Инновационная деятельность Орловского регионального биотехнологического центра сельскохозяйственных растений

3.4 Значение мутаций для эволюции, селекции и медицины

Основы понимания роли М. в эволюции были заложены в 20-х гг. 20 в. работами советского генетика С.С. Четверикова, английских учёных Дж. Холдейна и Р. Фишера и американского учёного С. Райта, положивших начало развитию эволюционной генетики. Было показано, что все наследственные изменения, служащие материалом для эволюции, обязаны М. (комбинативная изменчивость, возникающая путём образования новых сочетаний генов при скрещивании, в конечном счёте, тоже есть следствие М., обусловливающих генетические различия скрещивающихся особей). В отличие от модификаций, М. не являются однозначной реакцией на вызывающее их воздействие: один и тот же мутагенный фактор приводит к возникновению разнообразных М., затрагивающих те или иные признаки организма и изменяющих их в разных направлениях. Поэтому сами по себе М. не имеют адаптивного характера. Однако постоянно возникающие у любого вида живых существ М., многие из которых к тому же длительно сохраняются в популяции в скрытом виде (рецессивные М.), служат резервом наследственной изменчивости, который позволяет естественному отбору перестраивать наследственные признаки вида, приспосабливая его к меняющимся условиям среды (изменению климата или биоценоза, переселению в новый ареал и т. П.) Т. о., адаптивность эволюционных изменений -- следствие сохранения естественным отбором носителей тех М. и их сочетаний, которые оказываются полезными в данной обстановке. При этом М., бывшие в одних условиях вредными или нейтральными, могут оказаться полезными в изменившихся условиях. Наибольшее значение для эволюции имеют генные М. Несмотря на относительную редкость М. каждого гена, общая частота спонтанных генных М. весьма значительна, т. к. генотип многоклеточных организмов состоит из десятков тысяч генов. В результате ту или иную генную М. несёт большая доля образуемых организмом гамет или спор (у высших растений и животных эта доля достигает 5 30%), что создаёт предпосылки для эффективного действия естественного отбора. Хромосомные перестройки, затрудняющие рекомбинацию, инверсии и транслокации способствуют репродуктивной изоляции отдельных групп организмов и их последующей дивергенции ; дупликации ведут к увеличению числа генов в генотипе и возрастанию их разнообразия вследствие происходящей затем дифференциации генов в дуплицированных участках хромосом. Полиплоидия играет большую роль в эволюции растений; при этом, помимо репродуктивной изоляции, она в ряде случаев восстанавливает плодовитость бесплодных межвидовых гибридов.

С разработкой способов искусственного мутагенеза открылась возможность значительного ускорения селекции -- селекционерам стал доступен гораздо больший исходный материал, чем при использовании редких спонтанных мутаций. В 1930 советские учёные А.А. Сапегин и Л.Н. Делоне впервые применили ионизирующую радиацию в селекции пшеницы. В дальнейшем методами радиационной селекции были выведены новые высокоурожайные сорта пшеницы, ячменя, риса, люпина и др. с.х. растений, ценные штаммы микроорганизмов, используемых в промышленности. В селекции с хорошими результатами применяются и химические мутагены.

Геномные М., хромосомные перестройки и генные М. -- причина многих наследственных заболеваний и врождённых уродств у человека. Поэтому ограждение человека от действия мутагенов важнейшая задача. Огромное значение в этом отношении имело осуществлённое по инициативе СССР запрещение испытаний ядерного оружия в атмосфере, загрязняющих окружающую среду радиоактивными веществами. Очень важно тщательное соблюдение мер защиты человека от радиации в атомной индустрии, при использовании радиоактивных изотопов, рентгеновских лучей и т. п. Необходимо изучение возможного мутагенного действия различных новых лекарственных средств, пестицидов,химических препаратов, применяемых в промышленности, и запрещение производства тех из них, которые окажутся мутагенными. Профилактика вирусных инфекций имеет значение и для защиты потомства от мутагенного действия вирусов.

Основные принципы эволюционной теории заложил Чарльз Дарвин в своей самой революционной работе - "Происхождение видов". Самым важным его выводом был вывод об основной направляющей силе эволюции - ею признавался естественный отбор. Другими словами - выживает сильнейший (в широком смысле этого слова). Забегая вперед, замечу, что любой эволюционный алгоритм имеет такой шаг, как выделение самых сильных (полезных) особей. Вторым, не менее важным выводом Дарвина был вывод об изменчивости организмов. Аналогом данного закона у всех эволюционных алгоритмов является шаг генерации новых экземпляров искомых объектов (решений, структур, особей, алгоритмов).

Заключение

Использование биотехнологии в сельском хозяйстве ориентировано на стабильное развитие сельскохозяйственного производства, решение проблемы продовольственной безопасности, получение высококачественных, экологически чистых продуктов питания, переработку отходов сельскохозяйственного производства, восстановление плодородия почв. Именно на эти цели ориентирована деятельность Орловского регионального центра сельскохозяйственной биотехнологии, созданного на базе Орловского государственного аграрного университета.

В ходе прохождения практики в лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии я ознакомилась с основными направлениями ее научно-исследовательской деятельности, а также ее организационной структурой. Занималась изучением качества свекловичного жома, для использования его в качестве субстрата для получения биогаза.

На основе изученного материала, можно сделать вывод, что Орловский государственный аграрный университет является крупным, динамично развивающимся учебно-методическим, научно-исследовательским и культурным центром России, ведущим исследования по приоритетным направлениям развития науки.

Список литературы

1) Супермутагены. Сб. ст., М., 1966; Лобашев М.Е., Генетика, 2 изд., Л., 1967, гл. 11, 14; Гершкович И., Генетика, пер. с англ., М., 1968, гл. 11--14, 30, 31;

2) Сойфер В.Н., Молекулярные механизмы мутагенеза,М., 1969; Дубинин Н.П., Общая генетика, М., 1970, гл. 17, 20;

3) Ратнер В.А., Принципы организации и механизмы молекулярно-генетических процессов, Новосиб., 1972, гл. 3;

4) Serra J.A., Modern genetics, v. 3, L.-N.Y., 1968, ch. 20--22 (Серра Ю.А., современная генетика, v. 3, L.-N.Y., 1968, ch. 20-22);

5) Auerbach C., Kilbey B.J., Mutation in Eukaryotes, «Annual Review of Genetics», 1971, v. 5, p.163(Ауэрбах с., Килбейном B. J., мутации в клетках Эукариот, «Annual Review of Genetics», 1971, v. 5, p.163);

6) Banks G.R., Mutagenesis: a review of some molecular aspects, «Science Progress», 1971, v. 59, № 236 (Банкс Г.Р., Мутагенез: обзор некоторые молекулярные аспекты, «Прогресс науки», 1971, т. 59, № 236).

7) Ауэрбах Ш., Проблемы мутагенеза, пер. с нем., М.: 1978;

8) Томилин Н.В., Генетическая стабильность клетки, 1983.

9) Хесин Р.Б., Непостоянство генома, мутации, 1984г.

10) Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернив Л.С., Общая генетика, мутации, 1985 Г.Б. Завильгельский

Приложение 1

Размещено на Allbest.ru