Mutaties in de genen
Indien het bovenstaande blijkt dat genen doen geworden, moet het ook duidelijk zijn dat de verandering in de structuur van het gen, nucleotide sequenties kan leiden tot veranderingen in de proteïne gecodeerd door dit gen. Veranderingen in de structuur van het gen worden mutaties genoemd. Deze veranderingen in de structuur van het gen kan om verschillende redenen, variërend van toevallige fouten in DNA verdubbeling en eindigend bij de inwerking van ioniserende straling of gen specifieke chemicaliën, genoemd mutagenen. Het eerste type verandering leidt tot zogenaamde spontane mutaties en de tweede - tot geïnduceerde mutaties. Mutaties in genen kan optreden in de kiemcellen, en dan zullen ze worden overgedragen aan de volgende generatie en sommige daarvan zullen leiden tot de ontwikkeling van een genetische ziekte. Mutaties in genen komen ook voor in somatische cellen. In dit geval zullen ze alleen worden overgeërfd in een bepaalde celkloon die afkomstig is van de mutante cel. Het is bekend dat
-mutaties van het -gen van somatische cellen in sommige gevallen kanker kunnen veroorzaken.soorten genmutaties
Een van de meest voorkomende mutatie een substitutie van één basepaar. Een dergelijke substitutie kan geen effect hebben op de structuur van de polypeptideketen die wordt gecodeerd door het gen, vanwege de degeneratie van de genetische code. De vervanging van de derde stikstofbasis in het triplet heeft bijna nooit enige gevolgen. Dergelijke mutaties worden stille substituties genoemd. Tegelijkertijd kan de enkele nucleotide substitutie een substitutie van één aminozuur voor een ander veroorzaakt door veranderingen in de genetische code van de gemuteerde triplet.
Enkelvoudige nucleotide-substitutie van de base in een triplet kan dit in een stopcodon veranderen. Aangezien deze stopcodons van mRNA translatie van de polypeptideketen, wordt de gesynthetiseerde polypeptideketen verkort in vergelijking met de normale keten. De mutaties die de vorming van het stopcodon veroorzaken worden onzinmutaties genoemd. Daardoor
nonsense mutatie waarbij substitutie optreedt op de A-T-T C in een DNA-molecuul wordt een polypeptideketen synthese eindigt bij een stopcodon.
enkele nucleotide substitutie in de normale stopcodon ligt daarentegen, kan het zinvol maken, en de gemuteerde mRNA, en de gemuteerde polypeptide langer dan normaal.
De volgende klasse van moleculaire mutaties zijn deleties( inserties) of inserties( inserties) van nucleotiden. Wanneer het drievoudige wordt verwijderd of ingevoegd nucleotiden, dan als dit triplet wordt gecodeerd in het polypeptide of verdwijnt bepaalde aminozuren, of er een nieuw aminozuur. Echter, indien het resultaat van de deletie of insertie wordt geplaatst of verwijderd het aantal nucleotiden is geen veelvoud van drie, dan veranderd of verloren betekenis voor iedereen na de insertie of deletie van codons van het mRNA-molecuul. Dergelijke mutaties worden schuifmutaties van het leesraam genoemd. Vaak leiden ze tot de vorming van een stopcodon na de insertie of deletie van de nucleotidesequentie van mRNA.
Genconversie is de directe overdracht van een fragment van één allel naar een ander allel of fragment van een pseudogen in een gen. Aangezien er veel mutaties in het pseudogen zijn, verstoort deze overdracht de structuur van het normale gen en kan worden beschouwd als een mutatie. Voor omzetting van het gen tussen het gen en pseudogen daarvoor geldende koppelen en daaropvolgende atypische crossover waarbij discontinuïteiten voordoen in de DNA-strengen.
onlangs ontdekt een nieuwe en geheel onverwacht type mutatie die een toename van het aantal herhalingen( meestal trinucleotide) openbaart maar worden beschreven als gevallen om het aantal herhalingen, bestaande uit 5 of zelfs 12 nucleotiden in exons van genen en introns of niet-getranslateerde gebiedengenen. Deze mutaties worden dynamisch of onstabiel genoemd. De meeste ziekten die worden veroorzaakt door mutaties die samenhangen met de uitbreiding van de herhalingszone zijn erfelijke neurologische aandoeningen. Deze ziekte van Huntington, Ziekte van Kennedy, spinocerebellaire ataxie, myotone dystrofie, ataxie van Friedreich.
Het mechanisme voor het uitbreiden van de herhalingszone is niet volledig begrepen. In een populatie van gezonde individuen werd gewoonlijk enige variatie waargenomen in het aantal nucleotide herhalingen vinden in de verschillende genen. Het aantal nucleotideherhalingen geërfd generaties, en tijdens de deling van somatische cellen. Echter, na een aantal herhalingen, is verschillend voor verschillende genen, boven een bepaalde kritische drempel, die ook verschillend voor verschillende genen, hebben ze de neiging onstabiel en kunnen in omvang toenemen of tijdens meiose, of de eerste splitsing afdelingen van een bevruchte eicel.
Effecten
fenotypische effecten van genmutaties mutaties kunnen worden uitgedrukt in functieverlies, of om nieuwe functies te verwerven.
De meeste autosomale recessieve ziekten zijn het gevolg van het verlies van functie van het overeenkomstige mutante gen. Dit komt tot uiting in een sterke afname van de activiteit van enzymen( meestal), die als gevolg van hetzij een afname van de synthese of de stabiliteit kunnen zijn. In het geval dat de functie van het overeenkomstige eiwit volledig afwezig is, wordt de mutatie van het gen met dit effect het nul-allel genoemd. Dezelfde mutatie in verschillende individuen kunnen anders manifesteren, ongeacht het niveau waarop de effecten ervan te evalueren: de moleculaire, biochemische of fenotypische. De redenen voor deze verschillen kunnen zijn zoals in effect op de expressie van andere genmutaties en exogene redenen, als ze sterk genoeg zijn begrepen.
Van de mutaties met functieverlies is het gebruikelijk om dominant negatieve mutaties te identificeren. Deze omvatten mutaties die niet alleen leiden tot een afname of verlies van de functie van hun eigen product, maar ook de functie van het overeenkomstige normale allel verstoren. Meest manifestaties van dominante negatieve mutaties in eiwitten, bestaande uit twee of meer polypeptideketens, zoals collagenen.
Het was normaal om te verwachten dat er tijdens DNA-replicatie, die optreedt tijdens elke celdeling, er vrij veel moleculaire mutaties moeten zijn. Dit is echter niet aanwezig, omdat in de cellen DNA-schade wordt hersteld. Verschillende tientallen enzymen die bij dit proces zijn betrokken, zijn bekend. Ze herkennen de gewijzigde basis, verwijderen deze, snijden de DNA-streng en vervangen deze door de juiste basis, hiervoor een complementaire onbeschadigde DNA-streng gebruiken. Erkenning
-enzymen gemodificeerde base in de DNA-keten door het feit dat de juiste koppeling gemodificeerde nucleotiden verstoord met complementaire base van de tweede DNA-streng. Er zijn ook mechanismen van reparatie en andere soorten DNA-schade. Er wordt aangenomen dat meer dan 99% van alle nieuw opduikende moleculaire mutaties in de norm worden gerepareerd. Indien echter mutaties optreden in genen die de synthese van herstel enzymen, de frequentie van spontane en geïnduceerde mutaties stijgt dramatisch controleren en dit verhoogt de kans op verschillende kankers.
Een verandering in de structuur van een gen, een sequentie van nucleotiden, kan leiden tot veranderingen in het eiwit dat door dit gen wordt gecodeerd. Veranderingen in de structuur van het gen worden mutaties genoemd. Mutaties kan om verschillende redenen, variërend van toevallige fouten in DNA verdubbeling en eindigend bij de inwerking van ioniserende straling of gen specifieke chemicaliën, genoemd mutagenen.
Mutaties kunnen worden ingedeeld volgens de aard van de wijziging nucleotidesequentie deleties, inserties, substituties, enz. Of de aard van de veranderingen in eiwitbiosynthese:. . Missense, nonsense mutaties verschuiven leesraam etc. Er zijn ook
mutaties stabiel en dynamisch.
Het fenotypische effect van mutaties kan worden uitgedrukt in het verlies van een functie of in de verwerving van een nieuwe functie.
De meeste nieuwe mutaties worden gecorrigeerd door DNA-herstel-enzymen.ziekte monogene
in somatische cellen van menselijke organen en weefsels, wordt elk gen vertegenwoordigd door twee kopieën( een kopie van elk allel genoemd).Het totale aantal genen is ongeveer 30.000( het exacte aantal genen in het menselijk genoom is nog onbekend).
Phenotype
Op het niveau van het organisme veranderen mutante genen het fenotype van het individu.
Onder fenotype begrijpen van de som van alle menselijke uiterlijke kenmerken, en als we praten over de uiterlijke kenmerken, die op hetzelfde moment, we in gedachten hebben niet alleen uiterlijke tekenen, zoals groei of kleur van de ogen, maar ook een verscheidenheid aan fysiologische en biochemische eigenschappen die kunnen veranderen als gevolgactie van genen.
De fenotypische verschijnselen waarmee de medische genetica te maken heeft, zijn erfelijke ziektes en de symptomen van erfelijke ziektes. Het is duidelijk dat tussen de symptomen van een genetische ziekte, zoals bijvoorbeeld de afwezigheid van de oorschelp, toevallen, mentale retardatie, cysten in de nieren en de verandering van het eiwit als gevolg van mutaties in een bepaald gen grote afstand.
Een mutant eiwit dat een product is van een mutant gen moet op de een of andere manier interageren met honderden of zelfs duizenden andere eiwitten die door andere genen worden gecodeerd om uiteindelijk een normaal of pathologisch symptoom te veranderen. Bovendien kunnen de producten van genen die zijn betrokken bij de vorming van elk fenotypisch kenmerk interageren met omgevingsfactoren en onder invloed daarvan worden gemodificeerd. Het fenotype, in tegenstelling tot het genotype, kan gedurende het hele leven veranderen, het genotype blijft constant. Het meest opvallende bewijs hiervan is onze eigen ontogenie. Tijdens het leven veranderen we uiterlijk, worden oud en het genotype niet. Verschillende genotypen kunnen achter hetzelfde fenotype zitten en, in tegendeel, fenotypes kunnen voor hetzelfde genotype verschillend zijn. De laatste verklaring wordt ondersteund door de resultaten van de studie van monozygote tweelingen. Hun genotypen zijn identiek en fenotypisch kunnen ze verschillen in lichaamsgewicht, lengte, gedrag en andere kenmerken. Wanneer we echter te maken hebben met monogene erfelijke ziektes, zien we dat de werking van een mutant gen meestal niet verborgen is door de talrijke interacties van zijn pathologische product met de producten van andere genen of met omgevingsfactoren.