Mutationen in den Genen

Wenn die vorstehenden Ausführungen wurde deutlich, dass Gene tun, sollte es auch klar sein, dass die Veränderung der Struktur des Gens, Nukleotidsequenzen auf Veränderungen in dem Protein durch dieses Gen kodierte führen kann. Veränderungen in der Struktur des Gens werden als Mutationen bezeichnet. Diese Veränderungen in der Struktur des Gens für eine Vielzahl von Gründen auftreten, die von zufälligen Fehlern in der DNA-Verdoppelung und endend bei der Einwirkung von ionisierender Strahlung oder Gen-spezifische Chemikalien, die so genannte mutagene. Die erste Art der Veränderung führt zu sogenannten spontanen Mutationen und die zweite zu induzierten Mutationen. Mutationen in Genen in den Keimzellen treten und dann werden sie auf die nächste Generation übertragen werden und einige von ihnen werden zur Entwicklung einer genetischen Krankheit führen. Genmutationen treten auch in somatischen Zellen auf. In diesem Fall werden sie nur in einem bestimmten Zellklon vererbt, der aus der mutierten Zelle stammt. Es ist bekannt, dass

-Mutationen des -Gens somatischer Zellen in einigen Fällen Krebs verursachen können.

Arten von Genmutationen

Eine der häufigsten Arten von Mutation eine Substitution eines Basenpaares ist. Eine solche Substitution kann keine Wirkung auf die Polypeptidkette Struktur des kodierenden Gens, aufgrund der Degeneration des genetischen Codes. Der Ersatz der dritten stickstoffhaltigen Base im Triplett wird fast nie Folgen haben. Solche Mutationen werden stille Substitutionen genannt. Zur gleichen Zeit wird die Einzel-Nukleotid-Substitution kann eine Substitution einer Aminosäure für eine andere Ursache aufgrund von Veränderungen im genetischen Code des mutierten Triplett.

Eine einzelne Nukleotidsubstitution der Base in einem Triplett kann es in ein Stop-Codon verwandeln. Da diese Stop-Codons der mRNA-Translation der Polypeptidkette wird das synthetisierte Polypeptidkette verkürzt als mit der normalen Kette verglichen. Die Mutationen, die die Bildung des Stop-Codons verursachen, werden Nonsense-Mutationen genannt. Als Ergebnis

Nonsense-Mutation, in der Substitution an dem A-T-C-T in einem DNA-Moleküle auftritt, wird eine Polypeptidkette Synthese bei einem Stop-Codon terminiert.

einzelne Nukleotidsubstitution in dem normalen Stop-Codon liegt, im Gegenteil, es kann es sinnvoll machen, und dann der mutierte mRNA, und dann wird das mutierte Polypeptid ist länger als normal.

Die nächste Klasse molekularer Mutationen sind Deletionen( Insertionen) oder Insertionen( Insertionen) von Nukleotiden. Wenn es gelöscht oder eingefügt Nukleotide triple, dann, wenn dieses Triplett wird im Polypeptid codiert oder verschwindet, bestimmte Aminosäuren, oder es gibt eine neue Aminosäure. Wenn jedoch das Ergebnis der Deletion oder Insertion eingefügt oder entfernt wird die Anzahl der Nukleotide nicht ein Vielfaches von drei ist, dann verändert oder verloren für jeden Sinn sonst nach der Insertion oder Deletion von Codons des mRNA-Moleküls. Solche Mutationen werden Verschiebungsmutationen des Leserasters genannt. Häufig führen sie nach der Insertion oder Deletion der Nukleotidsequenz der mRNA zur Bildung eines Stopcodons.

Die Genumwandlung ist die direkte Übertragung eines Fragments eines Allels in ein anderes Allel oder Fragment eines Pseudogens in ein Gen. Da es im Pseudogen viele Mutationen gibt, stört diese Übertragung die Struktur des normalen Gens und kann als eine Mutation angesehen werden. Zur Überführung des Gens zwischen dem Gen und Pseudogen notwendig, ihrer Paarung und anschließendem atypischem crossover, bei den Diskontinuitäten in den DNA-Stränge auftreten.

kürzlich entdeckt, eine neue und vollkommen unerwartete Art der Mutation, die eine Erhöhung der Anzahl der Wiederholungen manifestiert( gewöhnlich Trinukleotid), sondern werden als Fälle der Erhöhung der Anzahl der Wiederholungen beschrieben, die aus 5 und sogar 12 Nukleotiden liegt in den Exons der Gene und Introns oder nicht-translatierten RegionenGene. Diese Mutationen werden als dynamisch oder instabil bezeichnet. Die meisten Krankheiten, die durch Mutationen im Zusammenhang mit der Ausdehnung der Wiederholungszone verursacht werden, sind erbliche neurologische Erkrankungen. Dieses Chorea Huntington, spinale und bulbäre Muskelatrophie, spinocerebellar Ataxie, Muskeldystrophie, Friedreich-Ataxie.

Der Mechanismus zur Erweiterung der Wiederholungszone ist nicht vollständig verstanden. In einer Population von gesunden Personen in der Regel eine gewisse Variabilität in der Anzahl der Wiederholungen Nukleotid beobachtet in den verschiedenen Genen gefunden. Die Anzahl an Nukleotidwiederholungen in Generationen vererbt, und während der Teilung von somatischen Zellen. Jedoch, nach einer Anzahl von Wiederholungen, ist für verschiedene Gene, überschreitet eine bestimmte kritische Schwelle, die für die verschiedene Gene sind auch anders, sie neigen dazu, instabil zu werden und können in der Größe oder während der Meiose oder ersten Furchungsteilungen einer befruchteten Eizelle erhöhen.

Effekte

phänotypische Effekte von Gen-Mutationen Mutationen können entweder zu einem Verlust der Funktion ausgedrückt werden, oder neue Funktionen zu erwerben. Die meist

autosomal rezessive Krankheit ist eine Folge des Verlustes der Funktion des entsprechenden mutierten Gens. Dies wird durch eine starke Abnahme der Aktivität von Enzymen( meistens) manifestiert, die durch kann entweder eine Abnahme ihrer Synthese oder ihre Stabilität. In dem Fall, in dem die Funktion des entsprechenden Proteins vollständig abwesend ist, eine Mutation des Gens mit einem solchen Effekt ist ein Null-Allel bezeichnet. Die gleiche Mutation in verschiedenen Individuen manifestieren anders kann, unabhängig von der Ebene, auf der Evaluierung seiner Auswirkungen: die molekulare, biochemische oder phänotypische. Die Gründe für diese Unterschiede können als in Wirkung auf die Expression von anderen Genmutationen und exogene Gründe sein, wenn sie weit genug verstanden werden.

Unter Mutationen mit Funktionsverlust ist eine dominant negative Mutation zuzuteilen akzeptiert. Dazu gehören solche Mutationen, die nicht nur zu einer Reduktion oder Verlust der Funktion des Produkts der eigenen führen, sondern auch die Funktion des entsprechenden normalen Allels stören. Am häufigsten Manifestationen von dominant negativen Mutationen in Proteinen gefunden werden, die aus zwei oder mehr Polypeptidketten, wie Collagene.

Es war natürlich, dass zu erwarten ist, wenn die DNA-Replikation während jeder Zellteilung auftritt ziemlich viele molekulare Mutationen auftreten sollte. Dies ist jedoch nicht vorhanden, da in den Zellen eine Reparatur von DNA-Schäden stattfindet. Mehrere Dutzend Enzyme, die an diesem Prozess beteiligt sind, sind bekannt. Sie erfassen Basenänderung, wird entfernt, indem der DNA-Strang Schneiden und durch die richtige Basis unter Verwendung des intakten komplementären DNA-Strang ersetzt. Recognition

Reparaturenzyme Base in der DNA-Kette modifiziert ist aufgrund der Tatsache, dass die korrekten Paarung modifizierten Nukleotide mit komplementärer Basis des zweiten DNA-Strang aufgebrochen. Es gibt auch Reparaturmechanismen und andere Arten von DNA-Schäden. Sie glauben, dass die normale mehr als 99% aller neuen molekularen Mutationen repariert wird. Wenn jedoch auftreten Mutationen in Genen, die die Synthese von Reparatur-Enzyme steuern die Häufigkeit der spontanen Mutationen und steigt dramatisch induziert, und dies erhöht das Risiko für verschiedene Krebsarten.

die Struktur des Gens Nukleotidsequenz Änderung kann auf Veränderungen im Protein führen, das von diesem Gen kodiert wird. Veränderungen in der Struktur des Gens werden als Mutationen bezeichnet. Mutationen für eine Vielzahl von Gründen auftreten können, von zufälligen Fehlern in der DNA-Verdoppelung im Bereich und bei der Einwirkung von ionisierender Strahlung oder Gen-spezifische Chemikalien enden, die so genannte mutagene.

Mutationen können je nach Art der Änderung Nukleotiden Sequenzdeletionen klassifiziert werden, Insertionen, Substitutionen, usw. oder der Art der Veränderungen bei der Proteinbiosynthese:. . Missense, Nonsense-Mutationen shift Leseraster etc. Es gibt auch

Mutationen stabil und dynamisch.

phänotypische Wirkung von Mutationen kann entweder zu einem Verlust der Funktion ausgedrückt werden, oder neue Funktionen zu erwerben. Die meisten

Schwellen Mutationen durch DNA-Reparaturenzyme korrigiert. Monogener

Krankheit bei somatischer Zellen menschlichen Organen und Geweben ist jedes Gen durch zwei Kopien( eine Kopie jedes Allel bezeichnet wird) dargestellt. Die Gesamtzahl der Gene, etwa 30 000 ist( die genaue Anzahl von Genen im menschlichen Genom, ist unbekannt).

Phänotyp

an den organismischen Ebene mutierten Gene verändern ein Phänotyp Individuen.

Unter Phänotyp verstehen die Summe aller menschlichen äußeren Merkmale, und wenn wir über die äußeren Merkmale sprechen, dass zur gleichen Zeit, haben wir im Auge äußeren Zeichen nicht nur tun, wie Wachstum oder Augenfarbe, sondern auch eine Vielzahl von physiologischen und biochemischen Eigenschaften, die als Ergebnis kann sich ändernWirkung von Genen.

phänotypische Merkmale, befasste sich mit der medizinischen Genetik, ist die Erbkrankheiten und Erbkrankheiten Symptome. Es ist offensichtlich, dass zwischen den Symptomen einer genetischen Krankheit, wie etwa das Fehlen der Ohrmuschel, Krampfanfälle, geistige Retardierung, Zysten in den Nieren, und die Veränderung des Proteins als Folge von Mutationen in einem bestimmten Gen großen Abstand.

Ein mutiertes Protein, das ein Produkt eines mutierten Gens ist, muss irgendwie mit Hunderten oder sogar Tausenden anderer Proteine ​​interagieren, die von anderen Genen kodiert werden, um schließlich einige normale oder pathologische Symptome zu verändern. Darüber hinaus können die Produkte von Genen, die an der Bildung eines phänotypischen Merkmals beteiligt sind, mit Umweltfaktoren interagieren und unter deren Einfluss verändert werden. Der Phänotyp kann sich im Gegensatz zum Genotyp lebenslang verändern, der Genotyp bleibt konstant. Der markanteste Beweis dafür ist unsere eigene Ontogenese. Im Leben verändern wir uns äußerlich, alt werden und der Genotypus nicht. Verschiedene Genotypen können hinter dem gleichen Phänotyp sein, und im Gegensatz dazu können Phänotypen für den gleichen Genotyp unterschiedlich sein. Die letztere Aussage wird durch die Ergebnisse der Studie von eineiigen Zwillingen unterstützt. Ihre Genotypen sind identisch, und phänotypisch können sie sich in Körpergewicht, Körpergröße, Verhalten und anderen Merkmalen unterscheiden. Wenn wir uns jedoch mit monogenen Erbkrankheiten beschäftigen, sehen wir, dass die Wirkung eines mutierten Gens normalerweise nicht durch die zahlreichen Wechselwirkungen seines pathologischen Produkts mit den Produkten anderer Gene oder mit Umweltfaktoren verdeckt wird.