ИНДУЦИРОВАННЫЕ И СПОНТАННЫЕ МУТАЦИИ

Ввиду того, что изменения генов, вызванные радиацией, наверняка имеют

случайную природу, не предумышленны и не телеологичны в отношении ценности

конечного результата для организма и его потомков, интересно сравнить их с

так называемыми спонтанными, естественными мутациями. Действительно,

радиационные мутации дают нам критерий того, какими должны быть на самом деле

случайные изменения. Сейчас показано, что у дрозофилы мутации генов,

индуцированные излучением (мы исключаем здесь обнаружимые хромосомные

перестройки), во всех отношениях, по которым было проведено сравнение,

походят на мутации, возникающие естественным путем в лаборатории или в

природе. Они обычно происходят в одном гене, не затрагивая идентичного

аллельного гена, расположенного поблизости. Они примерно также распределяются

по хромосомам. Их эффект может быть как значительным, так и малым и у них

наблюдается примерно такое же соотношение числа полностью летальных и так

назы­ваемых видимых генных мутаций. Таким образом, нет данных о том, что

мутации, индуцированные радиацией, более вредны. Если мы обратим свое

внимание на конкретные гены, то обнаруживается, что в обоих случаях может

возникнуть полная серия разных форм или аллелей этих генов, сходных, а во

многих случаях практически идентичных друг другу. Действительно, если

достаточно долго искать, под действием радиации можно получить точно такую же

мутацию, что и любая естественная мутация. Более того, при всех проверенных

условиях жизни организма эффект оказывается случайным как при облучении, так

и без него, в послед­нем случае он обнаруживается, правда, с гораздо меньшей

частотой. Не означает ли все это однозначным образом, что естественным

мутациям действительно не свойственно давать именно адаптивные формы или даже

различаться в целом в зависимости от естественных условий? Иными сло­вами,

мутацию нельзя описать как макроскопическое событие. Мутации должны возникать

в результате ультрамикроскопических случайных событий молекулярного и

субмолекулярного движения, т. е. индивиду­альных квантовых переходов,

вызванных тепловым возбуждением, если использовать этот термин в широком

смысле. Чтобы отвергнуть этот вывод, остается единственная лазейка, а именно

предположение, что спонтанные мутации вызываются естественной радиацией,

источником которой являются радиоактивные вещества и космические лучи, но

простой расчет (Мотт-Смита и автора в сотрудничестве с другими) показы­вает,

что интенсивность этой радиации совершенно недостаточна для того, чтобы

объяснить большую часть мутаций, возникающих у большинства организмов.

Но утверждение, что большинство естественных мутаций является результатом

квантовых переходов, вызванных тепловым движением, и что, кроме того, для

возникновения мутации необходимо достигнуть опреде­ленного

энергетического уровня, не означает, как это, по-видимому, подра­зумевают

некоторые авторы, что никакие физико-химические условия внутри и вне

организма, кроме температуры, не оказывают влияния на частоту их

возникновения. То, что такие обстоятельства могут играть заметную роль, было

очевидно с самого начала, когда при исследовании спонтанной частоты мутаций

было обнаружено (в 1921 г., опубликовано в 1928 г.), что в одной генетической

линии частота мутаций раз в 10 боль­ше, чем в другой. Позднее мы обнаружили,

что на разных стадиях жизнен­ного цикла одного и того же организма частота

мутаций может сильно отличаться. И наконец работа Ауэрбах и Робсона показала,

что горчичный газ и родственные вещества могут вызывать мутации с такой же

высокой частотой, как и большие дозы рентгеновых лучей. Однако во всех этих

случаях эффект также подвержен случайным колебаниям; каждое инди­видуальное

событие неконтролируемо и неадаптивно.

Следует еще отметить в связи с этим, что не при всех условиях гены одинаково

подвержены мутационному действию даже рентгеновых лучей. Например, гены

спирализованных хромосом спермиев изменяются легче генов, находящихся в более

обычном состоянии «покоя».Мы уже упомина­ли о том, что ультрафиолетовые лучи,

как показал Свенсон, кроме соб­ственного мутационного действия, подавляют

процесс разрывов хромосом или во всяком случае процесс воссоединения

разорванных участков в новом, жизнеспособном порядке. В недавних же опытах

Холлендера и Кауфмана было показано, что инфракрасные лучи обладают

противо­положным действием. Стадлер в своей замечательной работе по

возникно­вению мутаций у злаков, начатой независимо от нас, получил данные,

что на этом объекте рентгеновы лучи в применяемых дозах не вызывают заметного

увеличения частоты генных мутаций, но индуцируют значи­тельное количество

разрывов хромосом, приводящих и к крупным и к мел­ким перестройкам участков

хромосом. Либо у этого объекта гены более стабильны к действию рентгеновых

лучей, чем к тепловому возбуждению, либо одновременно с генным изменением

рентгеновы лучи вызывают разрыв или потерю. С другой стороны, генные мутации,

подобные тем, которые спонтанно возникают у этих растений, вызываются более

мягкими квантами ультрафиолетового излучения.

Мне кажется, что мы должны были ожидать таких вариаций эффектив­ности. Они не

затрагивают выв ода о случайной, квантовой природе собы­тия, которое обычно

является началом генной мутации. Существование этих вариации позволяет

надеяться, что дальнейшее их изучение поможет лучше понять природу

мутационного процесса, а также генетического материала, подверженного

изменению.

Поиск по сайту: