Keitä ovat mutantit? Nämä ovat eläviä organismeja, joiden DNA:ssa on tapahtunut tiettyjä muutoksia, jotka ovat tehneet niistä erilaisia kuin vastineensa. Miten DNA:ssa esiintyy mutaatioita tai virheitä, mitä vaikutuksia niillä voi olla ja miten ne vaikuttavat kehoon kokonaisuutena?
Mitä ovat mutaatiot?
Oletko koskaan miettinyt, miksi sinulla on ruskeat hiukset ja siniset silmät, kun veljesi on vaalea ja ruskeasilmäinen? Se liittyy DNA:han, geneettiseen koodiin, joka tulee vanhemmiltamme. Joskus DNA:ssa tehdään virheitä, kun se replikoituu tai kopioidaan jokaisen solunjakautumisen yhteydessä. Kun näin tapahtuu, prosessi voi vaikuttaa ulkonäköömme ja jopa käyttäytymiseemme.
Organismin DNA vaikuttaa siihen, miltä se näyttää ja käyttäytyy, sen fysiologiaan. DNA:n muuttuminen voi aiheuttaa metamorfoosia kaikilla elämänalueilla. Ajattelemme mutaatioita usein negatiivisena asiana, mutta näin ei aina ole. Nämä virheet tai muutokset DNA:ssa ovat välttämättömiä evoluution kann alta. Ilman niitä kehitystä ei voisi tapahtua. Yleensä mutaatiot eivät ole hyviä tai huonoja, ne ovat vain erilaisia.
Mutaatiot luovat useita eri versioita samastageneettistä tietoa. Niitä kutsutaan alleeleiksi. Juuri nämä erot tekevät jokaisesta meistä ainutlaatuisen luoden vaihtelua hiusten värissä, ihonvärissä, pituudessa, rakenteessa, käyttäytymisessä ja kyvyssämme taistella sairauksia vastaan.
Variaatiot, jotka auttavat organismia selviytymään ja lisääntymään, siirtyvät seuraavalle sukupolvelle. Ja ne, jotka estävät organismin kykyä selviytyä ja lisääntyä, aiheuttavat organismin putoamisen pois populaatiosta – toisin sanoen kuolemaan. Tämä prosessi, jota kutsutaan luonnolliseksi valinnaksi, voi johtaa merkittäviin muutoksiin ulkonäössä, käyttäytymisessä ja fysiologiassa vain muutaman sukupolven aikana.
Mutaatiotyypit
DNA-virheitä on monenlaisia. Mutaatiot voidaan ryhmitellä luokkiin niiden esiintymispaikan perusteella.
- Somaattisia mutaatioita (hankittuja) esiintyy ei-lisääntymissoluissa. Yleensä niitä ei siirretä jälkeläisille. Ne voivat kuitenkin muuttaa solun jakautumista.
- Gemline-mutaatioita esiintyy sukusoluissa. Nämä mutaatiot välittyvät jälkeläisille. Albinismi on esimerkki.
- Mutaatiot voidaan luokitella myös niiden nukleotidisekvenssien pituuden mukaan, johon ne vaikuttavat. Geenitason mutaatiot ovat muutoksia nukleotidien lyhyissä pituuksissa. Ne vaikuttavat fyysisiin ominaisuuksiin ja ovat tärkeitä suuren mittakaavan evoluution kann alta. Esimerkiksi hyönteiset tulevat vastustuskykyisiksi hyönteismyrkkylle DDT toistuvan altistuksen jälkeen.
- Kromosomimutaatiot ovat muutoksia nukleotidien pitkissä pituuksissa. Sillä onvakavia seuraamuksia. Esimerkki on Downin oireyhtymä, jossa kromosomista 21 on kolme kopiota kahden sijaan. Tämä vaikuttaa merkittävästi ihmisen ulkonäköön, kehitystasoon ja käyttäytymiseen.
Keitä ovat mutantteja?
Ihmiset näkevät mutaatiot usein negatiivisessa valossa. Ilman mutaatioita meillä ei kuitenkaan olisi rikasta värinäköä ja muita tarpeellisia ominaisuuksia. Mutaatiot ovat muutoksia geneettisessä koodissasi. DNA on geneettistä materiaalia, jota käytetään koodaamaan tiettyjä fyysisiä ominaisuuksia. Se koostuu neljästä eri molekyylistä, joita kutsutaan emäksiksi. Näitä emäksiä edustavat kirjaimet A, T, C ja G. Ihmisen täydellinen geneettinen koodi sisältää miljardeja emäksiä! Kun nämä perussekvenssit muuttuvat, sitä kutsutaan mutaatioksi.
Jotkin mutaatiot voivat aiheuttaa haitallisia tiloja, kuten Downin oireyhtymän tai Klinefelterin oireyhtymän. Monet mutaatiot ovat kuitenkin hyvänlaatuisia, ja joillakin ei ole merkitystä, koska niitä esiintyy DNA:n alueilla, joita ei käytetä aktiivisesti. Esimerkiksi siniset silmät johtuvat silmän pigmentaatiosta vastuussa olevan proteiinin muutoksesta. Tämä on yksi esimerkki hyvänlaatuisesta mutaatiosta.
Joskus kuitenkin tapahtuu mutaatio, joka antaa yksilölle edun ja on itse asiassa hyödyllinen. Keitä ovat mutantit (katso artikkelin kuva)? Tietyssä mielessä nämä ovat kaikki eläviä organismeja.
Esimerkki hyödyllisestä mutaatiosta
Hyödyllisiä mutaatioita löytyy luonnosta. Esimerkiksi värinäkömme. kloIhmisillä on kolmivärinen näkö, mikä tarkoittaa, että voimme nähdä kolme väriä: punainen, vihreä ja sininen. Monilla eläimillä on kaksivärinen tai yksivärinen näkö, eivätkä ne pysty havaitsemaan kaikkia värejä. Tämä kyky nähdä useita sävyjä on todennäköisesti seurausta hyödyllisestä mutaatiosta, joka tapahtui DNA:ssamme miljoonia vuosia sitten.
Kun ajattelet mutanttia, ajatteletko sci-fi-elokuvia, joissa mutatoidut olennot tulevat voimakkaiksi ja pahoiksi ja yrittävät sitten tuhota maailman? Mitä mutaatiot oikein ovat? Nämä ovat muutoksia solun DNA-sekvenssissä. Kun geenin koodaavassa sekvenssissä tapahtuu mutaatio, tuloksena oleva proteiini muuttuu.
Biologinen näkökulma
Kuka on mutantti biologiassa? Tässä tieteessä, kuten myös genetiikassa, mutantti on organismi tai uusi geneettinen ilmiö, joka johtuu mutaatiosta, joka on muutos organismin geenin tai kromosomin DNA-sekvenssissä. Geneettisten mutaatioiden luonnollinen esiintyminen on olennainen osa evoluutioprosessia. Mutanttien tutkiminen on välttämätön osa biologiaa.
Mutantteja ei pidä sekoittaa organismeihin, jotka ovat syntyneet morfogeneesivirheiden vuoksi. Kehityspoikkeaman vuoksi organismin DNA pysyy muuttumattomana, koska epäonnistumista ei voida siirtää jälkeläisille. Siamilaiset kaksoset ovat seurausta kehityshäiriöistä. Se ei ole mutaatio. Kemikaaleja, jotka aiheuttavat kehityshäiriöitä, kutsutaan teratogeeneiksi. He myösvoivat aiheuttaa mutaatioita, mutta niiden vaikutus kehitykseen ei liity suoraan prosessiin. Mutaatioita aiheuttavia kemikaaleja kutsutaan mutageeneiksi.
