Mitä ovat mutaatiot. Geenimutaatiot: esimerkkejä, syitä, tyyppejä, mekanismeja

Kromosomimutaatiot (muuten niitä kutsutaan poikkeavuuksiksi, uudelleenjärjestelyiksi) ovat arvaamattomia muutoksia kromosomien rakenteessa. Useimmiten ne johtuvat ongelmista, joita esiintyy solun jakautumisen aikana. Altistuminen käynnistäville ympäristötekijöille on toinen mahdollinen syy kromosomimutaatioihin. Katsotaanpa, mitä tällaisten kromosomien rakenteen muutosten ilmenemismuotoja voi olla ja mitä seurauksia niillä on solulle ja koko organismille.

Mutaatiot. Yleiset määräykset

Biologiassa mutaatio määritellään pysyväksi muutokseksi geneettisen materiaalin rakenteessa. Mitä "pysyvä" tarkoittaa? Sen perivät sellaisen organismin jälkeläiset, jolla on mutantti-DNA. Se tapahtuu seuraavalla tavalla. Yksi solu vastaanottaa väärän DNA:n. Se jakautuu, ja kaksi tytärtä kopioivat sen rakenteen kokonaan, eli ne sisältävät myös muuttunutta geneettistä materiaalia. Lisäksi tällaisia ​​soluja on enemmän ja enemmän, ja jos organismi etenee lisääntymiseen, sen jälkeläiset saavat samanlaisen mutanttigenotyypin.

Mutaatiot eivät yleensä jää huomaamatta. Jotkut niistä muuttavat kehoa niin paljon, että näiden muutosten tulos on kohtalokas. Jotkut niistä saavat kehon toimimaan uudella tavalla, mikä vähentää sen sopeutumiskykyä ja johtaa vakaviin patologioihin. Ja hyvin pieni määrä mutaatioita hyödyttää kehoa, mikä lisää sen kykyä sopeutua ympäristöolosuhteisiin.

Määritä mutaatiot geenin, kromosomin ja genomisen. Tällainen luokittelu perustuu geneettisen materiaalin eri rakenteissa esiintyviin eroihin. Kromosomimutaatiot vaikuttavat siis kromosomien rakenteeseen, geenimutaatiot - geenien nukleotidisekvenssit, ja genomiset mutaatiot tekevät muutoksia koko organismin genomiin lisäämällä tai poistaen kokonaisia ​​kromosomeja.

Puhutaanpa kromosomimutaatioista yksityiskohtaisemmin.

Mitä ovat kromosomien uudelleenjärjestelyt?

Sen mukaan, miten tapahtuvat muutokset paikantuvat, erotetaan seuraavat kromosomimutaatiotyypit.

1. Intrakromosomaalinen - geneettisen materiaalin muutos yhdessä kromosomissa.
2. Interkromosomaaliset - uudelleenjärjestelyt, joiden seurauksena kaksi ei-homologista kromosomia vaihtavat osansa. Ei-homologiset kromosomit sisältävät erilaisia ​​geenejä eivätkä tapaa meioosin aikana.

Jokainen näistä poikkeavuustyypeistä vastaa tietyntyyppisiä kromosomimutaatioita.

Poistot

Deleetio on kromosomin osan erottuminen tai häviäminen. On helppo arvata, että tämäntyyppinen mutaatio on kromosomaalista.

Jos kromosomin äärimmäinen osa erotetaan, deleetiota kutsutaan terminaaliksi. Jos geneettistä materiaalia häviää lähempänä kromosomin keskustaa, tällaista deleetiota kutsutaan interstitiaaliksi.

Tämäntyyppinen mutaatio voi vaikuttaa organismin elinkelpoisuuteen. Esimerkiksi tiettyä geeniä koodaavan kromosomin osan menettäminen antaa ihmiselle immuniteetin immuunikatovirusta vastaan. Tämä mukautuva mutaatio syntyi noin 2000 vuotta sitten, ja jotkut AIDS-potilaat onnistuivat selviytymään vain siksi, että heillä oli onnekas kromosomit, joiden rakenne oli muuttunut.

Päällekkäisyydet

Toinen intrakromosomaalisten mutaatioiden tyyppi ovat päällekkäisyydet. Tämä on kromosomin osan kopiointi, joka tapahtuu ns. crossoverin virheen tai solunjakautumisprosessin ylittämisen vuoksi.

Tällä tavalla kopioitu alue voi säilyttää asemansa, kääntyä 180° tai jopa toistaa useita kertoja, jolloin tällaista mutaatiota kutsutaan amplifikaatioksi.

Kasveissa geneettisen materiaalin määrä voi kasvaa juuri useiden päällekkäisyyksien kautta. Tällöin koko lajin sopeutumiskyky yleensä muuttuu, mikä tarkoittaa, että tällaisilla mutaatioilla on suuri evoluutionaalinen merkitys.

Käännökset

Viittaa myös kromosomaalisiin mutaatioihin. Inversio on kromosomin tietyn osan kierto 180°.

Inversion seurauksena käänteinen kromosomin osa voi sijaita sentromeerin toisella puolella (parasentrinen inversio) tai sen vastakkaisilla puolilla (perisentrinen). Sentromeeri on niin sanottu kromosomin ensisijaisen supistumisen alue.

Yleensä inversiot eivät vaikuta kehon ulkoisiin merkkeihin eivätkä johda patologioihin. On kuitenkin oletettu, että naisilla, joilla on yhdeksännen kromosomin tietty osa inversio, keskenmenon todennäköisyys raskauden aikana kasvaa 30%.

Translokaatiot

Translokaatio on kromosomin osan siirtymistä toiseen. Nämä mutaatiot ovat interkromosomaalisia. Translokaatioita on kahdenlaisia.

1. Vastavuoroinen - tämä on kahden kromosomin vaihto tietyillä alueilla.
2. Robertsonian - kahden kromosomin fuusio lyhyellä käsivarrella (akrosentrinen). Robertsonin translokaatioprosessissa molempien kromosomien lyhyet osat menetetään.

Vastavuoroiset translokaatiot johtavat ihmisten hedelmällisyysongelmiin. Joskus tällaiset mutaatiot aiheuttavat keskenmenon tai synnyttävät lapset, joilla on synnynnäisiä kehityshäiriöitä.

Robertsonin translokaatiot ovat melko yleisiä ihmisillä. Erityisesti, jos translokaatio tapahtuu kromosomin 21 osallistuessa, sikiölle kehittyy Downin syndrooma, yksi yleisimmin todetuista synnynnäisistä patologioista.

isokromosomit

Isokromosomit ovat kromosomeja, jotka ovat menettäneet yhden käsivarren, mutta samalla korvanneet sen toisen käden tarkalla kopiolla. Eli itse asiassa tällaista prosessia voidaan pitää deleetiona ja inversiona yhdessä pullossa. Hyvin harvinaisissa tapauksissa tällaisissa kromosomeissa on kaksi sentromeeriä.

Isokromosomeja on Shereshevsky-Turnerin oireyhtymästä kärsivien naisten genotyypissä.

Kaikki edellä kuvatut kromosomimutaatiot ovat luontaisia ​​eri eläville organismeille, mukaan lukien ihmiset. Miten ne ilmenevät?

Kromosomimutaatiot. Esimerkkejä

Mutaatioita voi tapahtua sukupuolikromosomeissa ja autosomeissa (kaikki muut solun kromosomiparit). Jos mutageneesi vaikuttaa sukupuolikromosomeihin, seuraukset organismille ovat pääsääntöisesti vakavia. Synnynnäisiä patologioita, jotka vaikuttavat yksilön henkiseen kehitykseen, ilmenevät yleensä fenotyypin muutoksina. Eli ulkoisesti mutanttiorganismit eroavat normaaleista.

Genomi- ja kromosomimutaatiot ovat yleisempiä kasveissa. Niitä löytyy kuitenkin sekä eläimistä että ihmisistä. Kromosomimutaatiot, joista tarkastelemme alla esimerkkejä, ilmenevät vakavien perinnöllisten patologioiden esiintymisessä. Näitä ovat Wolff-Hirschhornin oireyhtymä, "kissan itku" -oireyhtymä, osittainen trisomiatauti kromosomin 9 lyhyessä käsivarressa ja jotkut muut.

Syndrooma "kissan itku"

Tämä tauti havaittiin vuonna 1963. Se johtuu osittaisesta monosomiasta kromosomin 5 lyhyessä käsivarressa deleetiosta johtuen. Yksi 45 000 vauvasta syntyy tämän oireyhtymän kanssa.

Miksi tämä sairaus on nimeltään? Tästä taudista kärsivillä lapsilla on tyypillinen itku, joka muistuttaa kissan meowia.

Viidennen kromosomin lyhyen käsivarren poistamisen myötä sen eri osat voivat kadota. Sairauden kliiniset ilmenemismuodot riippuvat suoraan siitä, mitkä geenit menetettiin tämän mutaation aikana.

Kurkunpään rakenne muuttuu kaikilla potilailla, mikä tarkoittaa, että "kissan itku" on ominaista kaikille poikkeuksetta. Useimmilla tästä oireyhtymästä kärsivillä on muutos kallon rakenteessa: aivoalueen pieneneminen, kuun muotoiset kasvot. "Kissan itku" -oireyhtymän korvakorut sijaitsevat yleensä matalalla. Joskus potilailla on synnynnäisiä sydämen tai muiden elinten patologioita. Henkinen jälkeenjääneisyys on myös tyypillinen piirre.

Yleensä tätä oireyhtymää sairastavat potilaat kuolevat varhaislapsuudessa, vain 10 % heistä selviää kymmenen vuoden ikään asti. Kuitenkin tapauksia pitkäikäisyydestä "kissan itku" -oireyhtymällä on myös kirjattu - jopa 50 vuotta.

Wolff-Hirshhornin oireyhtymä

Tämä oireyhtymä on paljon harvinaisempi - 1 tapaus 100 000 syntymää kohti. Se johtuu neljännen kromosomin lyhyen varren yhden segmentin deleetiosta.

Tämän taudin ilmenemismuodot ovat erilaisia: fyysisen ja henkisen alueen kehittymisen viivästyminen, mikrokefalia, tyypillinen nokan muotoinen nenä, karsastus, kitalakihalkio tai ylähuuli, pieni suu, sisäelinten epämuodostumat.

Kuten monet muutkin ihmisen kromosomimutaatiot, Wolff-Hirschhornin tauti luokitellaan puolitappavaksi. Tämä tarkoittaa, että organismin elinkelpoisuus tällaisessa taudissa heikkenee merkittävästi. Lapset, joilla on diagnosoitu Wolff-Hirschhornin oireyhtymä, eivät yleensä elä 1-vuotiaaksi, mutta yksi tapaus on kirjattu, kun potilas eli 26 vuotta.

Osittaisen trisomian oireyhtymä kromosomin 9 lyhyessä käsivarressa

Tämä sairaus johtuu yhdeksännen kromosomin epätasapainoisista päällekkäisyyksistä, minkä seurauksena tässä kromosomissa on enemmän geneettistä materiaalia. Yhteensä yli 200 tapausta tällaisista mutaatioista tunnetaan ihmisillä.

Kliinistä kuvaa kuvaavat fyysisen kehityksen viivästyminen, lievä henkinen jälkeenjääneisyys ja tyypillinen ilme. Sydänvikoja löytyy neljänneksellä potilaista.

Kromosomin 9 lyhyen haaran osittaisen trisomian oireyhtymässä ennuste on edelleen suhteellisen suotuisa: useimmat potilaat selviävät vanhuuteen asti.

Muut oireyhtymät

Joskus jopa hyvin pienissä DNA-osissa esiintyy kromosomimutaatioita. Tällaisissa tapauksissa sairaudet johtuvat yleensä päällekkäisyydestä tai deleetiosta, ja niitä kutsutaan vastaavasti mikroduplikaatioksi tai mikrodeleetioksi.

Yleisin tällainen oireyhtymä on Prader-Willin tauti. Se johtuu kromosomin 15 osan mikrodeleetiosta. Mielenkiintoista on, että kehon on saatava tämä kromosomi isältä. Mikrodeleetion seurauksena 12 geeniä vaikuttaa. Potilaat, joilla on tämä oireyhtymä, ovat kehitysvammaisia, lihavia, ja heillä on yleensä pienet jalat ja kädet.

Toinen esimerkki tällaisista kromosomisairauksista on Sotosin oireyhtymä. Mikrodeleetio tapahtuu kromosomin 5 pitkän käsivarren alueella. Tämän perinnöllisen sairauden kliiniselle kuvalle on ominaista nopea kasvu, käsien ja jalkojen koon kasvu, kuperan otsan esiintyminen ja jonkin verran mielenterveysongelmia. hidastuminen. Tämän oireyhtymän esiintymistiheyttä ei ole vahvistettu.

Kromosomimutaatiot, tarkemmin sanoen mikrodeleetiot kromosomien 13 ja 15 alueilla, aiheuttavat vastaavasti Wilmsin kasvaimen ja retinblastooman. Wilmsin kasvain on munuaissyöpä, jota esiintyy pääasiassa lapsilla. Retinoblastooma on verkkokalvon pahanlaatuinen kasvain, jota esiintyy myös lapsilla. Näitä sairauksia hoidetaan, jos ne diagnosoidaan varhaisessa vaiheessa. Joissakin tapauksissa lääkärit turvautuvat leikkaukseen.

Nykyaikainen lääketiede eliminoi monia sairauksia, mutta kromosomimutaatioita ei ole vielä mahdollista parantaa tai ainakaan estää. Ne voidaan havaita vasta sikiön kohdunsisäisen kehityksen alussa. Geenitekniikka ei kuitenkaan pysy paikallaan. Ehkä pian löydetään tapa ehkäistä kromosomimutaatioiden aiheuttamia sairauksia.

Jakso ydin-DNA kahdessa ihmisessä se on lähes 99,9 % identtinen. Vain hyvin pieni osa DNA-sekvenssistä vaihtelee henkilöstä toiseen, mikä tarjoaa geneettistä vaihtelua. Jotkut DNA-sekvenssien erot eivät vaikuta fenotyyppiin, kun taas toiset ovat suoria taudin syitä. Kahden ääripään välillä ovat muutokset, jotka ovat vastuussa geneettisesti ennalta määrätystä fenotyyppisestä vaihtelusta anatomiassa ja fysiologiassa, ruokatoleranssi, vasteet hoitoon tai lääkkeiden sivuvaikutuksiin, herkkyys infektioille, alttius kasvaimille ja ehkä jopa vaihtelu erilaisissa persoonallisuuden piirteissä, urheilullisissa kyvyissä ja taiteellinen kyky. lahjakkuus.

Yksi tärkeimmistä ihmisgenetiikan käsitteitä ja lääketieteellinen genetiikka - että geneettiset sairaudet ovat vain ilmeisin ja usein äärimmäinen ilmentymä geneettisistä eroista, yksi pää jatkuvasta muutosspektristä harvinaisista sairauksia aiheuttavista muunnelmista useammin esiintyvistä taudeille alttiutta lisäävistä muunnelmista yleisimpiin muutoksiin. joilla ei ole selvää yhteyttä sairauteen.

Ihmisten mutaatioiden tyypit

Mikä tahansa muutos DNA:n nukleotidisekvenssissä tai järjestelyssä. Mutaatiot voidaan luokitella kolmeen luokkaan: ne, jotka vaikuttavat solun kromosomien määrään (genomimutaatiot), muuttavat yksittäisten kromosomien rakennetta (kromosomimutaatiot) ja muuttavat yksittäisiä geenejä (geenimutaatiot). Genomimutaatiot ovat muutoksia ehjien kromosomien lukumäärässä (aneuploidia), jotka johtuvat kromosomien erotteluvirheistä meioosin tai mitoosin aikana.

Kromosomimutaatiot- muutokset, jotka vaikuttavat vain osaan kromosomista, kuten osittaiset päällekkäisyydet, deleetiot, inversiot ja translokaatiot, jotka voivat tapahtua spontaanisti tai johtua siirtyneiden kromosomien epänormaalista segregaatiosta meioosin aikana. Geenimutaatiot ovat muutoksia ydin- tai mitokondriogenomin DNA-sekvenssissä, joka vaihtelee yksittäisestä nukleotidimutaatiosta useiden miljoonien emäsparien laajuisiin muutoksiin. Monentyyppisiä mutaatioita edustavat erilaiset alleelit yksittäisissä lokuksissa yli tuhannessa erilaisessa geneettisessä sairaudessa sekä miljoonien DNA-muunnelmien joukossa, joita löytyy koko genomista normaalissa populaatiossa.

Kuvaus eri mutaatioita Se ei ainoastaan ​​lisää tietoisuutta ihmisen geneettisestä monimuotoisuudesta ja ihmisen geneettisen perinnön haavoittuvuudesta, vaan se myös edistää tiedot, joita tarvitaan geneettisten sairauksien havaitsemiseen ja seulomiseen tietyissä riskiperheissä ja joidenkin sairauksien osalta koko väestössä.

Genominen mutaatio, mikä johtaa koko kromosomin katoamiseen tai kaksinkertaistumiseen, muuttaa annosta ja siten satojen tai tuhansien geenien ilmentymistasoa. Samoin kromosomaalinen mutaatio, joka vaikuttaa useimpiin yhteen tai useampaan kromosomiin, voi myös vaikuttaa satojen geenien ilmentymiseen. Pienelläkin geenimutaatiolla voi olla suuria seurauksia riippuen siitä, mihin geeniin se vaikuttaa ja mihin geenin ilmentymisen muutos johtaa. Geenimutaatio koodaavan sekvenssin yksittäisen nukleotidin muutoksen muodossa voi johtaa geeniekspression täydelliseen menetykseen tai proteiinin muodostumiseen, jolla on muuttuneet ominaisuudet.

Jonkin verran DNA muuttuu niillä ei kuitenkaan ole fenotyyppisiä vaikutuksia. Kromosomaalinen translokaatio tai inversio ei välttämättä vaikuta genomin kriittiseen osaan, eikä niillä ole lainkaan fenotyyppisiä vaikutuksia. Mutaatiolla geenin sisällä ei ehkä ole vaikutusta joko siksi, että se ei muuta polypeptidin aminohapposekvenssiä, tai vaikka muuttuisikin, muutos koodatussa aminohapposekvenssissä ei muuta proteiinin toiminnallisia ominaisuuksia. Siksi kaikilla mutaatioilla ei ole kliinisiä seurauksia.

Kaikki kolmenlaisia ​​mutaatioita esiintyy merkittävällä taajuudella monissa eri soluissa. Jos sukusolujen DNA:ssa tapahtuu mutaatio, se voi siirtyä seuraaville sukupolville. Sitä vastoin somaattisia mutaatioita esiintyy satunnaisesti vain osassa tiettyjen kudosten soluja, mikä johtaa somaattiseen mosaiikkiin, jota havaitaan esimerkiksi monissa kasvaimissa. Somaattisia mutaatioita ei voida siirtää seuraaville sukupolville.

Lähes kaikki muutokset kromosomien rakenteessa tai lukumäärässä, joissa solu säilyttää kykynsä lisääntyä, aiheuttaa perinnöllisen muutoksen organismin ominaisuuksissa. Genomin muutoksen luonteen mukaan, ts. haploidiseen kromosomisarjaan sisältyvät geenisarjat erottavat geeni-, kromosomi- ja genomimutaatiot. perinnöllinen mutantti kromosomaalinen geneettinen

Geenimutaatiot ovat molekyylimuutoksia DNA:n rakenteessa, jotka eivät näy valomikroskoopilla. Geenimutaatiot sisältävät kaikki muutokset DNA:n molekyylirakenteessa riippumatta niiden sijainnista ja vaikutuksesta elinkelpoisuuteen. Joillakin mutaatioilla ei ole vaikutusta vastaavan proteiinin rakenteeseen ja toimintaan. Toinen (usein) osa geenimutaatioista johtaa viallisen proteiinin synteesiin, joka ei pysty suorittamaan oikeaa tehtäväänsä.

Molekyylimuutosten tyypin mukaan on:

Poistot (latinan sanasta deletio - tuhoaminen), ts. DNA-segmentin menetys yhdestä nukleotidista geeniin;

Päällekkäisyyksiä (latinan sanasta duplicatio duubling), ts. DNA-segmentin kahdentaminen tai uudelleenkaksoittaminen yhdestä nukleotidista kokonaisiin geeneihin;

Inversiot (latinan sanasta inversio - kääntäminen), ts. DNA-segmentin 180° käännös, jonka koko vaihtelee kahdesta nukleotidista useita geenejä sisältävään fragmenttiin;

Lisäykset (latinan sanasta insertio - liite), ts. DNA-fragmenttien, joiden koko vaihtelee yhdestä nukleotidista koko geeniin, liittäminen.

Geenimutaatiot aiheuttavat useimpien perinnöllisten patologian muotojen kehittymisen. Tällaisten mutaatioiden aiheuttamia sairauksia kutsutaan geeni- tai monogeenisiksi sairauksiksi, ts. sairaudet, joiden kehittymisen määrää yhden geenin mutaatio.

Geenimutaatioiden vaikutukset ovat hyvin erilaisia. Suurin osa niistä ei esiinny fenotyyppisesti, koska ne ovat resessiivisiä. Tämä on erittäin tärkeää lajin olemassaolon kannalta, koska suurin osa uusista mutaatioista on haitallisia. Niiden resessiivinen luonne kuitenkin mahdollistaa niiden säilymisen pitkän aikaa lajin yksilöissä heterotsygoottisessa tilassa vahingoittamatta organismia ja ilmentyä tulevaisuudessa, kun ne siirtyvät homotsygoottiseen tilaan.

Tällä hetkellä monogeenisiä sairauksia on yli 4500. Yleisimmät niistä ovat: kystinen fibroosi, fenyyliketonuria, Duchenne-Beckerin myopatiat ja monet muut sairaudet. Kliinisesti ne ilmenevät aineenvaihduntahäiriöiden (aineenvaihdunta) oireina kehossa.

Samaan aikaan tunnetaan useita tapauksia, joissa vain yhden emäksen muutoksella tietyssä geenissä on havaittava vaikutus fenotyyppiin. Yksi esimerkki on geneettinen poikkeama, kuten sirppisoluanemia. Resessiivinen alleeli, joka aiheuttaa tämän perinnöllisen taudin homotsygoottisessa tilassa, ilmentyy vain yhden aminohappotähteen korvaamisessa hemoglobiinimolekyylin B-ketjussa (glutamiinihappo? ?> valiini). Tämä johtaa siihen, että punainen veri solut, joissa on tällainen hemoglobiini, muuttuvat veressä (pyöristetyistä muuttuvat sirpin muotoisiksi) ja tuhoutuvat nopeasti. Samaan aikaan kehittyy akuutti anemia ja veren mukana kulkeutuvan hapen määrä vähenee. Anemia aiheuttaa fyysistä heikkoutta, sydämen ja munuaisten toimintahäiriöitä ja voi johtaa varhaiseen kuolemaan ihmisillä, jotka ovat homotsygoottisia mutanttialleelin suhteen.

Kromosomimutaatiot ovat kromosomisairauksien syitä.

Kromosomimutaatiot ovat yksittäisten kromosomien rakenteellisia muutoksia, jotka yleensä näkyvät valomikroskoopilla. Suuri määrä (kymmistä useisiin satoihin) geenejä liittyy kromosomimutaatioon, joka johtaa muutokseen normaalissa diploidijoukossa. Vaikka kromosomipoikkeamat eivät yleensä muuta DNA-sekvenssiä tietyissä geeneissä, geenien kopiomäärän muuttaminen genomissa johtaa geneettiseen epätasapainoon, joka johtuu geneettisen materiaalin puutteesta tai ylimäärästä. Kromosomimutaatioita on kaksi suurta ryhmää: kromosomaaliset ja kromosomaaliset (katso kuva 2).

Kromosomin sisäiset mutaatiot ovat poikkeavuuksia yhden kromosomin sisällä (katso kuva 3). Nämä sisältävät:

Deleetiot - yhden kromosomin osan, sisäisen tai terminaalin, menetys. Tämä voi johtaa embryogeneesin rikkoutumiseen ja useiden kehityshäiriöiden muodostumiseen (esimerkiksi deleetio viidennen kromosomin lyhyen käsivarren alueella, joka on nimetty 5p-, johtaa kurkunpään alikehittymiseen, sydänvaurioihin, henkiseen jälkeenjääneisyyteen Tämä oireyhtymä tunnetaan "kissan itku" -oireyhtymänä, koska sairailla lapsilla kurkunpään poikkeavuuden vuoksi itku muistuttaa kissan miau);

Käännökset. Kahden kromosomin katkeamispisteen seurauksena tuloksena oleva fragmentti työnnetään alkuperäiselle paikalleen 180° kierron jälkeen. Tämän seurauksena vain geenien järjestys rikotaan;

Kaksinkertaistuminen - minkä tahansa kromosomin osan kaksinkertaistuminen (tai moninkertaistuminen) (esimerkiksi trisomia 9. kromosomin lyhyessä käsivarressa aiheuttaa useita vikoja, mukaan lukien mikrokefalian, viivästyneen fyysisen, henkisen ja älyllisen kehityksen).

Riisi. 2.

Interkromosomaaliset mutaatiot tai uudelleenjärjestelymutaatiot ovat fragmenttien vaihtoa ei-homologisten kromosomien välillä. Tällaisia ​​mutaatioita kutsutaan translokaatioiksi (latinan sanasta trans - for, through ja locus - place). Se:

Vastavuoroinen translokaatio - kaksi kromosomia vaihtavat fragmenttejaan;

Ei-vastavuoroinen translokaatio - yhden kromosomin fragmentti kuljetetaan toiseen;

? "keskinen" fuusio (Robertsonin translokaatio) - kahden akrosentrisen kromosomin yhdistäminen sentromeerien alueella lyhyiden käsivarsien menetyksellä.

Poikittaisen kromatidin murtuessa sentromeerien läpi "sisarkromatideista" tulee kahden eri kromosomin "peilivarsia", jotka sisältävät samat geenisarjat. Tällaisia ​​kromosomeja kutsutaan isokromosomeiksi.

Riisi. 3.

Translokaatioilla ja inversioilla, jotka ovat tasapainoisia kromosomaalisia uudelleenjärjestelyjä, ei ole fenotyyppisiä ilmenemismuotoja, mutta meioosissa uudelleenjärjestäytyneiden kromosomien erottelun seurauksena ne voivat muodostaa epätasapainoisia sukusoluja, mikä johtaa kromosomipoikkeavuuksilla varustettujen jälkeläisten syntymiseen.

Genomiset mutaatiot, samoin kuin kromosomit, ovat kromosomisairauksien syitä.

Genomimutaatioita ovat aneuploidia ja muutokset rakenteellisesti muuttumattomien kromosomien ploidiassa. Genomimutaatiot havaitaan sytogeneettisin menetelmin.

Aneuploidia on muutos (väheneminen - monosomia, kasvu - trisomia) diploidisen joukon kromosomien lukumäärässä, ei haploidin monikerta (2n + 1, 2n-1 jne.).

Polyploidia - kromosomisarjojen määrän lisääntyminen, haploidin monikerta (3n, 4n, 5n jne.).

Ihmisillä polyploidia, kuten useimmat aneuploidiat, ovat tappavia mutaatioita.

Yleisimpiä genomisia mutaatioita ovat:

Trisomia - kolmen homologisen kromosomin läsnäolo karyotyypissä (esimerkiksi 21. parille, jolla on Downin tauti, 18. parille Edwardsin oireyhtymälle, 13. parille Patau-oireyhtymälle; sukupuolikromosomille: XXX, XXY, XYY);

Monosomia tarkoittaa vain yhden kahdesta homologisesta kromosomista. Kun minkä tahansa autosomin monosomia on, alkion normaali kehitys ei ole mahdollista. Ainoa ihmisen monosomia, joka on yhteensopiva elämän kanssa - monosomia X-kromosomissa - johtaa Shereshevsky-Turnerin oireyhtymään (45,X).

Syynä aneuploidiaan on kromosomien hajoamattomuus solun jakautumisen aikana sukusolujen muodostumisen aikana tai kromosomien menetys anafaasin viivästymisen seurauksena, kun yksi homologisista kromosomeista saattaa jäädä jälkeen muista ei-homologisista kromosomeista liikkeen aikana. napa. Termi ei-hajautus tarkoittaa kromosomien tai kromatidien erotuksen puuttumista meioosissa tai mitoosissa.

Kromosomien epäyhtenäisyys havaitaan yleisimmin meioosin aikana. Kromosomit, joiden pitäisi normaalisti jakautua meioosin aikana, pysyvät liittyneenä yhteen ja siirtyvät anafaasissa solun toiseen napaan, jolloin syntyy kaksi sukusolua, joista toisessa on ylimääräinen kromosomi ja toisessa ei ole tätä kromosomia. Kun sukusolu, jolla on normaali kromosomisarja, hedelmöitetään sukusolulla, jossa on ylimääräinen kromosomi, tapahtuu trisomia (eli solussa on kolme homologista kromosomia), kun sukusolu, jolla ei ole yhtä kromosomia, hedelmöitetään, syntyy tsygootti, jossa on monosomia. Jos monosominen tsygootti muodostuu mihin tahansa autosomaaliseen kromosomiin, organismin kehitys pysähtyy varhaisimpaan kehitysvaiheeseen.

Perinnön tyypin mukaan hallitseva ja resessiivinen mutaatioita. Jotkut tutkijat erottavat puolidominantteja, yhteisdominantteja mutaatioita. Dominanteille mutaatioille on ominaista suora vaikutus kehoon, puolidominanteille mutaatioille on ominaista, että heterotsygoottinen muoto on fenotyypin AA- ja aa-muotojen välissä, ja kodominanteille mutaatioille on ominaista se, että A 1 A 2 -heterotsygooteilla on merkkejä molemmista alleelit. Resessiivisiä mutaatioita ei esiinny heterotsygooteissa.

Jos hallitseva mutaatio esiintyy sukusoluissa, sen vaikutukset ilmenevät suoraan jälkeläisissä. Monet ihmisen mutaatiot ovat hallitsevia. Ne ovat yleisiä eläimissä ja kasveissa. Esimerkiksi generatiivinen hallitseva mutaatio johti Ancona-rodun lyhytjalkaisiin lampaisiin.

Esimerkki puolidominoivasta mutaatiosta on Aa:n heterotsygoottisen muodon mutaatiomuoto, joka on AA- ja aa-organismien fenotyypin välimuoto. Tämä tapahtuu biokemiallisten ominaisuuksien tapauksessa, kun molempien alleelien ominaisuus on sama.

Esimerkki kodominantista mutaatiosta on I A- ja IB-alleelit, jotka määrittävät veriryhmän IV.

Resessiivisten mutaatioiden tapauksessa niiden vaikutukset ovat piilossa diploideissa. Ne esiintyvät vain homotsygoottisessa tilassa. Esimerkkinä ovat resessiiviset mutaatiot, jotka määrittävät ihmisen geenisairauksia.

Siten tärkeimmät tekijät määritettäessä mutanttialleelin ilmentymistodennäköisyyttä organismissa ja populaatiossa eivät ole vain lisääntymissyklin vaihe, vaan myös mutanttialleelin dominanssi.

Suorat mutaatiot? nämä ovat mutaatioita, jotka inaktivoivat villityypin geenejä, ts. Mutaatiot, jotka muuttavat DNA:han koodattua informaatiota suoraan, mikä johtaa muutokseen alkuperäisen (villin) tyypin organismista, siirtyvät suoraan mutanttityyppiseen organismiin.

Selkämutaatiot ovat palautuksia alkuperäisiin (villiin) tyyppeihin mutanteista. Näitä palautuksia on kahta tyyppiä. Jotkut palautumista johtuvat samanlaisen kohdan tai lokuksen toistuvista mutaatioista alkuperäisen fenotyypin palauttamisen yhteydessä, ja niitä kutsutaan todellisiksi takaisinmutaatioiksi. Muut reversiot ovat mutaatioita jossain muussa geenissä, jotka muuttavat mutanttigeenin ilmentymistä kohti alkuperäistä tyyppiä, ts. mutanttigeenin vaurio säilyy, mutta se jollakin tavalla palauttaa toimintansa, minkä seurauksena fenotyyppi palautuu. Tällaista fenotyypin palauttamista (täysi tai osittainen) alkuperäisen geneettisen vaurion (mutaation) säilymisestä huolimatta kutsuttiin suppressioksi ja selkämutaatioita suppressoriksi (ekstrageeni). Yleensä suppressiot tapahtuvat tRNA:n ja ribosomien synteesiä koodaavien geenien mutaatioiden seurauksena.

Yleensä tukahduttaminen voi olla:

? intrageeninen? kun toinen mutaatio jo sairastuneessa geenissä muuttaa kodonin, joka on viallinen suoran mutaation seurauksena siten, että polypeptidiin liitetään aminohappo, joka voi palauttaa tämän proteiinin toiminnallisen aktiivisuuden. Samaan aikaan tämä aminohappo ei vastaa alkuperäistä (ennen ensimmäisen mutaation ilmaantumista), ts. todellista palautuvuutta ei havaittu;

? osallistunut? kun tRNA:n rakenne muuttuu, minkä seurauksena mutantti-tRNA sisältää syntetisoituun polypeptidiin toisen aminohapon sen sijaan, jota viallinen tripletti koodaa (johtuen suorasta mutaatiosta).

Fenotyyppisen suppression aiheuttaman mutageenisten vaikutusten kompensointia ei ole poissuljettu. Sitä voidaan odottaa, kun soluun vaikuttaa tekijä, joka lisää virheiden todennäköisyyttä mRNA:n lukemisessa translaation aikana (esimerkiksi jotkut antibiootit). Tällaiset virheet voivat johtaa väärän aminohapon korvaamiseen, mikä kuitenkin palauttaa proteiinin toiminnan, joka on heikentynyt suoran mutaation seurauksena.

Mutaatiot luonnehtivat laadullisten ominaisuuksien lisäksi myös tapaa, jolla ne esiintyvät. Spontaani(satunnainen) - mutaatiot, jotka tapahtuvat normaaleissa elinoloissa. Ne ovat seurausta soluissa tapahtuvista luonnollisista prosesseista, esiintyvät Maan luonnollisessa radioaktiivisessa taustassa kosmisen säteilyn, maan pinnan radioaktiivisten alkuaineiden, näitä mutaatioita aiheuttavien organismien soluihin liittyneiden radionuklidien muodossa tai seurauksena DNA:n replikaatiovirheet. Ihmisillä esiintyy spontaaneja mutaatioita somaattisissa ja generatiivisissa kudoksissa. Spontaanien mutaatioiden määritysmenetelmä perustuu siihen, että lapsilla esiintyy hallitseva piirre, vaikka hänen vanhemmillaan sitä ei ole. Tanskalainen tutkimus osoitti, että noin yhdellä 24 000 sukusolusta on hallitseva mutaatio. Spontaanien mutaatioiden esiintymistiheys kussakin lajissa määräytyy geneettisesti ja pidetään tietyllä tasolla.

aiheutettu mutageneesi on mutaatioiden keinotekoista tuottamista käyttämällä erilaisia ​​luonteeltaan mutageeneja. On olemassa fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia mutageenisia tekijöitä. Useimmat näistä tekijöistä joko reagoivat suoraan typpipitoisten emästen kanssa DNA-molekyyleissä tai sisällytetään nukleotidisekvensseihin. Indusoitujen mutaatioiden esiintymistiheys määritetään vertaamalla mutageenilla käsiteltyjen ja käsittelemättömien organismien soluja tai populaatioita. Jos mutaationopeus populaatiossa kasvaa kertoimella 100 mutageenikäsittelyn seurauksena, uskotaan, että vain yksi mutantti populaatiossa on spontaani, loput indusoituvat. Kasvien, eläinten ja mikro-organismien valinnassa on käytännön merkitystä tutkimalla menetelmien luomista eri mutageenien ohjaamiseksi tiettyihin geeneihin.

Sen mukaan, minkä tyyppisissä soluissa mutaatioita esiintyy, erotetaan generatiiviset ja somaattiset mutaatiot (katso kuva 4).

Generatiivinen mutaatioita esiintyy sukusoluissa ja sukusoluissa. Jos sukupuolielinten soluissa tapahtuu mutaatio (generatiivinen), useat sukusolut voivat vastaanottaa mutanttigeenin kerralla, mikä lisää useiden yksilöiden (yksilöjen) potentiaalista kykyä periä tämä mutaatio jälkeläisissä. Jos mutaatio tapahtui sukusolussa, luultavasti vain yksi yksilö (yksilö) jälkeläisestä saa tämän geenin. Mutaatioiden esiintymistiheyteen sukusoluissa vaikuttaa organismin ikä.

Riisi. neljä.

Somaattinen mutaatioita esiintyy organismien somaattisissa soluissa. Eläimillä ja ihmisillä mutaatiomuutokset säilyvät vain näissä soluissa. Mutta kasveissa, koska ne kykenevät lisääntymään vegetatiivisesti, mutaatio voi mennä somaattisten kudosten ulkopuolelle. Esimerkiksi kuuluisa Delicious-omenoiden talvilajike on peräisin somaattisen solun mutaatiosta, joka jakautumisen seurauksena johti haaran muodostumiseen, jolla oli mutanttityypin ominaisuudet. Tätä seurasi vegetatiivinen lisäys, joka mahdollisti tämän lajikkeen ominaisuuksien omaavien kasvien saamisen.

G. Möller ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1932 mutaatioiden luokittelua niiden fenotyyppisen vaikutuksen mukaan. Luokituksen mukaan jaettiin:

amorfisia mutaatioita. Tämä on tila, jossa epänormaalin alleelin hallitsemaa piirrettä ei esiinny, koska epänormaali alleeli ei ole aktiivinen normaaliin alleeliin verrattuna. Näitä mutaatioita ovat albinismigeeni ja noin 3 000 autosomaalista resessiivistä sairautta;

antimorfiset mutaatiot. Tässä tapauksessa patologisen alleelin hallitseman piirteen arvo on päinvastainen kuin normaalin alleelin hallitseman piirteen arvo. Nämä mutaatiot sisältävät noin 5-6 tuhannen autosomaalisen hallitsevan sairauden geenit;

hypermorfiset mutaatiot. Tällaisen mutaation tapauksessa patologisen alleelin hallitsema ominaisuus on selvempi kuin normaalin alleelin hallitsema ominaisuus. Esimerkki? genomin epävakauden sairauden geenien heterotsygoottiset kantajat. Heidän määränsä on noin 3% maailman väestöstä, ja itse sairauksien määrä on 100 nosologiaa. Näistä sairauksista: Fanconi-anemia, ataksia telangiektasia, pigmentti-kseroderma, Bloomin oireyhtymä, progeroidioireyhtymät, monet syöpämuodot jne. Samaan aikaan syövän esiintymistiheys näiden sairauksien geenien heterotsygoottisissa kantajissa on 3-5 kertaa suurempi kuin normaalissa, ja potilailla itsellä (näiden geenien homotsygootit) syövän ilmaantuvuus on kymmenen kertaa normaalia suurempi.

hypomorfiset mutaatiot. Tämä on tila, jossa patologisen alleelin hallitseman piirteen ilmentyminen on heikentynyt verrattuna normaalin alleelin hallitsemaan ominaisuuteen. Näitä mutaatioita ovat muun muassa pigmenttisynteesigeenien mutaatiot (1q31; 6p21.2; 7p15-q13; 8q12.1; 17p13.3; 17q25; 19q13; Xp21.2; Xp21.3; Xp22) sekä yli 300 muotoa. autosomaaliset resessiiviset sairaudet.

neomorfiset mutaatiot. Sellaisen mutaation sanotaan olevan silloin, kun patologisen alleelin hallitsema piirre on eri (uusi) laatua verrattuna normaalin alleelin hallitsemaan piirteeseen. Esimerkki: uusien immunoglobuliinien synteesi vasteena vieraiden antigeenien tunkeutumiseen kehoon.

G. Möllerin luokituksen pysyvästä merkityksestä puhuttaessa on huomattava, että 60 vuotta sen julkaisemisen jälkeen pistemutaatioiden fenotyyppiset vaikutukset jaettiin eri luokkiin riippuen niiden vaikutuksesta proteiinigeenituotteen rakenteeseen ja/tai tasoon. sen ilmaisusta.

Mutaatiot- jatkuvat muutokset geneettisessä laitteistossa, jotka tapahtuvat yhtäkkiä ja johtavat muutoksiin organismin tietyissä perinnöllisissä ominaisuuksissa. Mutaatiodoktriinin perustan loi hollantilainen kasvitieteilijä ja geneetikko De Vries (1848-1935), joka ehdotti tätä termiä. Mutaatioteorian pääsäännöt ovat:

■ mutaatiot tapahtuvat äkillisesti;

■ mutaatioiden aiheuttamat muutokset ovat pysyviä ja ne voivat olla periytyviä;

■ mutaatiot eivät ole suunnattuja, eli ne voivat olla hyödyllisiä, haitallisia tai neutraaleja organismeille;

■ samat mutaatiot voivat esiintyä toistuvasti;

■ kyky muodostaa mutaatioita ε on kaikkien elävien organismien universaali ominaisuus.

Mutaatiot solutyypin mukaan, joissa muutoksia tapahtuu:

generatiivinen - syntyvät sukusoluissa ja periytyvät seksuaalisen lisääntymisen aikana;

somaattinen - syntyvät ei-sukupuolisoluissa ja periytyvät vegetatiivisen tai aseksuaalisen lisääntymisen aikana.

Mutaatiot, jotka vaikuttavat elintärkeään toimintaan:

tappava - aiheuttaa organismien kuoleman jo ennen syntymähetkeä tai ennen lisääntymiskyvyn alkamista;

subletaali - vähentää yksilöiden elinkelpoisuutta;

neutraali - normaaleissa olosuhteissa eivät vaikuta organismien elinkykyyn.

Mutaatiot perinnöllisen laitteen muutosten taustalla

Geenimutaatiot - jatkuvat muutokset yksittäisissä geeneissä, jotka johtuvat nukleiinihappomolekyylien nukleotidisekvenssin rikkomisesta. Nämä mutaatiot syntyvät tiettyjen nukleotidien häviämisen, ylimääräisten nukleotidien ilmaantumisen ja niiden järjestyksen muutoksen seurauksena. DNA:n rakenteen rikkoutuminen johtaa mutaatioihin vain silloin, kun korjausta ei ole.

Erilaisia ​​geenimutaatioita:

1 ) hallitseva, alidominantti /(ilmenee osittain) ja resessiivinen

2 ) nukleotidien menetys(poistetaan), nukleotidien kaksinkertaistuminen(päällekkäisyydet), nukleotidien uudelleenjärjestäminen(käänteinen), perusparin vaihto(siirtymät ja transversiot).

Geenimutaatioiden merkitys on siinä, että ne muodostavat suurimman osan orgaanisen maailman evoluutioon ja valintaan liittyvistä mutaatioista. Myös geenimutaatiot ovat syynä sellaiseen perinnöllisiin sairauksiin kuten geeneihin. Geneettiset sairaudet ne johtuvat mutanttigeenin vaikutuksesta ja niiden patogeneesi liittyy yhden geenin tuotteisiin (proteiinin, entsyymin puuttuminen tai rakenteelliset häiriöt). Esimerkki geenisairauksista on hemofilia, värisokeus, albinismi, fenyyliketonuria, galaktosemia, sirppisoluanemia jne.

Kromosomimutaatiot (poikkeamat) - nämä ovat mutaatioita, jotka johtuvat kromosomien uudelleenjärjestelyistä. Ne ovat seurausta kromosomien rikkoutumisesta, jolloin muodostuu fragmentteja, jotka sitten yhdistetään. Ne voivat esiintyä sekä samassa kromosomissa että homologisten ja ei-homologisten kromosomien välillä.

Erilaisia ​​kromosomimutaatioita:

■ virhe (poisto) syntyy kromosomin tietyn kohdan menettämisen seurauksena;

■ kaksinkertaistaminen (päällekkäisyyttä) liittyy kromosomin ylimääräisen kahdentuvan segmentin sisällyttämiseen;

■ kääntyminen (inversio) havaitaan, kun kromosomit katkeavat ja avautuvat 180°;

■ siirtää (translokaatio) - yhden parin kromosomin osa on kiinnittynyt ei-homologiseen kromosomiin.

Kromosomimutaatiot aiheuttavat pääasiassa vakavia poikkeavuuksia, jotka eivät ole yhteensopivia elämän kanssa (pula ja kääntyminen), ovat pääasiallinen geenien lisääntymisen (kaksinkertaistuminen) lähde ja lisäävät organismien vaihtelua geenien rekombinaatiosta (siirtymisestä).

Genomiset mutaatiot ovat mutaatioita, jotka liittyvät muutokseen kromosomisarjojen lukumäärässä. Genomien mutaatioiden päätyypit ovat:

1) polyploidia - kromosomisarjojen määrän kasvu;

2) kromosomisarjojen lukumäärän väheneminen;

3) aneuploidia (tai heteroploidia) - muutos yksittäisten parien kromosomien lukumäärässä

polysemia - kromosomien lukumäärän lisääntyminen yhdellä - trisomialla, kahdella (tetrasomia) tai useammalla kromosomilla;

monosomia - kromosomien lukumäärän väheneminen yhdellä;

nollasomi - yhden kromosomiparin täydellinen puuttuminen.

Genominen mutaatio on yksi spesiaatiomekanismeista (polyploidia). niitä käytetään luomaan polyploidisia lajikkeita, jotka ovat tuottavampia, saadakseen muotoja, jotka ovat homotsygoottisia kaikille geeneille (vähentäen kromosomisarjojen määrää). Genomiset mutaatiot vähentävät organismien elinkelpoisuutta, aiheuttavat sellaisen ryhmän perinnöllisiä sairauksia, kuten kromosomaalinen. Kromosomitaudit - nämä ovat perinnöllisiä sairauksia, jotka johtuvat kromosomien kvantitatiivisista (polyploidiat, aneuploidiat) tai rakenteellisista (deleetiot, inversiot jne.) uudelleenjärjestelyistä (esim. "kissan itku" -oireyhtymä (46, 5), Downin oireyhtymä (47, 21+), Edwards oireyhtymä (47 ,18+), Turnerin oireyhtymä (45, XO), Pataun oireyhtymä (47,13+), Klinefelterin oireyhtymä (47, XXY) jne.).

Perinnöllisiä muutoksia geneettisessä materiaalissa kutsutaan nykyään mutaatioiksi. Mutaatiot- äkilliset muutokset geneettisessä materiaalissa, jotka johtavat muutokseen organismien tietyissä ominaisuuksissa.

Mutaatiot alkuperäpaikan mukaan:

Generatiivinen- peräisin sukusoluista . Ne eivät vaikuta tämän organismin ominaisuuksiin, mutta näkyvät vasta seuraavassa sukupolvessa.

Somaattinen - esiintyy somaattisissa soluissa . Nämä mutaatiot ilmenevät tässä organismissa, eivätkä ne välity jälkeläisille seksuaalisen lisääntymisen aikana (musta täplä ruskean villan taustalla astrakhanlampailla). Somaattiset mutaatiot voidaan pelastaa vain aseksuaalisella lisääntymisellä (pääasiassa vegetatiivisella).

Mutaatiot mukautuvan arvon mukaan:

Hyödyllinen- yksilöiden elinkelpoisuuden lisääminen.

Haitallista:

tappava- aiheuttaa ihmisten kuoleman;

puoliksi tappava- yksilöiden elinkelpoisuuden vähentäminen (miehillä resessiivinen hemofiliageeni on puolikuolema, eivätkä homotsygoottiset naiset ole elinkelpoisia).

Neutraali - eivät vaikuta yksilöiden elinkelpoisuuteen.

Tämä luokitus on hyvin ehdollinen, koska yksi ja sama mutaatio voi olla hyödyllinen joissakin olosuhteissa ja haitallinen toisissa.

Mutaatiot ilmentymisen luonteen mukaan:

hallitseva, joka voi tehdä näiden mutaatioiden omistajista elinkelpoisia ja aiheuttaa heidän kuolemansa ontogeneesin alkuvaiheessa (jos mutaatiot ovat haitallisia);

resessiivinen- mutaatiot, joita ei esiinny heterotsygooteissa, säilyvät populaatiossa pitkään ja muodostavat perinnöllisen vaihtelevuuden varannon (ympäristöolosuhteiden muuttuessa tällaisten mutaatioiden kantajat voivat saada etua olemassaolon taistelussa).

Mutaatiot fenotyyppisen ilmenemisasteen mukaan:

suuri- selvästi näkyvät mutaatiot, jotka muuttavat suuresti fenotyyppiä (kaksinkertainen kukissa);

pieni- mutaatiot, jotka eivät käytännössä anna fenotyyppistä ilmentymää (korvan avokalvon lievä pidentyminen).

Mutaatiot, jotka muuttavat geenin tilaa:

suoraan- geenin siirtyminen villityypistä uuteen tilaan 1;

käänteinen- geenin siirtyminen mutanttitilasta villityyppiin.

Mutaatiot ulkonäön luonteen mukaan:

spontaani- mutaatiot, jotka ovat syntyneet luonnollisesti ympäristötekijöiden vaikutuksesta;

aiheutettu- mutageenisten tekijöiden vaikutuksesta keinotekoisesti aiheuttamat mutaatiot.

Mutaatiot genotyypin muutoksen luonteen mukaan:

Geenimutaatiot, jotka ilmaistaan ​​DNA:n yksittäisten osien rakenteen muutoksena

Kromosomimutaatiot, joille on ominaista muutos yksittäisten kromosomien rakenteessa.

Genominen - mutaatiot, joille on ominaista muutos kromosomien lukumäärässä

Mutaatiot niiden ilmenemispaikassa:

1. Kromosomi

   Point - Gennaja mutaatio, joka on yhden nukleotidin korvaaminen (siirtymän tai transversion seurauksena), insertio tai menetys.

   Genominen

Sytoplasminen – liittyvät mutaatiot mutaatioita ei-nukleaariset geenit, joita löytyy mitokondrioiden DNA:sta ja plastidi-DNA:sta - kloroplasteista.

20. Geenimutaatiot, esiintymismekanismit. Geenisairauksien käsite.

Geenimutaatiot syntyvät geenimateriaalin replikaatio-, rekombinaatio- ja korjausvirheiden seurauksena. Ne ilmestyvät yhtäkkiä; ne ovat perinnöllisiä, ohjaamattomia; Mikä tahansa geenilokus voi mutatoitua aiheuttaen muutoksia sekä vähäisissä että elintärkeissä merkeissä; samat mutaatiot voivat esiintyä toistuvasti.

Useimmiten geenimutaatiot johtuvat seuraavista:

yhden tai useamman nukleotidin korvaaminen muilla;

nukleotidi-insertiot;

nukleotidien menetys;

nukleotidien kaksinkertaistuminen;

muutoksia nukleotidisekvenssissä.

Geenimutaatioiden tyypit:

Piste - nukleotidin menetys, lisäys, korvaaminen;

Dynaaminen mutaatio - toistuvien kolmosten lukumäärän kasvu geenissä (Friedreichin ataksia);

Monistaminen - DNA-fragmenttien kaksinkertaistuminen;

Inversio - DNA-fragmentin kierto, jonka koko on 2 nukleotidia;

Insertio - DNA-fragmenttien liikkuminen;

Tappava mutaatio - johtaa kuolemaan

Missense-mutaatio - tapahtuu eri aminohappoa vastaava kodoni (sirppisoluanemia);

Nonsense-mutaatio - mutaatio, jossa on nukleotidimuutos geenin koodaavassa osassa, mikä johtaa lopetuskodonin muodostumiseen;

Säätelymutaatio - Muutokset geenin 5" tai 3" transloimattomilla alueilla häiritsevät sen ilmentymistä;

Silmukointimutaatiot ovat nukleotidien pistekorvauksia eksonin ja intronien rajalla, ja silmukointi estetään.

Geneettiset sairaudet ovat geenimutaatioista johtuvia sairauksia. Esimerkiksi sirppisolusairaus, s. splenomegalia,