Mutacje w genach

przypadku powyższego, okazało się, że geny z powinno być jasne, że zmiany w strukturze genu, sekwencje nukleotydowe mogą prowadzić do zmian w białka kodowanego przez ten gen. Zmiany w strukturze genu nazywane są mutacjami. Te zmiany w strukturze genu mogą występować z różnych powodów, począwszy od przypadkowych błędów w podwojeniu DNA, aż po wpływ na gen promieniowania jonizującego lub specjalne związki chemiczne zwane mutagenami. Pierwszy rodzaj zmiany prowadzi do tak zwanych spontanicznych mutacji, a drugi do indukowanych mutacji. Mutacje w genach mogą występować w komórkach płciowych, a następnie zostaną przekazane następnemu pokoleniu, a niektóre z nich doprowadzą do rozwoju choroby dziedzicznej. Mutacje w genach występują również w komórkach somatycznych. W tym przypadku będą dziedziczone tylko w określonym klonie komórkowym pochodzącym z zmutowanej komórki. Wiadomo, że mutacje genu komórek somatycznych w niektórych przypadkach mogą powodować raka.

Rodzaje mutacji genów

Jednym z najczęstszych typów mutacji jest podstawienie jednej pary zasad azotowych. Takie podstawienie może nie mieć wpływu na strukturę łańcucha polipeptydowego kodowanego przez gen, ze względu na degenerację kodu genetycznego. Zastąpienie trzeciej zasady azotowej w tryplecie prawie nigdy nie będzie miało żadnych konsekwencji. Takie mutacje są nazywane cichymi substytucjami. W tym samym czasie, podstawienia pojedynczych nukleotydów mogą powodować zastąpienie jednego aminokwasu innym ze względu na zmianę w kodzie genetycznym zmutowanego trypletu.

Podstawienie pojedynczej nukleotydy zasady w tryplecie może przekształcić go w kodon stop. Ponieważ te kodony mRNA zatrzymują translację łańcucha polipeptydowego, zsyntetyzowany łańcuch polipeptydowy okazuje się być skrócony w porównaniu do łańcucha normalnego. Mutacje powodujące tworzenie kodonu stop są nazywane mutacjami nonsensownymi. W wyniku

niesensowną mutacją, w której substytucja występuje w A-T-C T w cząsteczce DNA, syntezę łańcucha polipeptydu jest zakończona w kodonie stop.

pojedyncze podstawienie nukleotydów w normalnym kodonem stop znajduje się, przeciwnie, może uczynić, że znaczenie, a następnie zmutowanego mRNA i zmutowany polipeptyd jest dłuższy niż zwykle.

Następną klasą mutacji molekularnych są delecje( insercje) lub insercje( insercje) nukleotydów. Gdy zostanie on usunięty albo dodaje nukleotydów potrójne, a następnie, jeśli to tryplet jest kodowany polipeptyd lub znika niektórych aminokwasów lub jest nowy aminokwas. Jednakże, jeśli wynikiem delecji lub insercji jest wkładana lub wyjmowana liczba nukleotydów nie jest wielokrotnością trzech, a następnie zmienione lub utracone znaczenie dla każdego innego wyniku insercji lub delecji kodonów cząsteczki mRNA.Takie mutacje nazywane są mutacjami przesuniętymi w ramce odczytu. Często prowadzą one do tworzenia kodonu stop po insercji lub delecji sekwencji nukleotydowej mRNA.Konwersja genów

jest bezpośrednim przeniesieniem fragmentu jednego allelu do innego allelu lub fragmentu pseudogenu do genu. Ponieważ w pseudogenie występuje wiele mutacji, transfer ten zaburza strukturę normalnego genu i może być uważany za mutację.W celu przeprowadzenia tego genu między genem a pseudogen potrzeba ich parowania, a następnie nietypowym zwrotnicy, w którym występują nieciągłości w nici DNA.

Ostatnio odkryto nową i całkowicie nieoczekiwaną rodzaj mutacji, która przejawia wzrost liczby powtórzeń( zwykle trójnukleotydowych), ale są opisane w przypadku zwiększenia liczby powtórzeń, składający się z 5, a nawet 12 nukleotydów położonych w eksonach genów i intronach i regionach nieulegających translacjigeny. Mutacje te nazywane są dynamicznymi lub niestabilnymi. Większość chorób wywołanych mutacjami związanymi z ekspansją strefy repetycji to dziedziczne choroby neurologiczne.pląsawica Huntingtona tego, Choroba Kennedy'ego, ataksja rdzeniowo-miotoniczna Duchenne'a, choroba friedreicha.

Mechanizm rozszerzania strefy powtórzeń nie jest w pełni zrozumiały. W populacji osób zdrowych w liczbie powtórzeń nukleotydowych występujących w różnych genów zwykle pewna zmienność zaobserwowano. Liczba powtórzeń nukleotydowych dziedziczoną generacji, w czasie podziału komórek somatycznych. Jednakże po kilku powtórzeniach, jest różna dla różnych genów przekracza pewien próg krytyczny, który jest różny dla różnych genów, to stają się nietrwałe i mogą zwiększać rozmiary lub podczas mejozy lub najpierw podziałów rozszczepienia zapłodnionej komórki jajowej.

Efekty

fenotypowa efekty mutacji genu mutacji może być wyrażona w utraty funkcji, albo nabywania nowych funkcji.

Większość autosomalnych chorób recesywnych wynika z utraty funkcji odpowiedniego zmutowanego genu. Przejawia się to w gwałtownym spadku aktywności enzymów( najczęściej), co może wynikać ze zmniejszenia ich syntezy lub stabilności. W przypadku, gdy funkcja odpowiedniego białka jest całkowicie nieobecna, mutacja genu z tym efektem jest nazywana allelem zerowym. Ta sama mutacja u różnych osób może objawiać się inaczej, niezależnie od poziomu, na którym ocenia jego skutki: molekularne, biochemiczne lub fenotypu. Przyczyny tych różnic mogą polegać zarówno na wpływie na manifestację mutacji innych genów, jak i na przyczyny zewnętrzne, jeśli są one rozumiane dość szeroko.

Wśród mutacji z utratą funkcji zwykle wyodrębnia się dominująco negatywne mutacje. Należą do nich mutacje, które nie tylko prowadzą do zmniejszenia lub utraty funkcji własnego produktu, ale także zakłócają działanie odpowiedniego normalnego allelu. Najczęściej objawy dominujących negatywnych stwierdzanych mutacji w białkach, składający się z dwóch lub więcej łańcuchów polipeptydowych, takich jak kolageny.

naturalnym było oczekiwać, że jeśli występuje replikacja DNA w każdym podziale komórek powinno mieć bardzo wiele mutacji cząsteczkowej. Jednak tak naprawdę nie jest obecny, ponieważ w komórkach znajduje się naprawa uszkodzeń DNA.Znanych jest kilkadziesiąt enzymów uczestniczących w tym procesie.wykryć ich zmianę zasady, usuwa się przez cięcie nici DNA i otrzymuje właściwej podstawy za pomocą nienaruszone komplementarnej nici DNA.Enzymy naprawy rozpoznawania

zmodyfikowanej zasadzie w łańcuch DNA ze względu na fakt, że zakłóciło prawidłowy parowania zmodyfikowanych nukleotydów z komplementarną zasadą drugiej nici DNA.Istnieją również mechanizmy naprawy i inne rodzaje uszkodzeń DNA.Uważa się, że ponad 99% wszystkich nowo powstających mutacji molekularnych jest naprawianych w normie. Jednakże, jeśli występują mutacje w genach, które kontrolują syntezę enzymów naprawczych, częstości spontanicznych mutacji i indukowane gwałtownie wzrasta, a to zwiększa ryzyko różnych nowotworów.

Zmiana struktury genu, sekwencji nukleotydów, może prowadzić do zmian w białku kodowanym przez ten gen. Zmiany w strukturze genu nazywane są mutacjami. Mutacje mogą występować z różnych powodów, począwszy od przypadkowych błędów w podwojenia DNA, a kończąc na działanie promieniowania jonizującego lub substancji chemicznych określonych genów, zwane mutagenów.

Mutacje można klasyfikować w zależności od charakteru tych delecje zmiany nukleotydów, insercje, substytucje, itd lub charakter zmian w procesie biosyntezy białka. . missense mutacje nonsense przesuwny ramki odczytu itd Istnieje również

mutacje stabilne i dynamiczne.

Fenotypowy efekt mutacji można wyrazić albo w utracie funkcji, albo w nabyciu nowej funkcji.

Większość nowo powstających mutacji jest korygowanych przez enzymy naprawcze DNA.choroby monogeniczną

w komórkach somatycznych, narządów i tkanek ludzkich, każdy gen jest reprezentowany przez dwie kopie( kopia każdego allelu określa).Całkowita liczba genów wynosi około 30 000( dokładna liczba genów w ludzkim genomie wciąż nie jest znana).

Phenotype

Na poziomie organizmu zmutowane geny zmieniają fenotyp osobnika.

Zgodnie z fenotypem rozumieć sumę wszystkich ludzkich cech zewnętrznych, a gdy mówimy o cechach zewnętrznych, które w tym samym czasie, mamy na myśli nie tylko objawów zewnętrznych, takich jak wzrost czy kolor oczu, ale także różnych cech fizjologicznych i biochemicznych, które mogą ulec zmianie w wynikudziałanie genów.

Fenotypowe objawy, którymi zajmuje się genetyka medyczna to choroby dziedziczne i objawy chorób dziedzicznych. Jest oczywiste, że między objawów choroby genetyczne, takie jak, na przykład, przy braku małżowiny, drgawki, opóźnienie umysłowe, torbiele w nerkach, a zmiana białka w wyniku mutacji w jakimkolwiek konkretnym genem ogromne odległości.

Zmutowane białko, które jest produktem zmutowanego genu, musi w jakiś sposób oddziaływać z setkami, a nawet tysiącami innych białek kodowanych przez inne geny, aby ostatecznie zmienić pewne normalne lub patologiczne objawy. Ponadto produkty genów zaangażowanych w tworzenie dowolnej cechy fenotypowej mogą wchodzić w interakcje z czynnikami środowiskowymi i podlegać modyfikacjom pod ich wpływem. Fenotyp, w przeciwieństwie do genotypu, może się zmieniać przez całe życie, genotyp pozostaje stały. Najbardziej uderzającym tego dowodem jest nasza własna ontogeneza. W życiu na zewnątrz się zmieniamy, starzejemy się, a genotyp nie. Różne genotypy mogą znajdować się za tym samym fenotypem, a przeciwnie, fenotypy mogą być różne dla tego samego genotypu. To ostatnie stwierdzenie potwierdzają wyniki badań bliźniąt monozygotycznych. Ich genotypy są identyczne, a fenotypowo mogą różnić się masą ciała, wzrostem, zachowaniem i innymi cechami. Jednakże, gdy mamy do czynienia z monogenicznymi chorobami dziedzicznymi, widzimy, że zazwyczaj działanie zmutowanego genu nie jest ukryte przez liczne interakcje jego patologicznego produktu z produktami innych genów lub czynnikami środowiskowymi.