Μεταλλάξεις στα γονίδια
Αν τα ανωτέρω, κατέστη σαφές ότι τα γονίδια κάνει, θα πρέπει επίσης να είναι σαφές ότι η αλλαγή στη δομή του γονιδίου, οι αλληλουχίες νουκλεοτιδίου μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από αυτό το γονίδιο.Οι αλλαγές στη δομή του γονιδίου ονομάζονται μεταλλάξεις.Αυτές οι αλλαγές στη δομή του γονιδίου μπορεί να συμβεί για διάφορους λόγους, που κυμαίνονται από τυχαία σφάλματα στο DNA διπλασιασμό και τελειώνει στο δράση της ιονίζουσας ακτινοβολίας ή γονίδιο συγκεκριμένες χημικές ουσίες, που ονομάζεται μεταλλαξιογόνα.Ο πρώτος τύπος αλλαγής οδηγεί σε λεγόμενες αυθόρμητες μεταλλάξεις και η δεύτερη σε επαγόμενες μεταλλάξεις.Μεταλλάξεις σε γονίδια μπορεί να συμβεί στα γεννητικά κύτταρα, και στη συνέχεια θα μεταφερθεί στην επόμενη γενιά και μερικές από αυτές θα οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας γενετικής ασθένειας.Μεταλλάξεις στα γονίδια εμφανίζονται επίσης σε σωματικά κύτταρα.Στην περίπτωση αυτή, θα κληρονομηθούν μόνο σε έναν συγκεκριμένο κλώνο κυττάρων που προέρχεται από το μεταλλαγμένο κύτταρο.Είναι γνωστό ότι οι μεταλλάξεις
του γονιδίου των σωματικών κυττάρων σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσουν καρκίνο.τύποι των μεταλλάξεων του γονιδίου
Ένας από τους πιο κοινούς τύπους μετάλλαξης είναι μια αντικατάσταση ενός ζεύγους βάσεων.Τέτοια υποκατάσταση μπορεί να μην έχουν καμία επίδραση στη δομή πολυπεπτιδική αλυσίδα του γονιδίου που κωδικοποιεί, λόγω του εκφυλισμού του γενετικού κώδικα.Η αντικατάσταση της τρίτης βάσης αζώτου στην τριάδα σχεδόν ποτέ δεν θα έχει συνέπειες.Τέτοιες μεταλλάξεις ονομάζονται σιωπηλές αντικαταστάσεις.Ταυτόχρονα, η μοναδική υποκατάσταση νουκλεοτιδίου μπορεί να προκαλέσει μια υποκατάσταση ενός αμινοξέος για ένα άλλο λόγω των αλλαγών στον γενετικό κώδικα του μεταλλαγμένου τριπλέτας.
Η απλή νουκλεοτιδική υποκατάσταση της βάσης σε μια τριπλέτα μπορεί να την μετατρέψει σε ένα κωδικόνιο τερματισμού.Δεδομένου ότι αυτά τα κωδικόνια τερματισμού της μετάφρασης mRNA της πολυπεπτιδικής αλυσίδας, το συντιθέμενο πολυπεπτιδική αλυσίδα συντομεύεται σε σύγκριση με την κανονική άλυσο.Οι μεταλλάξεις που προκαλούν το σχηματισμό του κωδικονίου τερματισμού καλούνται ανοησίες μεταλλάξεις.Ως μετάλλαξη ανοησία αποτέλεσμα
στην οποία υποκατάσταση λαμβάνει χώρα στο A-Τ-C Τ σε ένα μόριο DNA, μια σύνθεση πολυπεπτιδική αλυσίδα τερματίζεται σε ένα κωδικόνιο στοπ.
μοναδική υποκατάσταση νουκλεοτιδίου στην κανονική κωδικόνιο λήξης κείται, αντίθετα, αυτό μπορεί να καταστήσει νόημα, και στη συνέχεια το μεταλλαγμένο mRNA, και στη συνέχεια το μεταλλαγμένο πολυπεπτίδιο είναι περισσότερο από το κανονικό.Η επόμενη κατηγορία
μετάλλαξης μοριακού - μια διαγραφή( ζημία) ή παρεμβολής( εισαγωγής) νουκλεοτίδια.Όταν διαγράφεται ή παρεμβάλλεται νουκλεοτίδια τριπλό, στη συνέχεια, αν αυτό τριάδα είναι κωδικοποιημένα με το πολυπεπτίδιο ή εξαφανίζεται ορισμένα αμινοξέα, ή υπάρχει ένα νέο αμινοξύ.Ωστόσο, εάν το αποτέλεσμα της εξάλειψης ή ένθεσης εισάγεται ή αφαιρείται ο αριθμός νουκλεοτιδίων που δεν είναι πολλαπλάσιο του τρία, στη συνέχεια άλλαξε ή να χαθούν νόημα για όλους τους άλλους μετά την εισαγωγή ή διαγραφή των κωδικονίων του μορίου mRNA.Τέτοιες μεταλλάξεις ονομάζονται μετατοπίσεις μετάλλαξης του πλαισίου ανάγνωσης.Συχνά οδηγούν στο σχηματισμό του ένα κωδικώνιο διακοπής μετά την εισαγωγή ή διαγραφή της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του mRNA.
Gene μετατροπής - είναι μια άμεση μεταφορά ενός θραύσματος ενός αλληλόμορφου σε ένα διαφορετικό αλληλόμορφο ή θραύσματος γονιδίου στο ψευδογονίδιο.Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλές ψευδογονίδια μεταλλάξεις, μια τέτοια μεταφορά τιμωρείται φυσιολογική δομή των γονιδίων και μπορεί να θεωρηθεί ως μια μετάλλαξη.Για τη μετατροπή του γονιδίου μεταξύ του γονιδίου και ψευδογονιδίου απαραίτητο ζευγάρωμα τους και την επακόλουθη άτυπα crossover στην οποία συμβαίνουν ασυνέχειες στους κλώνους DNA.
ανακάλυψαν πρόσφατα μια νέα και εντελώς απροσδόκητο τύπος μετάλλαξης που εκδηλώνεται μια αύξηση στον αριθμό των επαναλήψεων( συνήθως τρινουκλεοτίδιο) αλλά περιγράφονται ως περιπτώσεις αυξάνοντας τον αριθμό των επαναλήψεων, που αποτελείται από 5 και ακόμη 12 νουκλεοτίδια που βρίσκεται στα εξόνια των γονιδίων και ιντρόνια ή μη μεταφραζόμενες περιοχέςγονίδια.Αυτές οι μεταλλάξεις ονομάζονται δυναμικές ή ασταθείς.Οι περισσότερες ασθένειες που προκαλούνται από μεταλλάξεις που σχετίζονται με την επέκταση της ζώνης επανάληψης είναι κληρονομικές νευρολογικές ασθένειες.χορεία αυτού του Huntington, της σπονδυλικής στήλης και μυϊκή ατροφία του βολβού, νωτιαιοπαρεγκεφαλιδική αταξία, μυοτονική δυστροφία, αταξία του Friedreich.
Ο μηχανισμός επέκτασης της ζώνης επανάληψης δεν είναι πλήρως κατανοητός.Σε έναν πληθυσμό σε υγιή άτομα, υπάρχει συνήθως μια ορισμένη μεταβλητότητα στον αριθμό επαναλήψεων νουκλεοτιδίων που βρίσκονται σε διαφορετικά γονίδια.Ο αριθμός επαναλήψεων νουκλεοτιδίων κληρονομείται τόσο σε γενιές όσο και κατά τη διάρκεια της διαίρεσης σωματικών κυττάρων.Ωστόσο, μετά από μια σειρά επαναλήψεων, είναι διαφορετική για διαφορετικά γονίδια, υπερβαίνει ένα ορισμένο κρίσιμο όριο, η οποία είναι επίσης διαφορετική για διαφορετικά γονίδια, έχουν την τάση να γίνει ασταθές και μπορεί να αυξηθεί σε μέγεθος ή κατά τη διάρκεια της μείωσης, ή πρώτες διαιρέσεις διάσπαση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου.
Επιδράσεις
φαινοτυπικά αποτελέσματα των μεταλλάξεων γονιδίου μεταλλάξεις μπορεί να εκφράζεται είτε σε απώλεια της λειτουργίας, ή να αποκτήσουν νέες λειτουργίες.
Οι περισσότερες αυτοσωματικές υπολειπόμενες ασθένειες οφείλονται στην απώλεια της λειτουργίας του αντίστοιχου μεταλλαγμένου γονιδίου.Αυτό εκδηλώνεται με μια απότομη μείωση της δραστικότητας των ενζύμων( ως επί το πλείστον), η οποία μπορεί να οφείλεται είτε σε μείωση της σύνθεσης τους ή της σταθερότητάς τους.Στην περίπτωση που η λειτουργία της αντίστοιχης πρωτεΐνης απουσιάζει εντελώς, η μετάλλαξη του γονιδίου με αυτή την επίδραση ονομάζεται μηδέν αλλήλιο.Η ίδια μετάλλαξη σε διαφορετικά άτομα μπορεί να εκδηλωθεί με διαφορετικό τρόπο, ανεξάρτητα από το επίπεδο στο οποίο αξιολογεί τα αποτελέσματά της: το μοριακό, βιοχημικό ή φαινοτυπική.Οι λόγοι για τις διαφορές αυτές μπορεί να είναι όπως στην επίδραση στην έκφραση των άλλων μεταλλάξεων του γονιδίου και εξωγενούς λόγους, εφόσον είναι κατανοητό αρκετά ευρέως.
Μεταξύ των μεταλλάξεων με απώλεια της λειτουργίας, είναι συνηθισμένο να ξεχωρίσουμε κυρίαρχα αρνητικές μεταλλάξεις.Αυτές περιλαμβάνουν μεταλλάξεις που όχι μόνο οδηγούν σε μείωση ή απώλεια της λειτουργίας του δικού τους προϊόντος, αλλά επίσης διαταράσσουν τη λειτουργία του αντίστοιχου κανονικού αλληλόμορφου.Οι πιο κοινές εκδηλώσεις κυρίαρχων αρνητικών μεταλλάξεων βρίσκονται σε πρωτεΐνες που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες, όπως για παράδειγμα κολλαγόνα.
Ήταν φυσικό να αναμένεται ότι όταν αναδιπλασιαστεί το DNA που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια κάθε κυτταρικής διαίρεσης, θα πρέπει να υπάρχουν αρκετές μοριακές μεταλλάξεις.Ωστόσο, αυτό δεν υπάρχει στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι στα κύτταρα υπάρχει επισκευή της βλάβης του DNA.Πολλές δεκάδες ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία είναι γνωστά.Μπορούν να ανιχνεύσει αλλαγή βάσης, αφαιρείται με κοπή του κλώνου DNA και αντικαθίσταται από το σωστό βάσης χρησιμοποιώντας το άθικτο συμπληρωματικό κλώνο DNA.Αναγνώριση
ένζυμα επισκευής τροποποιημένη βάση στην αλυσίδα DNA είναι οφείλεται στο γεγονός ότι διαταράσσονται η σωστή αντιστοίχιση τροποποιημένα νουκλεοτίδια με συμπληρωματικές βάση του δεύτερου κλώνου DNA.Υπάρχουν επίσης μηχανισμοί επισκευής και άλλων τύπων βλάβης του DNA.Πιστεύεται ότι πάνω από το 99% όλων των νεοεμφανιζόμενων μοριακών μεταλλάξεων επισκευάζονται στο πρότυπο.Αν, ωστόσο, οι μεταλλάξεις συμβαίνουν σε γονίδια που ελέγχουν τη σύνθεση των ενζύμων επισκευής, την συχνότητα των αυθόρμητων και επαγόμενων μεταλλάξεων αυξάνεται δραματικά, και αυτό αυξάνει τον κίνδυνο διαφόρων καρκίνων.
αλλαγή της δομής της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων του γονιδίου μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από αυτό το γονίδιο.Οι αλλαγές στη δομή του γονιδίου ονομάζονται μεταλλάξεις.Οι μεταλλάξεις μπορεί να συμβεί για διάφορους λόγους, που κυμαίνονται από τυχαία σφάλματα στο DNA διπλασιασμό και τελειώνει με τη δράση της ιονίζουσας ακτινοβολίας ή γονίδιο συγκεκριμένες χημικές ουσίες, που ονομάζονται μεταλλαξιογόνα.
Μεταλλάξεις μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη φύση των διαγραφών νουκλεοτιδίων αλλαγή αλληλουχίας, ενθέσεις, υποκαταστάσεις, κλπ ή τη φύση των αλλαγών στη βιοσύνθεση πρωτεϊνών:. . Εσφαλμένου νοήματος, μεταλλάξεις χωρίς νόημα βάρδια πλαίσιο ανάγνωσης κ.λπ. Υπάρχουν επίσης
μεταλλάξεις σταθερή και δυναμική.
Η φαινοτυπική επίδραση των μεταλλάξεων μπορεί να εκφραστεί είτε στην απώλεια μιας λειτουργίας είτε στην απόκτηση μιας νέας λειτουργίας.
Οι περισσότερες από τις νεοεμφανιζόμενες μεταλλάξεις διορθώνονται με ένζυμα επιδιόρθωσης DNA.νόσος μονογονιδιακές
σε σωματικά κύτταρα των ανθρώπινων οργάνων και ιστών, κάθε γονίδιο αντιπροσωπεύεται από δύο αντίγραφα( ένα αντίγραφο κάθε αλληλόμορφο ονομάζεται).Ο συνολικός αριθμός γονιδίων είναι περίπου 30.000( ο ακριβής αριθμός γονιδίων στο ανθρώπινο γονιδίωμα είναι ακόμη άγνωστος).
Φαινότυπο
Σε επίπεδο οργανισμού, τα μεταλλαγμένα γονίδια μεταβάλλουν τον φαινότυπο του ατόμου.
Σύμφωνα με φαινότυπο κατανοήσουν το άθροισμα όλων των ανθρώπινων εξωτερικά χαρακτηριστικά, και όταν μιλάμε για τα εξωτερικά χαρακτηριστικά, ότι την ίδια στιγμή, έχουμε στο μυαλό μας όχι μόνο εξωτερικά σημάδια, όπως η αύξηση ή το χρώμα των ματιών, αλλά και μια ποικιλία φυσιολογικών και βιοχημικών χαρακτηριστικών που μπορεί να αλλάξει ως αποτέλεσμαδράση των γονιδίων.
φαινοτυπικά χαρακτηριστικά, αντιμετωπίζονται από τους ιατρική γενετική, είναι οι κληρονομικές ασθένειες και κληρονομικές ασθένειες συμπτώματα.Είναι προφανές ότι μεταξύ των συμπτωμάτων μιας γενετικής ασθένειας, όπως, ας πούμε, την απουσία του πτερυγίου, επιληπτικές κρίσεις, νοητική υστέρηση, κύστεις στα νεφρά, και η αλλαγή της πρωτεΐνης ως αποτέλεσμα των μεταλλάξεων σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο γονίδιο τεράστια απόσταση.
μεταλλαγμένη πρωτεΐνη, η οποία είναι ένα προϊόν του μεταλλαγμένου γονιδίου, πρέπει με κάποιο τρόπο να αλληλεπιδρούν με εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες άλλες πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από άλλα γονίδια που άλλαξε επιτέλους κάποια φυσιολογική ή παθολογική σημάδι εμφανίστηκε.Επιπλέον, τα προϊόντα των γονιδίων που εμπλέκονται στο σχηματισμό οποιουδήποτε φαινοτυπικού χαρακτηριστικού μπορούν να αλληλεπιδράσουν με περιβαλλοντικούς παράγοντες και να τροποποιηθούν υπό την επιρροή τους.Ο φαινότυπος, σε αντίθεση με τον γονότυπο, μπορεί να αλλάξει καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής, ο γονότυπος παραμένει σταθερός.Η πιο εντυπωσιακή απόδειξη αυτού είναι η δική μας οντογένεια.Κατά τη διάρκεια της ζωής, αλλάζουμε προς τα έξω, γερνάμε και ο γονότυπος δεν είναι.Διαφορετικοί γονότυποι μπορεί να βρίσκονται πίσω από τον ίδιο φαινότυπο και, αντίθετα, οι φαινότυποι μπορεί να είναι διαφορετικοί για τον ίδιο γονότυπο.Η τελευταία δήλωση υποστηρίζεται από τα αποτελέσματα της μελέτης μονοζυγωτικών διδύμων.Οι γονότυποί τους είναι πανομοιότυποι και φαινοτυπικά μπορούν να διαφέρουν στο σωματικό βάρος, το ύψος, τη συμπεριφορά και άλλα χαρακτηριστικά.Ωστόσο, όταν έχουμε να κάνουμε με μονογονιδιακές κληρονομικές ασθένειες, βλέπουμε ότι συνήθως η δράση του μεταλλαγμένου γονιδίου δεν κρύβει πολλές αλληλεπιδράσεις του παθολογικού προϊόντος με τα προϊόντα άλλων γονιδίων ή περιβαλλοντικούς παράγοντες.