Mutasjoner i gener

Dersom det foregående, ble det klart at gener gjør, bør det også være klart at endringen i strukturen av genet, kan nukleotidsekvenser føre til endringer i proteinet som er kodet av dette genet. Endringer i strukturen av genet kalles mutasjoner. Disse endringer i strukturen av genet kan forekomme i en rekke grunner, som strekker seg fra tilfeldige feil i DNA dobling og slutter ved innvirkning av ioniserende stråling eller gen-spesifikke kjemikalier, kalt mutagener. Den første typen endring fører til såkalte spontane mutasjoner, og den andre - til induserte mutasjoner. Mutasjoner i gener som kan oppstå i kjønnsceller, og deretter bli overført til den neste generasjon, og noen av dem vil føre til utvikling av en genetisk sykdom. Mutasjoner i gener forekommer også i somatiske celler. I dette tilfellet vil de bli arvet bare i en bestemt celleklon som stammer fra mutantcellen. Det er kjent at -mutasjoner av -gen av somatiske celler i noen tilfeller kan forårsake kreft.

typer av genmutasjoner

En av de mest vanlige typene mutasjon er en substitusjon av ett basepar. En slik substitusjon kan ikke ha noen virkning på polypeptidkjeden strukturen av den kodende gen, på grunn av degenerering av den genetiske kode. Utskifting av den tredje nitrogenbasen i tripleten vil nesten aldri ha noen konsekvenser. Slike mutasjoner kalles stille substitusjoner. På samme tid, kan den enkelt nukleotidsubstitusjon forårsake en substitusjon av en aminosyre med en annen på grunn av endringer i den genetiske koden av det muterte lett.

Enkelt nukleotidsubstitusjon av basen i en triplett kan gjøre den til en stoppkodon. Siden disse stoppkodonene av mRNA-translasjon av polypeptidkjeden, blir den syntetiserte polypeptidkjeden forkortes sammenlignet med den normale kjeden. Mutasjonene som forårsaker dannelsen av stoppkodonet kalles nonsensmutasjoner. Som et resultat

nonsense-mutasjon i hvilken substitusjonen finner sted ved A-T-C-T i et DNA-molekyl, blir en polypeptidkjede syntese avsluttet ved et stoppkodon.

enkelt nukleotid substitusjon i normal stoppkodon er plassert, tvert imot, kan det gjøre det meningsfylt, og deretter mutert mRNA og deretter den muterte polypeptidet er lengre enn normalt.

Den neste klassen av molekylære mutasjoner er deletjoner( innsetting) eller innsetting( innsetting) av nukleotider. Når den er slettet eller settes inn nukleotider trippel, så hvis dette triplett er kodet i polypeptidet eller forsvinner visse aminosyrer, eller det er en ny aminosyre. Men hvis resultatet av delesjon eller innskudd settes inn eller tas antall nukleotider er ikke et multiplum av tre, og deretter endret eller tapt noe som betyr at for alle andre som følge av innskudd eller delesjon av kodoner av mRNA-molekylet. Slike mutasjoner kalles shift mutasjoner av leserammen. Ofte fører de til dannelsen av en stoppkodon etter innsetting eller deletjon av nukleotidsekvensen av mRNA.

Gene konvertering - er en direkte overføring av et fragment av et allel til et annet allel eller genfragmentet i den pseudogene. Siden det er mange mutasjoner i pseudogenet, forstyrrer denne overføringen strukturen av det normale genet og kan betraktes som en mutasjon. Til overføring av genet mellom genet og pseudo nødvendig for deres sammenkobling og påfølgende atypisk crossover ved hvilke diskontinuiteter som forekommer i DNA-trådene.

nylig oppdaget en ny og helt uventet type mutasjon som manifesterer en økning i antall repetisjoner( vanligvis trinukleotid), men beskrives som tilfeller av å øke antall repetisjoner, bestående av 5 til og med 12 nukleotider som befinner seg i eksoner av genene og introner eller ikke-translaterte regionergener. Disse mutasjonene kalles dynamisk eller ustabil. De fleste sykdommer forårsaket av mutasjoner assosiert med utvidelsen av repetisjonssonen er arvelige nevrologiske sykdommer. Dette Huntingtons chorea, spinal og slagflaten muskelatrofi, spinocerebellar ataksi, myotonic dystrofi, Friedreichs ataksi.

Mekanismen for utvidelse av repeteringssonen er ikke fullt ut forstått. I en populasjon hos friske individer er det vanligvis en viss variabilitet i antall nukleotidrepetisjoner som finnes i forskjellige gener. Antallet av nukleotidreplikater er arvet både i generasjoner og under delingen av somatiske celler. Men etter et antall gjentakelser, er forskjellig for forskjellige gener, overskrider en viss kritisk terskel, som også er forskjellig for forskjellige gener, har de en tendens til å bli ustabil og kan øke i størrelse eller i løpet av meiose, eller først spalting divisjoner av et befruktet egg.

Effekter

Fenotypiske virkningene av forandringer i genene mutasjoner kan uttrykkes enten i tap av funksjon, eller for å skaffe nye funksjoner.

De fleste autosomale recessive sykdommer skyldes tap av funksjon av det tilsvarende mutantgenet. Dette manifesteres av en kraftig reduksjon i enzymaktiviteten( oftest), noe som kan skyldes en reduksjon i enten deres syntese eller stabiliteten. I tilfelle hvor funksjonen til det tilsvarende protein er helt fraværende, kalles mutasjonen av genet med denne effekten null-allelen. Det samme mutasjon i ulike individer kan manifestere annerledes, uavhengig av hvilket nivå evaluere dens virkninger: den molekylære, biokjemiske eller fenotypiske.Årsakene til disse forskjellene kan være like i effekt på ekspresjonen av andre genmutasjoner og eksogene årsaker, hvis de blir forstått vidt nok.

Blant mutasjonene med funksjonsfeil er det vanlig å utelukke dominerende negative mutasjoner. Disse inkluderer mutasjoner som ikke bare fører til reduksjon eller tap av funksjonen til eget produkt, men forstyrrer også funksjonen til den tilsvarende normale allelen. De vanligste manifestasjonene av dominerende negative mutasjoner finnes i proteiner som består av to eller flere polypeptidkjeder, som for eksempel kollagener.

Det var naturlig å forvente at når DNA replikasjon oppstår under hver celledeling bør skje ganske mye av molekylære mutasjoner. Imidlertid er dette faktisk ikke tilstede, siden i cellene er det en reparasjon av DNA-skade. Flere dusinvis av enzymer involvert i denne prosessen er kjent. De detektere baseendring, blir fjernet ved å kutte DNA-tråden og erstattet med riktig basis ved hjelp av det intakte komplementære DNA-tråd. Gjenkjennelse

reparasjonsenzymer modifiserte base i DNA-kjeden er på grunn av det faktum at forstyrret korrekt sammenkobling modifiserte nukleotider med komplementær base av den andre DNA-kjede. Det er også mekanismer for reparasjon og andre typer DNA-skade. Det antas at mer enn 99% av alle nyutviklede molekylære mutasjoner blir reparert i normen. Hvis imidlertid mutasjoner forekommer i gener som styrer syntesen av reparasjonsenzymer, hyppigheten av spontane og induserte mutasjoner øker dramatisk, og dette øker risikoen for ulike kreftformer.

En endring i strukturen til et gen, en sekvens av nukleotider, kan føre til endringer i proteinet kodet av dette genet. Endringer i strukturen av genet kalles mutasjoner. Mutasjoner kan oppstå av mange forskjellige grunner, som strekker seg fra tilfeldige feil i DNA dobling og slutter ved innvirkning av ioniserende stråling eller gen-spesifikke kjemikalier, kalt mutagener.

Mutasjoner kan bli klassifisert i henhold til arten av de endrings nukleotider sekvensdelesjoner, innskudd, substitusjoner, etc. eller arten av endringer i proteinbiosyntese:. . missense, nonsense-mutasjoner shift leseramme etc. Det er også

mutasjoner stabile og dynamiske.

Den fenotypiske effekten av mutasjoner kan uttrykkes enten ved tap av en funksjon eller ved oppkjøpet av en ny funksjon.

De fleste nyutviklede mutasjoner korrigeres av DNA-reparasjonsenzymer. Monogent

sykdom i somatiske celler fra humane organer og vev, er hvert gen representert ved to kopier( en kopi av hvert allel kalles).Det totale antall gener er ca. 30.000( det nøyaktige antall gener i det menneskelige genom er fortsatt ukjent).

Fenotype

På organismenivå endrer mutantgenene fenotypen til individet.

Under fenotype forstå summen av alle menneskelige ytre kjennetegn, og når vi snakker om de ytre kjennetegn, som på samme tid, vi har i tankene ikke bare ytre tegn, for eksempel vekst eller øyenfarge, men også en rekke fysiologiske og biokjemiske egenskaper som kan endres som følgevirkning av gener.

De fenotypiske tegnene som medisinsk genetikk omhandler, er arvelige sykdommer og symptomene på arvelige sykdommer. Det er åpenbart at det mellom de symptomene på en genetisk sykdom, for eksempel, si, fravær av det ytre øret, anfall, mental retardasjon, cyster i nyrene, og endring av proteinet som et resultat av mutasjoner i et bestemt gen stor avstand.

Et mutantprotein som er et produkt av et mutantgen må på en eller annen måte samhandle med hundrevis eller til og med tusenvis av andre proteiner kodet av andre gener for å til slutt endre noen normalt eller patologisk symptom. I tillegg kan produktene av gener som er involvert i dannelsen av et fenotypisk trekk, samhandle med miljøfaktorer og modifiseres under deres påvirkning. Fenotypen, i motsetning til genotypen, kan forandre seg gjennom hele livet, gjenstår genotypen konstant. Det mest slående bevis på dette er vår egen ontogeni. I løpet av livet endres vi, blir gamle, og genotypen er ikke. Ulike genotyper kan ligge bak den samme fenotypen, og tvert imot kan fenotyper være forskjellige for samme genotype. Sistnevnte uttalelse støttes av resultatene av studiet av monozygotiske tvillinger. Deres genotyper er identiske, og fenotypisk kan de variere i kroppsvekt, høyde, oppførsel og andre egenskaper. Men når vi arbeider med monogene arvelige sykdommer, ser vi at vanligvis virkningen av et mutantgen ikke er skjult av de mange vekselvirkninger av dets patologiske produkt med produktene fra andre gener eller med miljøfaktorer.