В генетических системах живых организмов различают четыре уровня мутаций, соответствующих изменениям ДНК, хромосом и геномов в целом:
Генные мутации.
Хромосомные мутации.
Геномные мутации.
Системные мутации.
Генетические изменения на этих четырёх уровнях бывают количественными и качественными (таблица 2.1).
Таблица 2.1. Схема мутационных изменений
|
Гены (генные мутации) |
Хромосомы (хромосомные мутации) |
Геномы (геномные и системные мутации) |
Изменения в количестве генного материала |
Делеции Дупликации |
Делеции Дупликации Гетероплоидия (анеуплоидия) |
Дупликации (автополиплодия) |
Изменения в качестве генного материала |
Замена нуклеотидов Трансдукция Инверсия Конверсия |
Инверсии Транслокации Робертсоновские слияния |
Объединение геномов (аллополиплодия) Архитектоника геномов Реорганизация хромоцентра |
Генные мутации – изменения молекулярной структуры ДНК (реже РНК), возникающие в результате замен, вставок или выпадения (делеций) нуклеотидов.
Эволюционно это самый первый тип мутаций, возникший у живых организмов как главное свойство жизни – конвариантная редупликация. У гаплоидных организмов любая вновь возникшая мутация, имеющая фенотипический эффект, сразу «проверяется» естественным отбором и либо сохраняется, либо элиминируется. У диплоидных организмов с половым процессом судьба вновь возникшей мутации определяется ее свойствами: доминантность – рецессивность; пенетрантность – экспрессивность; адаптивность – нейтральность и др.
Генные мутации, и в частности наиболее распространенные среди них – замены нуклеотидов, принципиально отличаются от всех других типов мутаций тем, что они могут повторно возникать в одних и тех же генах.
Второй важный аспект таких мутаций заключается в том, что мутирование может осуществляться в прямом и обратном направлении (аллель А мутирует в аллель а и аллель а мутирует в аллель А). Обычно прямое мутирование встречается значительно чаще, чем обратное.