі. Мысалы, құрғақшылық немесе қышқылды жаңбыр нәтижесінде өсімдік жапырақтарын түсірмесе, не боларын елестетудің өзі мүмкін емес. Егер мұндай құбылыс болмаса, онда өсімдіктер тіршілігін жоюы сөзсіз. Тұқымқуалайтын өзгергіштік популяцияның барлық дарақтарында бірдей болады. Оларға тікелей орта әсер етеді. Мысалы, жануарларды тамақтандырмаса, олардың массасы кемиді [7,83б.]
Тұқымқуалау өзгергіштігі -- бұл эволюциялық дамудың маңызды себептерінің бірі. Тұқымқуалау өзгергіштігі әр уақытта жекеленіп көрінеді.
Биологияда тұқымқуалау өзгерістерін үйлесімді және мутациялық өзгергіштікке бөледі. Үйлесімді өзгергіштік дегеніміз -- бұл түрлі-түрлі және алыс ататектерге тән белгілердің жаңа үйлесімдерінің нәтижесі. Мұндай жағдайда ешқашан жаңа белгілер немесе қасиеттер байқалмайды. Пайдалы, пайдасыз және зиянды белгілер жаңа дарақтардың өрқайсысында түрліше үйлесімде болады.
Мутациялық өзгергіштік ағзаның мүлде жаңа белгілері мен қасиеттерінің көрінуіне апарады. Қандай болса да белгіге әсер ететін генетикалық материалдың кенеттен секіртпелі өзгеруі мутациялар деп аталады. Мутация барысында дарақ ешқайсыларын бұрын болмаған ататектер сапасына ие болады.
Мутация (лат. мутацио -- өзгеру, ауысу) дегеніміз -- бұл генетикалық материалдың тұқымқуалау өзгерістері. Олар барлық тірі ағзаларға тән ңасиет. Ең ұсақ мутациялар ДНҚ-дағы нуклеотидтердің жүйелілігін өзгертеді, ал ең ірілері хромосомалар санын өзгертуге апарады. Өзгерген (мутацияланған) үлескінің мөлшері бойынша барлық мутациялар үш топқа белінеді.
Гендік немесе нүктелік мутациялар -- бір ген шегінде өзгереді. Мұның бар болғаны бір нуклеотидтің жүйелігін өзгертуі мүмкін, бір нәруыз шегіндегі тек қана бір аминқышқылды өзгертеді. Мүндай өзгерістер байқалмай қалуы мүмкін немесе мәнсіз болып шығады.
Хромосомалық мутациялар (аберрациялар) -- хромосомалар құрамындағы бүтін хромосоманың мөлшеріндегі және пішініндегі өзгерістер. 3. Геномдық мутациялар -- хромосомалар санының өзгеруі, яғни мөлшерінің (полиплоидия) өзгеруі.
Екінші жөне үшінші жағдайлардағы өзгерулердің мөнділігі соншалық, міндетті түрде сырттай байқалады. Олар көбінесе қатты бүлдіреді.
Егер мутациялаған ген бірнеше белгілерге әсер етсе, онда осы белгілердің барлығы бір мезгілде өзгереді. Мұндай бірнеше белгілердің бірлігін өзара қатысты немесе өзара байланысты (Ч. Дарвинше) белгілер деп атайды.
Бұдан басқа мутациялар басқа негізде де бөліне алады. Мутациялар енген жасушалар типі бойынша олар мыналарға:
- сомалық (жасушалар денесіндегі) мутациялар -- үрім-бұтақтарға тек қана өсімді көбею кезінде беріледі;
- өндіргіш (жыныс жасушаларындағы) мутациялар -- жыныстық көбею кезінде келесі үрім-бұтақтардан байқалады;
- ұрықтық (ұрық жасушаларындағы) мутациялар.
Дарвин өз еңбектерінде әдеттегідей қалыпты мәдени бақ ағаштарының бүршіктерінен дамыған өскіндерде жаңа қасиеттердің кенеттен пайда болу жағдайларын сипаттап жазды. Бұл өзгерістер үрім-бұтақтарға өсімді және келесі тұқыммен көбею кезінде беріліп отырды. Яғни, егер осы өзгерген бұтақты кесіп алып, одан үлкен өсімдік және тұқым өсірудің сәті түссе, одан алынған өсімдік өзгерген бұтақтағы қасиеттерге ие болады. Ч. Дарвин ол кезде түсіндіре алмаса да әдеттегі сомалы мутациясы бар іспен ай-налысты. Бұл жағдайда мутация өсімдік денесінің жасушаларында пайда болды да, мутантты өскінде дамыған мутантты бүршік берді. Әрине мүндай өскінде түзілген жасушалардың барлығы осы мутацияны, оның ішінде жыныстық мутацияны өзінде таратты [5,29б.]
Маңызы бойынша ағзаның мынадай мутациялары болады.
1) зиянды мутация -- тұқымқуалау қасиеттерінің өзгеруі тіршілік әрекетін нашарлатады;
2) бейтарап мутация -- тіршілік үдерістерінде өзгеріс болмайды немесе дәл осы орта жағдайларында мәнсіз болады;
3) пайдалы мутация -- өзгерістен ағзаның қандай да бір қасиетінің жақсаруы байқалады;
4) өлтіргіш мутация (летальное) -- ағзаны өлтіріп жібереді. Тұтастай алғанда мутациялардың рөлі өте зор. Тірі ағзаларға жаңа сапалар мен қасиеттердің көрініс беруінің жалғыз көзі дәл осы мутациялар болып табылатынын атап көрсету керек. Мутациялардың басым көпшілігі ағза үшін зиянды болғанымен, олардың аздаған бөлігі жаңа пайдалы белгілердің байқалуына жеткізе алады. Атап айтқанда, олар табиғи және қолдан сүрыптаулар үшін негізгі ма-териал береді. Мұндай пайдалы мутациялар табиғи сұрыптаумен сақталып қалады және орнығады. Өрине бірлі-жарым өзгерістердің байқалуы бірден жаңа түрдің пайда болуына жеткізе алмайды. Алайда олардың үрім-бұтақтар қатарында біртіндеп жинақталуынан үрім-бұтақ ерте ме, кеш пе өздерінің ататектерінен ерекшеленеді.
Мутациялар байкалу дәрежесі бойынша басым (егер олар өлтіргіш болса, өлім басталады) және басылыңқы (шала өлікті, тіршілікке бейімділігі төмендейді) болады.
Белгі сипаты немесе мутацияға ұшырайтын касиеттері бойынша олар морфологиялық (құрылысының өзгеруі), физиологиялық (мүше жұмысы күйінің өзгеруі) және биохимиялық (биохимиялық үдерістердің өзгеруі) үдерістерге бөлінеді.
Мутациялық үдеріссіз тірі жүйелер эволюциясының болуы да мүмкін емес. Тіршілік бір рет пайда болып, сол қалпында қалар еді. Егер тіпті қоршаған орта өзгерістерінде сақталып қалған ағзалар тек өз көшірмесін ғана ұдайы өндіріп, жаңа формаларды ешқашан бере алмас еді. Тұқымқуалау ақпаратының берілуі дәлме-дәл жеткілікті болуы қажет, дегенмен өзгерістердің аздаған мүмкіндігі де қатысуы қажет. Мутант терминіне байланысты оны едетте құбыжық немесе балағат сөз ретінде пайдаланады. Дегенмен алғашқы тірі прокариотты жасушадан басқа барлық дарақтар біріне-бірі біршама мутанттар. Мутацияның салдарынан аллельді гендер де пайда болады. Олардың саны екімен шектеле алмайды. Мәселен, дрозофиланың көз реңінің гені бойынша мутантты аллельдің 12 типін ажыратады. Мутациялардың арқасында біз көріп жүрген жер бетіндегі өмір сан алуандығы тіршілік етеді.
Мутациялардың себептері мутагендік факторлар немесе мутагендік деп атау мақұлданған. Олар химиялық немесе физикалық мутагендер бола алады. Олардың байқалу әрекеті -- мутациялар санының артуы. Мәселен, кейбір электромагнитті сәуле шығару, ультракүлгін, рентгендік және радиоактивті сәуле шығару түрлерінің физикалық мутагендер екені бүгінгі күні нақтылы белгілі. Бұдан басқа мутагендік әсер туғызатын химиялық заттар, мысалы, азотты қышқыл, анилин жөне кейбір күкірті бар қосылыстар бар. Қоршаған ортаның ластану дәрежесінің арта түсуіне байланысты мутагенездің апатты жағдайда өсуі туралы сөз барған сайын жиілей түсті.
Тірі ағзалардың жалпы қасиеті өзгергіштік өз ататектерінен ерекше болады. Тұқымқуалаушылық негізіндегі сияқты өзгергіштік негізіндегі тетіктер де бірдей [10,158б.]
Өзгергіштік тұқымқуалайтын және тұқымқуаламайтын-модификациялы болып бөлінеді. Модификациялық өзгергіштік кезінде өзгергіштік тек қана дарақтың сыртқы түрінде алмасады, гендер және хромосомаларға тимейді. Мұндай өзгерістер үрім-бұтаққа берілмейді және эволюцияда рөл атқармайды, алайда дарақтың тірі қалуына себепші болады.
Тұқымқуалау өзгергіштігі үйлесімді және мутациялық өзгергіштік болып бөлінеді. Үйлесімді өзгергіштік кезінде басқа мутациялы дарақтарда жоқ мүлде жаңа белгілер немесе қасиеттер пайда болады.
1.2 Фенотиптік немесе тұқым қуаламайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері
Генотиптері ұқсас, бірақ әр түрлі орта жағдайларында өсіп дамитын организмдердің фенотиптері түрліше болып қалыптасады. Дарақтардың осылайша фенотипті жағынан әр түрлі болып өзгеруін модификациялық өзгергіштік деп атайды. Модификациялық өзгергіштіктің өзі белгілі бір реакция нормасымен шектеледі, яғни организм белгілерінің өзгеруінің белгілі бір шамасы болады. Мысалы, сиырдың үш қасиетін алайық: оның сүттілігі азығы мен күтіміне тығыз байланысты. Дұрыс рацион құрып, қажетті мөлшерде азықтандыра отырып оның сүтін молайтуға болады. Бұл тез және көп өзгеретін қасиет. Ал сүтінің майлылығы сүттілікке қарағанда азық және күтім жағдайларына аз мөлшерде байланысты және ол сиырдың тұқымына тән біршама тұрақты қасиет. Дегенмен, құнарлы азық беру арқылы оны да аздап өзгертуге болады. Анағұрлым аз өзгеретін, тұрақты белгі -- сиырдың түсі. Бірақ сиыр жүнінің түсін сыртқы орта жағдайларына мүлдем байланыссыз деуге болмайды, ол да аздап болса өзгереді. Бұдан біз қандай белгі-қасиет болсын сыртқы ортаның әсерінен белгілі бір мөлшерде модификациялық өзгергіштікке ұшырайтындығын көреміз.
Модификациялық өзгергіштік организмнің көбею жолдарына, қандай биологиялық түрге жататындығына және өсу ортасына байланысты. Ол жер бетіндегі барлық тірі организмдерде болады.
Модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруіне байланысты емес, сондықтан олар тұқым қуаламайды. Бірақ гендердің қызметіне және ферменттердің белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, төменгі температурада кейбір ферменттердің белсенділігі кемиді. Соған байланысты зат алмасу процесі өзгереді де, организмнің өсіп-дамуы баяулайды. Олай болса, сыртқы орта факторларының әсерінен көптеген физиологиялық, биохимиялық және морфологиялық процестер өзгереді. Бірақ бұлар тек фенотиптік қана өзгерістер. Себебі мұндай жағдайда гендердің құрылымында ешқандай өзгеріс байқалмайды [15,142б.]
Тағы да бір айта кететін жай, жоғарыда келтірілген модификациялық өзгергіштіктің реакция нормасы, яғни белгі-қасиеттердің өзгеру шамасы генотип арқылы анықталады.
Модификациялық өзгергіштікті зерттеудің статистикалық әдістері. Өткен тақырыпта организм белгілерінің сыртқы орта жағдайларының әсерінен әр түрлі мөлшерде өзгеретіндігі туралы айтылды. Енді осыған зер салып қарайық. Мысалы, бір ағаштан үзіп алынған жапырақтардың ұзындығы мен енін өлшесек, олардың әр түрлі екендігіне көз жеткіземіз. Бұл жапырақтардың өсіп-дамуына орта жағдайлары, күннің түсуі, қоректік заттар мен судың тамыр арқылы жеткізілуі және т.б. бірдей әсер етпейтіндігіне байланысты болатын өзгергіштік. Егер жапырақтарды ұзындығы бойынша ең кішісінен үлкеніне дейін бір қатарға орналастыратын болсақ, бұл белгінің өзгергіштік қатарын көреміз (1-сурет).
1-сурет. Лавршие жапырақтарының өзгермелі нұсқа қатары (жапырақ ұзындығы сан арқылы көрсетілген)
Мұны вариация қатары деп атайды. Ол варианттардан тұрады, сонда вариант дегеніміз -- белгі дамуының жеке көрінісі. Мұндай модификациялық өзгергіштік статистикалық әдіспен зерттеліп анықталады. Мысал ретінде бидай масағындағы масақшалар санының өзгергіштігін қарастырайық. Зерттеу үшін таңдамастан 100 масақты алып, олардың әрқайсысындағы масақшалардың санын есептейміз. Сонда өзгергіштіктің шамасы 14 пен 20-ның аралығында болатындығын көреміз. Соның ішінде масақшаларының саны 16 -- 18 болып келетін масақтар жиі, ал сандары жоғары немесе төмен болып келетіндері сирек кездеседі. Ол есептеулердің нәтижесі мынадай:
Кестедегі жоғары цифрлар азынан көбіне қарай орналасқан варианттар қатарын, ал төменгі цифрлар варианттардың кездесу жиілігін көрсетеді. Бұл цифрлардың бәрін қоссақ, бастапқы алынған 100 масаққа сәйкес келеді. Вариация қатарында орналасқан жеке варианттардың өзгерісін қисық сызық арқылы анық көрсетуге болады (2-сурет).
2-сурет. Бидай масағындағы масақшалар санының өзгермелі нұсқа қисық сызығы
Вариациялық қатардың маңызды бір статистикалық көрсеткіші -- орташа ариф-метикалық шама. Оны табу үшін мына формуланы қолданамыз:
М -- орташа шама, Х -- вариант, -- варианттардың кездесу жиілігі, n -- варианттар саны, -- жиынтық [17,149б.]
Бұл формула бойынша жоғарыда аталған бидай масақшаларының вариация қатарының орташа шамасын былай есептеп шығарамыз:
Сонымен, орташа арифметикалық шама 17,13-ке тең болып шықты.
Алайда, орташа арифметикалық шама өзгергіштіктің сипатын анық көрсете алмайды. Себебі орташа шамасы бірдей екі вариациялық қатардың өзгергіштігі әр түрлі болып келуі мүмкін. Белгінің өзгеру деңгейін сипаттайтын келесі бір көрсеткіш -- ол орташа квадраттық ауытқу ( -- сигма). Оны мына формула бойынша табамыз:
Мұнда орташа шамамен әр жеке варианттардың айырымдары квадраттарының жиынтығы (n -- 1)-ге бөлініп, түбір астынан шығарылады.
Математикалық статистиканың заңдылығы бойынша кез келген кездейсоқ шама орташа шамадан Ғ3,0-дан артыққа ауытқымауы керек. Сондықтан орташа квадраттық ауытқудың негізінде орташа арифметикалық шаманың қателігі (М Ғ m) анықталады. Ол мынадай формуламен есептеледі:
Ең соңында, осы көріністердің негізінде пайыз бойынша белгілердің өзгергіштігі анықталады. Оны вариация коэффициенті (V) деп атайды. Ол мына формуламен есептеледі:
Мысалы, бидайды алып, екі белгісінің -- масағының ұзындығы мен масақшалар санының модификациялық өзгергіштігін зерттейік. Аталған белгілердің вариация коэффициенттерін салыстыру арқылы олардың өзгеру шамасын анықтай аламыз.
Сонымен, модификациялық өзгергіштікке нақты сипаттама беру үшін зерттелетін объект бойынша алынатын дарақтардың саны көп болуы керек. Сонда ғана жоғарыда көрсетілген статистикалық әдіс өзінің оң нәтижесін береді. Бұған көз жеткізу үшін арнайы зертханалық жұмыс ұсынылып отыр.
Генотиптері ұқсас, бірақ әр түрлі орта жағдайларында өсіп дамитын организмдердің фенотиптері түрліше болып қалыптасады. Дарақтардың осылайша фенотипті жағынан әр түрлі болып өзгеруін модификациялық өзгергіштік деп атайды. Модификациялық өзгергіштіктің өзі белгілі бір реакция нормасымен шектеледі, яғни организм белгілерінің өзгеруінің белгілі бір шамасы болады. Мысалы, сиырдың үш қасиетін алайық: оның сүттілігі азығы мен күтіміне тығыз байланысты. Дұрыс рацион құрып, қажетті мөлшерде азықтандыра отырып оның сүтін молайтуға болады. Бұл тез және көп өзгеретін қасиет. Ал сүтінің майлылығы сүттілікке қарағанда азық және күтім жағдайларына аз мөлшерде байланысты және ол сиырдың тұқымына тән біршама тұрақты қасиет. Дегенмен, құнарлы азық беру арқылы оны да аздап өзгертуге болады. Анағұрлым аз өзгеретін, тұрақты белгі -- сиырдың түсі. Бірақ сиыр жүнінің түсін сыртқы орта жағдайларына мүлдем байланыссыз деуге болмайды, ол да аздап болса өзгереді. Бұдан біз қандай белгі-қасиет болсын сыртқы ортаның әсерінен белгілі бір мөлшерде модификациялық өзгергіштікке ұшырайтындығын көреміз [10,196б.]
Модификациялық өзгергіштік организмнің көбею жолдарына, қандай биологиялық түрге жататындығына және өсу ортасына байланысты. Ол жер бетіндегі барлық тірі организмдерде болады.
Модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруіне байланысты емес, сондықтан олар тұқым қуаламайды. Бірақ гендердің қызметіне және ферменттердің белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, төменгі температурада кейбір ферменттердің белсенділігі кемиді. Соған байланысты зат алмасу процесі өзгереді де, организмнің өсіп-дамуы баяулайды. Олай болса, сыртқы орта факторларының әсерінен көптеген физиологиялық, биохимиялық және морфологиялық процестер өзгереді. Бірақ бұлар тек фенотиптік қана өзгерістер. Себебі мұндай жағдайда гендердің құрылымында ешқандай өзгеріс байқалмайды.
Модификациялық өзгергіштікті зерттеудің статистикалық әдістері. Өткен тақырыпта организм белгілерінің сыртқы орта жағдайларының әсерінен әр түрлі мөлшерде өзгеретіндігі туралы айтылды. Енді осыған зер салып қарайық. Мысалы, бір ағаштан үзіп алынған жапырақтардың ұзындығы мен енін өлшесек, олардың әр түрлі екендігіне көз жеткіземіз. Бұл жапырақтардың өсіп-дамуына орта жағдайлары, күннің түсуі, қоректік заттар мен судың тамыр арқылы жеткізілуі және т.б. бірдей әсер етпейтіндігіне байланысты болатын өзгергіштік. Егер жапырақтарды ұзындығы бойынша ең кішісінен үлкеніне дейін бір қатарға орналастыратын болсақ, бұл белгінің өзгергіштік қатарын көреміз. Ол есептеулердің нәтижесі мынадай:
Кестедегі жоғары цифрлар азынан көбіне қарай орналасқан варианттар қатарын, ал төменгі цифрлар варианттардың кездесу жиілігін көрсетеді. Бұл цифрлардың бәрін қоссақ, бастапқы алынған 100 масаққа сәйкес келеді. Вариация қатарында орналасқан жеке варианттардың өзгерісін қисық сызық арқылы анық көрсетуге болады.
Вариациялық қатардың маңызды бір статистикалық көрсеткіші - - орташа арифметикалық шама. Оны табу үшін мына формуланы қолданамыз:
М - орташа шама, Х - вариант, - варианттардың кездесу жиілігі, n - варианттар саны, - жиынтық.
Бұл формула бойынша жоғарыда аталған бидай масақшаларының вариация қатарының орташа шамасын былай есептеп шығарамыз:
Сонымен, орташа арифметикалық шама 17,13-ке тең болып шықты.
Алайда, орташа арифметикалық шама өзгергіштіктің сипатын анық көрсете алмайды. Себебі орташа шамасы бірдей екі вариациялық қатардың өзгергіштігі әр түрлі болып келуі мүмкін. Белгінің өзгеру деңгейін сипаттайтын келесі бір көрсеткіш - ол орташа квадраттық ауытқу - сигма). Оны мына формула бойынша табамыз:
Мұнда орташа шамамен әр жеке варианттардың айырымдары квадраттарының жиынтығы (n - 1)-ге бөлініп, түбір астынан шығарылады [11,74б.]
Математикалық статистиканың заңдылығы бойынша кез келген кездейсоқ шама орташа шамадан Ғ3,0-дан артыққа ауытқымауы керек. Сондықтан орташа квадраттық ауытқудың негізінде орташа арифметикалық шаманың қателігі (М Ғ m) анықталады. Ол мынадай формуламен есептеледі:
Ең соңында, осы көріністердің негізінде пайыз бойынша белгілердің өзгергіштігі анықталады. Оны вариация коэффициенті (V) деп атайды. Ол мына формуламен есептеледі:
Мысалы, бидайды алып, екі белгісінің - масағының ұзындығы мен масақшалар санының модификациялық өзгергіштігін зерттейік. Аталған белгілердің вариация коэффициенттерін салыстыру арқылы олардың өзгеру шамасын анықтай аламыз.
Модификациялық өзгергіштік тұқым қуаламайды. Модификациялық өзгергіш деп гендердің, хромосомалардың, генотиптің өзгеруіне байланыссыз, қоршаған орта факторларының әсерінен белгілі бір гендердің көрінуін, осылай фенотиптің өзгеруін айтады. Сыртқы орта факторларына: температура, ылғал, жарық, қоректік заттар, т.б. жатады. Жануарлар мен өсімдіктердің жеке дамуы барысында морфологиялық, физиологиялық, анатомиялық, биохимиялық және басқа да ерекшеліктерінің өзгеретіні байқалады. Мысалы, француз ботанигі Боннье 120 түрге жататын өсімдіктерді алып, оларға тәжірибе жүргізген. Өсімдіктің әрбір талын алып, оны теңдей етіп, екіге бөлген. Бір жартысын ауа райы жылы, өсіруге қолайлы Париж ботаника бағына отырғызады, ал екінші жартысын таудың басына суық жерге егеді. Төжірибелердің қорытындысы мынадай болады. Парижде отырғызылған жер алмұртының бойы биік болып, таудағысының сабағы қысқарып, жерге жабысып өседі. Ал осы екі географиялық аймақта өскен өсімдіктің тұқымын алып, бірдей үлескіге отырғызғанда, олардың фенотипі (сабағының биіктігі) ата-анасының фенотипінің өзгешелігіне қарамай, бірдей болады. Демек, бұл сыртқы орта факторларының әсерінен өсімдіктің фенотипі өзгергенімен, оның генотипінің өзгермейтінін көрсетеді. Модификациялық өзгергіштіктің бір ерекшелігі осында.
Өздеріңе белгілі картоп өсімдігін алайық. Ол вегетативті жолмен көбейеді. Барлық өсімдіктердің генотипі бірдей. Бір үлескіде бір түйнектен өсіп шыққан картоптың барлығы бірдей бола ма? Көп есімдіктер бір-бірінен бойының биіктігі, түйнектерінің саны, т.б. қасиеттері жағынан әр түрлі болады. Бұл тұкымның себу мерзіміне, қоректік ортаға, тыңайткыштардың түріне, суғару уақытына байланысты.
Организмдерде белгілердің дамуын анықтайтын басты фактор -- генотип. Бірақ белгілердің көріну дөрежесі сыртқы орта факторларына байланысты. Бір организмнің түрлі белгілерінің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеру дәрежесі де әр түрлі болады [2,150б.]
Солтүстік облыста тұратын адамдар еліміздің оңтүстігіндегі демалыс орындарына барып тынығып, күнге қыздырынады. Тынығушылардың терісінің түсі қою қоныр, екіншісінікі -- қола түсті қоңыр, үшіншісінікі -- қызарып қана қояды. Бұл адам генотипінің меланин пигментін қанша мөлшерде синтездеуіне байланысты екеніне және организм белгілерінің қалыптасуына гендер мен сыртқы орта факторларының ортақ әсерінен болатынын көрсетеді.
Мысалы, жемшөпті мол беріп, қораны жылы ұстап, уақтылы суарып, күтіп бақса, ірі қара мал сүтті мол береді. Осымен қатар оның еттілігі де артады, бірақ сүтінің майлылығы өзгермей, бір деңгейде қалады. Орта жағдайының өзгеруіне байланысты модификациялық өзгергіштіктің шегі де түрліше болады. Белгілердің модификациялық өзгергіштік шегін оның реакция мөлшері деп атайды. Бір белгілердің реакция мөлшері кең көлемді болады. Оларға сандық өлшейтін белгілер (бойының биіктігі, дәннің массасы, малдардың еттілігі, сүттілігі, т.б.) жатады. Екінші бір белгілер тар көлемде беріледі. Оларға сапалық белгілер (көздің түсі, адам алақанының, қолының суреті, өсімдіктердің тұқымы мен гүлінің түсі) жатады. Модификациялық өзгергіштік өсіп, дамып келе жаткан организмдегі ферментативті реакцияға орта факторларының әсер етіп, олардын жүру бағытын өзгертуінен туады.
Модификациялық өзгергіштіктің ерекше түріне ұзақ модификациялану жатады. Бұл өзгергіштік сырткы ортаның факторлары өсерінен бірнеше ұрпақ бойы тұқым қуалайды. Мысалы, колорад қоңызының қуыршағына жоғары немесе төмен температурамен әсер еткенде, ересек қоңыздардың денесінің бояуының түсі өзгереді. Бұл белгі бірнеше ұрпақ сақталып, кейіннен бастапқы түсіне қайтадан оралады. Ол температурамен өңделген аналық коңыздан ғана беріледі, аталықтан берілмейді. Ұзақ модификациялану белгілердің цитоплазмалық жолмен тұқым қуалайтынын көрсетеді.
Модификациялық өзгергіштіктің заңдылықтары практикада кеңінен қолданылады. Жылыжайда өсірілген өсімдіктерге қосымша жарық беру арқылы оның өнімділігін арттыруға болады. Ірі қара малдарды күтудің, азықтандырудың мөлшерін сақтау арқылы олардан мол сүт, ет алуға болады. Сонымен генотиптін өзгеруіне байланыссыз, тек сыртқы ортаның әсерінен болатын өзгергіштік модификациялық өзгергіштік деп аталады [1,167б.]
1.3 Генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік, оның себептері мен зерттеу әдістері
Генотиптік өзгергіштік. Организмнің белгілері мен қасиеттерінің өзгеруіне геннің немесе жасушадағы генетиаклық аппараттың басқада элементтерінің өзгеруіне байланысты. Мұндай өзгергіштікті мутация деп атайды. Кейбір жыныс жасушаларында пайда болатын мутация келесі ұрпақтарда да сақталады. Мысалы, гомозиготалы ақ үй қояндарынан қара түсті ұрпақтарының өсіп жетілуі. Генотиптік өзгергіштік кейде гендердің арасында болатын әртүрлі комбинацияларғада байланысты. Яғни гендер бір-бірімен орын алмастырғанда жаңа белгілер мен қасиеттер пайда болуы мүмкін. Мұндай өзгергіштікті комбинативтик өзгергіштік деп атайды. Мутациялық және комбинативтік өзгергіштік тек қана генотиптің өзгеруіне байланысты және ұрпаққаберіледі. Сондықтан оларды генотиптік немесе тұқым қуалайтын өзгергіштік деп атайды.
Мутациялық өзгергіштік - дегеніміз организмнің генотипінің өзгеруіне байланысты болатын, яғни тұқым қуалайтын өзгергіштік. Дарвин тұқым қуалайтын өзгергіштікті табиғи және қолдан сұрыптаудың алғы шарты деп есептеді. Бірақ Дарвиннің тұсында тұқым қуалаушылық туралы тәжірибе жүзінде алынған деректер және оның ұрпаққа берілу заңдылықтары белгісіз елі. Сондықтан әр түрлі формадағы өзгергіштіктерді тұқым қуалау тұрғысынан айыру мүмкін болмады. Өзгергіштіктің түрлері туралы мәселе XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың бас кезінде ғана ғылыми тұрғыдан дәлелденді. Мутация деген терминді ең алғаш 1901 жылы Голландия ғалымы Г де Фриз өзінің Мутациялық теория деп аталатын еңбегінде қолданды. Ол есек шөптің белгілерінің қалыпты жағдайдан ауытқитындығын және бұл ауытқуардың тұқым қуалайтындығын байқады. Г де Фриздің теориясының кейбір мәселелері осы күнге дейін өз мәнін жойған жоқ..Олар:
1. Мутацияның кенеттен пайда болатындығы;
2. Жаңадан пайда болған формалардың тұрақты келетіндігі;
3. Мутациялардың сапалық өзгеріс болып саналатындығы;
4. Мутацияның өзі әр түрлі бағытта - пайдалы да, зиянды да болатындығы;
5. бір рет болған мутацияның қайтадан қайталана алатындығы.
Бірақта Г де Фриздің қателік жақтары да жоқ емес. Ол табиғи сұрыптау мен мутацияны бір-біріне қарсы қойды.Яғни ол мутациядан кейін бірден жаңа түр пайда болады деп есептеді. Шын мәнінде мутация тұқым қуалайтын өзгергіштіктің негізі болып есептеді ал жаңа түр ұзақ уақыт сұрыпталудың нәтижесінде пайда болады. Мутациялар әр түрлі бағытта жүзеге асады. Олардың көпшілігі организмнің тіршілік қабілетін кемітіп жібереді. Кейде өлімге душар етеді, оны летальді мутация деп атайды. Жалпы мутацияны эволюциялық процесстің алғашқы материалдық негізі деп есептеу керек. Бірақ жеке мутациялар түрді өзгерте алмайды. Мутация жыныс жасушаларындағы және хромосома аппаратындағы өзгерістеріне байланысты бірнеше типке бөлінеді.
Мутацияның типтері. Мутациялық процестің өзін секірмелі түрде, яғни кенеттен пайда болатын және индукциялық деп бөледі. . Мутация сыртқы орта факторларының әсерінен пайда болады, оларды мутагендер деп атайды. Мутагендердің үш түрі кездеседі. Олар: физикалық, химиялық және биологиялық мутагендер. Физикалық мутагендерге радиоактивті сәулелер, ультракүлгін сәулелер, лазер сәулелері және т.б. жатады. Химиялық мутагендерге колхицин, этиленимин, никотин қышқылы және т.б. химиялық қосылыстар жатады. Олардың саны қазір 400-ден асады. Өте жоғары концентрациядағы кейбір гербицидтер мен пестицидтер де мутация тудыра алады. Сондықтан гербицидтер мен пестицидтерді шамадан тыс мөлшерде пайдаланбау қажет [6,63б.]
Жасушадағы зат алмасу процесі кезінде түзілетін кейбір ыдырау өнімдері мен организмге тағам арқылы келіп түсетін радиоактивті заттарда да (мысалы, сүйекте жинақталатын стронций, т.б.) мутагендік қасиет болады. Оларды биологиялық мутагендер дейді.
Мутациялық процесті табиғи жағдайда кенеттен пайда болатын секірмелі және мутагендік факторлармен арнайы әсер етуден пайда болған индукциялық деп екіге бөлуге болады. Мутацияның мұндай түрі организмде тұқым қуалайтын өзгергіштікті қолдан жасауға мүмкіндік туғызды.
Мутациялар организмнің қандай жасушаларында пайда болатындығына байланысты генеративтік (жыныс клеткаларындағы) және сомалық (дене клеткаларындағы) болып екіге бөлінеді. Жыныс клеткаларында болатын мутация келесі ұрпаққа тікелей беріледі. Ал сомалық мутация жынысты жолмен көбейетін организмдерде айтарлықтай рөл атқармайды. Себебі дене клеткаларында пайда болатын өзгеріс ұрпаққа берілмейді. Жыныссыз жолмен көбейетін организмде бұл жағдай керісінше болады. Сомалық мутацияны зерттеудің обыр ауруының себептерін білуде маңызы зор. Қазіргі кезде қалыпты клеткалардың обыр клеткаларына айналуы сомалық мутация арқылы жүретіндігі туралы көптеген ғылыми деректер бар.
Генотиптің өзгеру сипатына қарай мутациялар гендік, хромосомалық, геномдық және цитоплазмалық болып бөлінеді.
Гендік мутация. Мутацияның мұндай түрі жекелеген гендерде болады және жиі кездеседі. Гендік мутация ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің орналасу ретінің өзгеруіне байланысты болады. Мысалы, ДНҚ құрамындағы қатар тұрған екі нуклеотидтің орын алмастыруы немесе бір нуклеотидтің түсіп қалуы мүмкін. Соның салдарынан генетикалық код өзгереді де, тиісті белок синтезделмей қалады немесе синтезделген белоктың қасиеті өзгереді. Ол ақыр аяғында келіп, организм белгісінің өзгеруіне апарып соғады. Гендік мутацияның нәтижесінде жаңа аллельдер пайда болады. Оның эволюция мен селекция үшін үлкен маңызы бар. Мысалы, селекцияда өсімдіктердің жаңа сорттарын, жануарлардың тұқымдарын және микроорганизмдердің жаңа түрлерін алу үшін қажетті материал ретінде пайдаланылады. Гендік мутацияның негізінен екі түрін ажыратады: Азотты негіздердің орын ауыстыруына және бір азотты негіздердің ДНҚ құрамынан түсіп қалуына немесе үстеме келіп қосылуына байланысты болатын мутациялар. Мұндай өзгерстердің нүктелік мутация деп те атайды.Олар мынадай жолдармен жүреді:
1. Бір Пуриннің екіншісіне немесе пириммидиннің басқа біреуінен ауыстырылуы. Мұны транзиция деп атайды.
А Г , Т Ц
2. Пуринді пиримиддинге немесе керісінше алмастыру.Оны трансверсия деп атайды.
А Т, А Ц, Г Ц, Г Т
Белгінің өзгеру бағытына қарай гендік мутация мынадай түрлері бар.Олар:
1. Гиперморфты - жабайы типтің аллелі арқылы бақықыланатын биохимиялық өнімдер мөлшерінің азаюы есебінен ген қызметінің әлсіреуі.
2. Неоморфты - жабайы типтің генінің бақылауымен синтезделетін өнімнен өзгеше заттардың түзілуін кодтайтын мутантты аллельдің пайда болуы.
3. Антиморфты - Жабайы типті аллельдің қызметіне қарама қарсы.
Хромосомалық мутация. Хромосомалық мутация түрлі хромосомалық өзгерістер немесе абберацияларға байланысты болады. Бұл жағдайда хромосомалардың құрылымы өзгереді. Ондай өзгерістер хромосома ішілік және хромосома аралық болып келеді. Хромосома ішілік өзгерістерге мыналар жатады [3,98б.]:
1.дефишенсия -- хромосома ұштарының жетіспеушілігі; делеция -- хромосоманың бір бөлігінің үзіліп түсіп қалуы;
2. делеция -- хромосома бөлігінің 180º-қа бұрылуына байланысты гендердің орналасу ретінің өзгеруі;
3.дупликация -- хромосоманың белгілі бір бөлігінің екі еселенуі.
Хромосома аралық өзгерістерге хромосоманың бір бөлігінің оған ұқсас емес басқа бір хромосомамен ауысып кетуі жатады, оны транслокация дейді. Сол сияқты бұған хромосомалар арасында көпірлердің пайда болуын да жатқызуға болады.
Геномдық мутация - дегеніміз жасушадағы хромосомалар санының өзгеруіне байланысты организмнің белгілері мен қасиеттерінде пайда болатын өзгергіштікті айтады. Геном дегеніміз гапплидті хромососадағы гендердің жиынтығы.Енді осы геномдық мутациянын пайда болу жолын қарастырайық. Хромосома санының тұрақтылығын және оның ұрпақтан ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін жасушаның бөлуін механизмдері митоз мен мейоз екендігі белгілі. Бірақ кейбір жағдайда бұл механизмдер бұзылады да, хромосомалар жасушадағы екі полюске теңдей ажырамайды. Соның салдарынан хромосома саны өзгерген жасушалар пайда болады. Геномдық мутация тұтас гаплоидты жиынтықтың немесе хромосомалар санының көбеюіне немесе азаюына байланысты. Организмдерді хромосомалар саны гаплоидты жиынтыққа еселеніп көбеюіне қарай - полиплоидты, ал еселенбесе - анеуплоидты немесе гетероплоидты организмдер деп атайды [12,81б.]
Полиплоидия. Полиплоидты органимздер хромосома санының еселену дәрежесіне қарай 3n - трипдоидті, 4n - тетраплоидті, 5n - пентаплоидті болып бөлінеді. Полиплоидия организмнің түрлі белгілерінің өзгеруіне себеп болады. Сондықтан ол эволюция мен селекция үшін тұқым қуатын өзгергіштіктің маңызды қайнар көзі болып есептеледі. Мысалы, селекционер В.Федоров шығарған қара бидайдың тетраплоидті формасын алсақ, ол диплоидті формасына қарағанда сабағы мықты, дәні ірі салмақты болып өзгерген. Полиплоидияның өзінің екі түрі бар - автоплоидия және аллополиплоидия деп аталады. Егер геномды А деп белгілесек, автодиплоид АА, автотриплоид ААА болады.
Әр текті түрлердің геномдарының еселеніп көбеюінің нәтижесінде пайда болатын полиплоидті организмдер аллополиплоидтар немесе амфиплоидтар деп аталады. Аллополиплоидтар әр текті түрлерді будандастыру кезінде пайда болады. Мысалы, Егер будан дарада А мен В гені болса, одан алынған аллополиплоид ААВВ болып келеді. 1924 жылы тұңғыш рет шомыр мен капустаны будандастыру арқылы Г.Д.Карпченконың тұқымы мықты болып өскен. Жаңа форма систематикалық жағынан әр туысқа жататын өсімдіктердің геномдарының бірігуінәтижесінде шығып отыр. Жалпы полиплоидия ның негізінде өсімдіктердің, оның жеке мүшелерінің көлемі ұлғаяды.
Полиплоидия - жануарларда өте сирек кездесетін құбылыс. Бұл көбінесе жыныстық көбеюі партогенез жолмен жүретін жәндіктерде кездеседі. Мысал ретінде аскариданы, жер құрттарын, көбелектерді алуға болады. Жануарлардың кейбір ұлпаларының сомалық жасушасында мейоз жолымен емс, митоз жолымен көбейеді.
Анеуплоидия немесе Гетероплоидия. Хромосома санының гаплоидті жиынтыққа еселенбей өзгеруініңнәтижесінде пайда болады. Бұл құбылысты алғаш рет К.Бриджес дрозофила шыбыныдарындағы жыныспен тіркесіп тұқым қуу заңдылығын зерттеу барысында байқады. Ол аналық шыбындардың сомалық жасушасынан XXY хромосомалардың (Сонда Y - гі артық ), ал аталықтарынан XO, яғни Y - гі жоқ хромосомаларды тапты. Осыған байланысты дрозофила шыбындырының кейбір белгілерінің (қанаты, көзі және т.б.) кемістікке ұшырайтындығы анықталды.Сонда бір хромосомасы артық жыныс жасушасы қалыпты гаплоидті гаметамен ұрықтанғандахромосома жиынтығы 2n + 1 немесе трисомик зигота түзеді. Ал егер гаметада бір хромасома кем болып келсе, ұрықтану нәтижесінде моносомик, яғни 2n - 1 зигота пайда болады. Мысалы,адамда жыныстық хромосомалардың немесе 21-хромосоманың артық болуы күрделі аномалиялар туғызады [15,60б.]
Кейбір жағдайларда хромосоманың белгілі бір жұбында қосымша жалғыз хромосома емес, екі хромосома (2n + 2) тетрасомик үш хромасома (2n + 3) пентасомик болып ауруға ұшырайды. Хромосомалар санының осылайша артуы немесе кемуі олардың кез-келген жұбында кездесуі мүмкін, сондықтан бірмезгілде қатарынанбірнеше анеуплоидия пайда бола алады.
Анеуплоидия организмнің генотипі мен фенотипінде белгілі бір өзгерістер туғызады, организмнің тіршілік қабілетін төмендейді, өмірі қысқарады, өсімталдығы кемиді және қалыпты диплоилтермен салыстырғанда көптеген морфологиялық айырмашылықтары болады.Жануарларға қарағанда өсімдіктерде анеуплоидия олардың тіршілік қабілетіне оншалық әсер етпейді.Анеуполидия құбылысы соның ішінде нулисомия өсімдіктерде жекелеген хромосомаларды алмастырып, жаңа линиялар алу үшін қолданылады.
Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар заңы. Орыс генетигі Н.И.Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштікті зерттеу барысында систематикалық жағынан бір-біріне жақын тұрған түрлер мен туыстарда кездесетін мутациялардың ұқсас болып келетіндігін анықтады. Соның негізінде өзінің "Тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі ұқсас қатарлар" деп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz