Mutacije u genima
Ako gore navedeni, postalo je jasno da geni učiniti, to treba biti jasno da je promjena u strukturi gena, sekvence nukleotida može dovesti do promjene u proteinima koje kodira taj gen. Promjene u strukturi gena nazivaju se mutacijama. Te promjene u strukturi gena mogu se pojaviti zbog različitih razloga, od slučajnih pogrešaka u DNK udvostručenje, a završio u djelovanju zračenja ili genske određene kemikalije ionizirajućeg zove mutagena. Prva vrsta promjene dovodi do takozvanih spontanih mutacija, a druga - uzrokovane mutacije. Mutacije u genima mogu pojaviti u zametnih stanica, a onda će biti prebačen na sljedeću generaciju, a neki od njih će dovesti do razvoja genetske bolesti. Mutacije u genima također se javljaju u somatskim stanicama. U ovom slučaju, oni će biti naslijeđeni samo u određenom staničnom klonu koji potječe iz mutantne stanice. Poznato je da mutacije gena somatskih stanica u nekim slučajevima mogu uzrokovati rak.
Vrste mutacija gena
Jedna od najčešćih tipova mutacija je supstitucija jednog para dušičnih baza. Takva supstitucija ne može imati učinak na strukturu polipeptidnog lanca kojeg kodira gen, zbog degeneracije genetskog koda. Zamjena treće dušične baze u tripletu gotovo nikada neće imati nikakvih posljedica. Takve mutacije nazivaju se tihim supstitucijama. U isto vrijeme, jedan supstitucije može uzrokovati ulazak jedne amino kiseline drugom zbog promjena u genetskom kodu mutirane trojka.
Jedna nukleotidna supstitucija baze u tripletu može ga pretvoriti u stop kodon. Budući da ti kodoni mRNA zaustavljaju prevođenje polipeptidnog lanca, sintetizirani polipeptidni lanac se skraćuje u usporedbi s normalnim lancem. Mutacije koje uzrokuju formiranje stop kodona nazivaju se glupoće mutacije. Kao besmislica mutacije
rezultat u kojem se zamjena dešava u A-T-C T u molekulu DNA, sintezu polipeptidni lanac se završava na stop kodona.
jedan supstitucije u normalnom stop kodona nalazi se, naprotiv, to može učiniti smislenim, a onda je mutirani mRNA, a zatim mutirani polipeptid više nego što je normalno.
Sljedeća klasa molekularnih mutacija su delecije( umetanja) ili insercije( insercije) nukleotida. Kada je izbrisana ili umetnuti nukleotida trostruku, a zatim ako je to triplet je kodiran u polipeptidu ili nestaje određenih aminokiselina, ili je novi aminokiselina. Međutim, ako je rezultat brisanja ili umetanja se umeće ili ukloniti broj nukleotida nije višekratnik od tri, a onda promijenila ili izgubila smisao za sve ostale nakon umetanja ili brisanja kodona molekule mRNA.Takve mutacije nazivaju se mutacije pomaka čitanja.Često dovode do stvaranja stop kodona nakon umetanja ili brisanja nukleotidnog slijeda mRNA.
Genska pretvorba je izravni prijenos fragmenta jednog alela u drugi alel ili fragment pseudogena u gen. Budući da u pseudogenu postoji mnogo mutacija, taj prijenos narušava strukturu normalnog gena i može se smatrati mutacijom. Za pretvorbu gena između gena i pseudogen potrebnih njihovom združivanja i zatim atipičnog crossover u kojem prekida pojaviti u DNA.
nedavno otkrio novo i posve neočekivanu vrstu mutacije koje se manifestira na povećanje broja ponavljanja( obično trinukleotida), ali su opisani kao slučajevima povećanje broja ponavljanja, koji se sastoji od 5 i čak 12 nukleotida koji se nalazi u eksona gena i introna ili neprevedenih regijageni. Te mutacije nazivaju se dinamičkim ili nestabilnim. Većina bolesti uzrokovanih mutacijama povezanim s širenjem zona ponavljanja su nasljedne neurološke bolesti. Ovog Huntingtonova koreja, spinalnu i bulbarnu mišičnu atrofiju, spinocerebelarna ataksija, miotonične distrofije, Friedreichova ataksija.
Mehanizam za širenje zone ponavljanja nije potpuno razumljiv. U populaciji zdravih pojedinaca obično postoji određena varijabilnost broja ponovljenih nukleotida koji se nalaze u različitim genima. Broj nukleotidnih ponavljanja naslijeđen je i generacijama i tijekom podjele somatskih stanica. Međutim, nakon nekoliko ponavljanja, je različit za različite gene, prelazi određeni kritični prag, što je također različit za različite gene, oni imaju tendenciju da postanu nestabilni i mogu se povećati u veličini ili tijekom mejoze ili prva podjela cijepanja jednog oplođenog jajašca.
Učinci
fenotipske učinke genske mutacije mutacija može biti izražena ili u gubitku funkcije, ili steći nove funkcije.
Većina autosomnih recesivnih bolesti proizlazi iz gubitka funkcije odgovarajućeg mutantnog gena. To se očituje snažnim smanjenjem aktivnosti enzima( najčešće), što može biti posljedica smanjenja njihove sinteze ili njihove stabilnosti. U slučaju kada je funkcija odgovarajućeg proteina je u potpunosti odsutna, mutacija gena s takvom učinka naziva null alela. Ista mutacija u različitim pojedincima može se manifestirati drugačije, bez obzira na razinu na kojoj se procjenjuju njezini učinci: molekularni, biokemijski ili fenotipski. Razlozi tih razlika mogu se sastojati i od utjecaja na manifestaciju mutacije drugih gena i vanjskih uzroka, ako ih se razumije vrlo široko.
Među mutacijama s gubitkom funkcije, uobičajeno je izdvojiti dominantno negativne mutacije. To su takve mutacije, koji ne samo da dovode do smanjenja ili gubitka funkcije proizvoda iz vlastite, ali i poremetiti funkciju koja odgovara normalnom alela. Najčešće manifestacije dominantnih negativnih mutacija se u proteinima, koji se sastoji od dva ili više polipeptidnih lanaca, poput kolagena.
Bilo je prirodno očekivati da kod repliciranja DNK koji se javlja tijekom svake odjeljke stanica, mora postojati dosta molekularnih mutacija. Međutim, to zapravo nije prisutno, jer u stanicama postoji popravak oštećenja DNA.Poznato je nekoliko desetaka enzima uključenih u ovaj proces. Oni prepoznaju promijenjenu bazu, uklanjaju, odrežu DNA lanac i zamjenjuju ga pravilnom bazom, koristeći komplementarni neoštećeni DNA lanac za to. Prepoznavanje Enzimi
popravak promjene baza u DNA lanac je zbog činjenice da je ispravan poremetio uparivanja modificirane nukleotide s komplementarnom bazi drugog DNA lanca. Postoje i mehanizmi popravka i drugih vrsta oštećenja DNA.Vjeruje se da je više od 99% svih novonastalih molekularnih mutacija popravljeno u normi. Ako je, međutim, mutacija dolazi u genima koji kontroliraju sintezu popravka enzima, učestalosti spontanih i induciranih mutacija povećava dramatično, a to povećava rizik od raznih vrsta raka.
Promjena u strukturi gena, slijed nukleotida, može dovesti do promjena u proteinu kodiranom ovim genom. Promjene u strukturi gena nazivaju se mutacijama. Mutacije mogu pojaviti zbog različitih razloga, od slučajnih pogrešaka u DNK udvostručenje, a završio u djelovanju zračenja ili genske određene kemikalije ionizirajućeg zove mutagena.
Mutacije mogu se klasificirati prema prirodi brisanja promjena nukleotida slijed, insercije, zamjene i sl ili o prirodi promjena u biosintezi proteina:. . besmislene, gluposti mutacije pomak čitanja frame itd Tu su i
mutacije stabilne i dinamične.
fenotipski učinak mutacija može biti izražena ili u gubitku funkcije, ili steći nove funkcije.
Većina novo nastalih mutacija korigiraju se popravnim enzimima DNA.Monogenskih
bolesti u somatskim stanicama ljudskih organa i tkiva, svaki gen je predstavljen s dva primjerka( kopiju svakog alela naziva).Ukupan broj gena je oko 30 000( točan broj gena u ljudskom genomu je nepoznat).
fenotip na
mutantnih gena organizmičko razine mijenja fenotipska pojedinaca.
Pod fenotipom shvatiti zbroj svih ljudskih vanjskih karakteristika, a kada govorimo o vanjskim obilježjima, koji u isto vrijeme, imamo na umu ne samo vanjske znakove, kao što su rast ili boju očiju, ali i raznih fizioloških i biokemijskih osobina koje mogu promijeniti kao rezultatdjelovanje gena.
fenotipska svojstva, bavi se medicinske genetike, je nasljedne bolesti i nasljedne bolesti simptoma. Očito je da je između simptoma genetske bolesti, kao što je, recimo, u nedostatku školjke, konvulzije, mentalna retardacija, ciste bubrega, a promjena proteina kao posljedica mutacije u bilo kojem određenom genskom ogromne udaljenosti.
Mutantni protein koji je produkt mutantnog gena mora na neki način komunicirati sa stotinama ili čak tisućama drugih bjelančevina kodiranih drugim genima kako bi se na kraju mijenjali neki normalni ili patološki simptomi. Osim toga, proizvodi gena koji sudjeluju u formiranju bilo koje fenotipske osobine mogu komunicirati s faktorima okoliša i biti modificirani pod njihovim utjecajem. Fenotip, za razliku od genotipa, može se promijeniti tijekom života, genotip ostaje konstantan. Najzanimljiviji dokaz ovoga je vlastita ontogenija. Tijekom života, vanjski se promijenimo, starimo, a genotip nije. Različiti genotipovi mogu biti iza istog fenotipa, a naprotiv, fenotipovi mogu biti različiti za isti genotip. Potonju izjavu potkrepljuju rezultati istraživanja monozigotnih blizanaca. Njihovi genotipi su identični, a fenotipski se mogu razlikovati prema tjelesnoj težini, visini, ponašanju i drugim osobinama. Međutim, kada se radi o monogenim nasljednim bolestima, vidimo da obično djelovanje mutantnog gena nije skriveno brojnim interakcijama njegovog patološkog produkta s proizvodima drugih gena ili s faktorima okoliša.