В генетических системах живых организмов различают четыре уровня мутаций, соответствующих изменениям ДНК, хромосом и геномов в целом:

  1. Генные мутации.

  2. Хромосомные мутации.

  3. Геномные мутации.

  4. 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.