120. Можно ли определить частоту мутаций?

Учесть все мутации, возникающие в организме, практически невозможно, особенно у высокоорганизованных многоклеточных организмов. Частоту же мутирования отдельных генов, контролирующих хорошо изученные в генетическом отношении признаки и свойства организма, можно учесть достаточно точно.

У микроорганизмов, например, легко определяется частота обратных мутаций. Ауксотрофные мутанты (А → а) утрачивают способность синтезировать определенное вещество, необходимое для нормального роста, и на питательной среде, лишенной этого вещества, культура не растет. Значит, если на такой среде появляются растущие колонии, то у них восстанавливается способность синтезировать данное вещество в результате обратной мутации. Число таких колоний относительно общего числа высеянных бактерий говорит о частоте мутирования определенного гена. Если, например, посеяно 10⁸ живых бактерий, а выросло на селективной среде 25 колоний, то частота мутации равна 25/10⁸ = 2,5 · 10⁷.

У дрозофилы частота видимых мутаций определяется методом сцепленных ХХ-хромосом, рецессивных и сцепленных с полом летальных - методом СlВ (рис. 31) и Мёллер-5 аутосомных летальных - методом сбалансированных деталей. На основании использования этих методов было установлено, что частота спонтанных летальных мутаций приблизительно 1,2%, а летальные мутации составляют 20-25% всех мутаций. Таким образом, общая частота мутаций около 5%, т. е. одна гамета из двадцати несет мутацию. Принято считать, что средняя частота мутаций гена 10^-5 - 10^-7.

Рис. 31. Определение частоты мутаций методом СlВ: 1 - самец погибает; 2 - самец погибает при наличии летали

Учет мутаций у человека проводится двумя методами - прямым и непрямым. Прямой метод применим в основном к доминантным мутациям. Он сводится к регистрации частоты детей с ярко выраженными доминантными признаками, которые родились от родителей, не имевших этих признаков. Правда, прежде необходимо убедиться, что 1) пенетрантность, т. е. частота проявления аллеля определенного гена у разных особей родственной группы организмов данного гена, полная^*; 2) данный признак никогда не возникает под действием рецессивных аллелей; 3) признак не порождается ненаследственными факторами; 4) признак обусловлен доминантным геном только одного локуса. Если хотя бы одно из перечисленных условий не подтверждено, результаты подсчета частоты мутирования гена окажутся неточными.

^* (При полной пенетрантности мутантный ген проявляет свое действие у каждой особи, обладающей им.)

Частоту мутаций правильнее выражать не числом родившихся мутантных особей, а числом мутантных аллелей. Так, если мутантный организм появляется с частотой 1 особь на 12 тыс., то частота мутантного аллеля (один на 24 тыс.) равна 4·10^-5.

Непрямой метод основан на генетико-популяционных расчетах.

Применение прямого и непрямого методов дало возможность установить частоту мутирования нормальных аллелей в доминантные патологические для более чем десятка различных генов (табл. 7).

Таблица 7. Частота встречаемости некоторых доминантных аутосомных мутаций у человека