Гомологические ряды. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

С процессами спонтанного мутагенеза связаны проявления наследственной изменчивости у разных систематических групп организмов. Изучая эту проблему, на примере вариации форм культурных растений и их диких сородичей со всех континентов земного шара, Николай Иванович Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости. В основе закона лежит представление об однотипном изменении генов у генетически родственных форм, в результате чего появляются сходные мутации. При этом:

1) виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть параллельные формы у других видов и родов. Чем генетически ближе расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости;
2) целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство.

Таким образом, в свете сформулированного закона, случайные по своей направленности мутации у каждой отдельной особи представляют собой закономерное явление, если рассматривать их с позиций вида, так как спектр этих мутаций у каждого вида предопределен исторически сложившимся генотипом. Как всякий закон он позволяет предсказывать еще не наблюдавшиеся факты и явления, в данном случае — сушествование определенных форм у еще не исследованного вида, на основе данных по изученному, близко родственному в генетическом отношении виду.

гомологичные ряды

Сам Н,И. Вавилов, обнаружив мутантную (без лигулы) по строению листа форму мягкой пшеницы, предположил возможность существования таких же форм у других злаков. Действительно, были найдены кукуруза, овес, просо, ячмень, а также мятлик и пырей с аналогичной мутацией.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости был восторженно встречен современниками, которые услышали его в докладе Н.И. Вавилова на 3-м Всероссийском селекционном съезде в 1920 г. В течение следующих 10 лет его положения активно разрабатывали и использовали растениеводы, морфологи и систематики. Однако к 40-м годам XX века интерес исследователей и практиков к закону стал угасать. Это объясняется тем, что наиболее популярным объектом у генетиков в то время стали микроорганизмы. При их изучении у самых разных бактерий и низших грибов были получены ряды фенотипически подобных мутаций, затрагивавшие одинаковые пищевые потребности (например, в аденине, триптофане и других аминокислотах).

Эти результаты на время обесценили закон, придали ему вид общеизвестной, избитой истины. Такое положение дел сохранялось до тех пор, пока не началось прямое изучение гомологии генов на молекулярном уровне.

Анализ аминокислотной последовательности некоторых белков (в частности, гемоглобина и цито-хрома) у разных видов организмов показал их существенное сходство, что свидетельствовало о гомологии кодирующих данные аминокислотные последовательности генов. Разработанные и получившие широкое распространение в конце XX века методы секвенирования ДНК и клонирования генов дали огромный массив данных, позволивших реально судить о степени сходства большого количества генов. Оказалось, что для ряда генов, ответственных за метаболизм, гомология прослеживается не только у эукариот, но в некоторых случаях распространяется и на гены прокариот.

Кроме того, сопоставление генетических карт целого ряда млекопитающих выявило удивительное сходство расположения генов в одной хромосоме (синтению) у человека, мыши, кошки и коровы, а также в случае еще более далеких между собой видов: например, человека и курицы.

Факты, подтверждающие высокую степень гомологии генов у близких видов либо гомологию отдельных генов у представителей разных классов, видов и родов, уже сейчас весьма многочисленны, в свете чего гомологичные гены разных видов принято обозначать одинаковыми символами (например, в пределах класса млекопитающих за основу берется номенклатура генов человека).

- Читать далее "Антимутагены. Ингибиторы мутагенеза."

Оглавление темы "Мутагенез. Внехромосомная наследственность.":
1. Закономерности спонтанных мутаций. Течение спонтанного мутационного процесса.
2. Гомологические ряды. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
3. Антимутагены. Ингибиторы мутагенеза.
4. Выявление мутагенов. Мутагенные факторы окружающей среды.
5. Тестирование на мутагенность. Стратегия тестирования на мутагенность.
6. Генотоксичность. Тест системы на генотоксичность.
7. Стандартизация тест систем на мутагенность. Современные тесты мутагенности.
8. Нехромосомная наследственность. Наследственность не связанная с хромомсомами.
9. Хлоропласт. Пластидный или хлоропластный геном.
10. Митохондрии. Митохондриальный геном.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: