Mutations dans les gènes
Si ce qui précède, il est devenu clair que les gènes font, il doit être clair que le changement dans la structure du gène, des séquences nucléotidiques peut conduire à des changements dans la protéine codée par ce gène. Les changements dans la structure du gène sont appelés mutations. Ces changements dans la structure du gène peut se produire pour diverses raisons, allant des erreurs aléatoires dans le doublement de l'ADN et se terminant à l'action des rayonnements ionisants ou des produits chimiques spécifiques gène, appelé mutagenes. Le premier type de changement conduit à des soi-disant mutations spontanées, et le second - à des mutations induites. Mutations dans les gènes peuvent se produire dans les cellules germinales, puis ils seront transférés à la prochaine génération et certains d'entre eux conduira au développement d'une maladie génétique. Des mutations dans les gènes se produisent également dans les cellules somatiques. Dans ce cas, ils ne seront hérités que dans un clone cellulaire particulier provenant de la cellule mutante. Il est connu que les mutations
du gène des cellules somatiques dans certains cas peuvent causer le cancer.Types de mutations génétiques
L'un des types de mutations les plus communs est la substitution d'une paire de bases azotées. Une telle substitution peut n'avoir aucun effet sur la structure de la chaîne polypeptidique codée par le gène, en raison de la dégénérescence du code génétique. Le remplacement de la troisième base azotée du triplet n'aura presque jamais de conséquences. De telles mutations sont appelées substitutions silencieuses. Dans le même temps, la substitution d'un seul nucléotide peut provoquer une substitution d'un acide aminé par un autre en raison de changements dans le code génétique du triplet muté.
La substitution d'un simple nucléotide de la base dans un triplet peut le transformer en un codon d'arrêt.Étant donné que ces codons d'arrêt de traduction de l'ARNm de la chaîne polypeptidique, la chaîne polypeptidique synthétisée est raccourcie par rapport à la chaîne normale. Les mutations qui provoquent la formation du codon d'arrêt sont appelées mutations non-sens. Comme une mutation non-sens de
de résultat dans lequel la substitution se produit à la A-T-C T dans une molécule d'ADN, une synthèse de la chaîne polypeptidique se termine à un codon d'arrêt.seule substitution nucléotidique
dans le codon d'arrêt normal se trouve, au contraire, il peut le rendre significatif, puis l'ARNm muté, puis le polypeptide muté sont plus longues que la normale.
La classe suivante de mutations moléculaires sont des délétions( insertions) ou des insertions( insertions) de nucléotides. Quand il est inséré ou supprimé triple nucleotides, alors si ce triplet est codé dans le polypeptide ou disparaît certains acides aminés, ou il existe un nouvel acide aminé.Toutefois, si le résultat de la suppression ou l'insertion est inséré ou retiré le nombre de nucléotides n'est pas un multiple de trois, puis a changé ou perdu sens pour tout le monde suite à l'insertion ou la suppression de codons de la molécule d'ARNm. De telles mutations sont appelées mutations par décalage du cadre de lecture. Souvent, ils conduisent à la formation d'un codon d'arrêt après l'insertion ou la délétion de la séquence nucléotidique de l'ARNm.
La conversion génique est le transfert direct d'un fragment d'un allèle dans un autre allèle ou fragment d'un pseudogène dans un gène. Comme il existe de nombreuses mutations dans le pseudogène, ce transfert perturbe la structure du gène normal et peut être considéré comme une mutation. Pour la conversion du gène entre le gène et pseudogène nécessaire leur appariement et de croisement ultérieur atypique au cours de laquelle des discontinuités apparaissent dans les brins d'ADN.
a récemment découvert une nouvelle de mutation type et tout à fait inattendu qui manifeste une augmentation du nombre de répétitions( généralement trinucléotides) mais sont décrits comme des cas d'augmenter le nombre de répétitions, composé de 5 et même 12 nucléotides situés dans les exons des gènes et des introns ou des régions non traduitesgènes. Ces mutations sont appelées dynamiques ou instables. La plupart des maladies causées par des mutations associées à l'expansion de la zone de répétition sont des maladies neurologiques héréditaires. Cette chorée de Huntington, l'atrophie musculaire spinale et bulbaire, ataxie spino-cérébelleuse, la dystrophie myotonique, l'ataxie de Friedreich.
Le mécanisme d'extension de la zone de répétition n'est pas entièrement compris. Dans une population chez des individus en bonne santé, il y a habituellement une certaine variabilité dans le nombre de répétitions de nucléotides trouvées dans différents gènes. Le nombre de répétitions de nucléotides est hérité à la fois dans les générations et lors de la division des cellules somatiques. Cependant, après un certain nombre de répétitions, est différent pour différents gènes, dépasse un certain seuil critique, qui est aussi différent pour différents gènes, ils ont tendance à devenir instable et peut augmenter la taille ou au cours de la méiose, ou premières divisions de clivage d'un ovule fécondé.
Effets effets
phénotypiques des mutations de gènes mutations peuvent être exprimées soit dans la perte de la fonction, ou d'acquérir de nouvelles fonctions.
La plupart des maladies autosomiques récessives résultent de la perte de fonction du gène mutant correspondant. Cela se manifeste par une forte diminution de l'activité des enzymes( le plus souvent), ce qui peut être dû à une diminution de leur synthèse ou de leur stabilité.Dans le cas où la fonction de la protéine correspondante est complètement absente, la mutation du gène avec cet effet est appelée l'allèle nul. La même mutation chez différents individus peut se manifester différemment, quel que soit le niveau d'évaluation de ses effets: moléculaire, biochimique ou phénotypique. Les raisons de ces différences peuvent consister à la fois en l'influence sur la manifestation de la mutation d'autres gènes, et en des causes externes, si elles sont comprises assez largement.
Parmi les mutations avec perte de fonction, il est habituel de distinguer les mutations dominantes négatives. Ceux-ci comprennent des mutations qui non seulement entraînent une diminution ou une perte de la fonction de leur propre produit, mais perturbent également la fonction de l'allèle normal correspondant. Les manifestations les plus courantes des mutations dominantes négatives se trouvent dans des protéines constituées de deux chaînes polypeptidiques ou plus, telles que, par exemple, des collagènes.
Il était naturel de s'attendre à ce que pendant la réplication de l'ADN, se produisant au cours de chaque division cellulaire, il devrait y avoir beaucoup de mutations moléculaires. Cependant, ceci n'est pas présent, car dans les cellules, il y a une réparation des dommages à l'ADN.Plusieurs dizaines d'enzymes impliquées dans ce processus sont connues. Ils reconnaissent la base altérée, l'enlèvent, coupent le brin d'ADN, et le remplacent par la base correcte, en utilisant un brin d'ADN complémentaire non endommagé pour cela. La reconnaissance des enzymes de réparation
base modifiée dans la chaîne d'ADN est due au fait que les nucléotides modifiés perturbé d'appariement correct avec la base complémentaire du second brin d'ADN.Il existe également des mécanismes de réparation et d'autres types de dommages à l'ADN.On pense que plus de 99% de toutes les mutations moléculaires émergentes sont réparées dans la norme. Cependant, si des mutations surviennent dans des gènes contrôlant la synthèse d'enzymes réparatrices, la fréquence des mutations spontanées et induites augmente considérablement, ce qui augmente le risque de développer divers cancers.
Une modification de la structure d'un gène, une séquence de nucléotides, peut entraîner des changements dans la protéine codée par ce gène. Les changements dans la structure du gène sont appelés mutations. Des mutations peuvent se produire pour diverses raisons, allant d'erreurs aléatoires dans le doublage de l'ADN et se terminant avec l'effet sur le gène du rayonnement ionisant ou des produits chimiques spéciaux appelés mutagènes.
Mutations peuvent être classés en fonction de la nature des suppressions de séquence changement de nucléotides, des insertions, des substitutions, etc., ou la nature des changements dans la biosynthèse des protéines:. . faux-sens, mutations non-sens décalent cadre de lecture, etc. Il y a aussi des mutations
stables et dynamiques.
L'effet phénotypique des mutations peut s'exprimer soit dans la perte d'une fonction, soit dans l'acquisition d'une nouvelle fonction.
La plupart des mutations émergentes sont corrigées par des enzymes de réparation de l'ADN.maladie monogénique
dans les cellules somatiques d'organes et de tissus humains, chaque gène est représenté par deux copies( une copie de chaque allèle est appelée).Le nombre total de gènes est d'environ 30 000( le nombre exact de gènes dans le génome humain est encore inconnu).
Phénotype
Au niveau de l'organisme, les gènes mutants modifient le phénotype de l'individu.
Sous phénotype comprendre la somme de toutes les caractéristiques extérieures de l'homme, et quand nous parlons des caractéristiques externes, qui en même temps, nous avons à l'esprit non seulement des signes extérieurs, tels que la croissance ou la couleur des yeux, mais aussi une variété de caractéristiques physiologiques et biochimiques qui peuvent changer en conséquencel'action des gènes.
Les signes phénotypiques dont s'occupe la génétique médicale sont les maladies héréditaires et les symptômes des maladies héréditaires. Il est évident qu'entre les symptômes d'une maladie génétique, comme, par exemple, l'absence de Pinna, des convulsions, un retard mental, des kystes dans les reins, et le changement de la protéine à la suite de mutations dans un gène quelconque particulier distance énorme.
Une protéine mutante qui est un produit d'un gène mutant doit en quelque sorte interagir avec des centaines ou même des milliers d'autres protéines codées par d'autres gènes afin de changer éventuellement un symptôme normal ou pathologique. De plus, les produits des gènes impliqués dans la formation de tout caractère phénotypique peuvent interagir avec des facteurs environnementaux et être modifiés sous leur influence. Le phénotype, contrairement au génotype, peut changer tout au long de la vie, le génotype reste constant. La preuve la plus frappante de ceci est notre propre ontogenèse. Au cours de la vie, nous changeons, devenons vieux, et le génotype ne l'est pas. Différents génotypes peuvent être derrière le même phénotype, et, au contraire, les phénotypes peuvent être différents pour le même génotype. Cette dernière affirmation est appuyée par les résultats de l'étude des jumeaux monozygotes. Leurs génotypes sont identiques, et phénotypiquement ils peuvent différer en poids corporel, taille, comportement et autres caractéristiques. Cependant, lorsqu'il s'agit de maladies héréditaires monogéniques, on voit que l'action d'un gène mutant n'est généralement pas cachée par les nombreuses interactions de son produit pathologique avec les produits d'autres gènes ou avec des facteurs environnementaux.