Mutationer i generna

Om den föregående, blev det tydligt att gener göra, bör det också vara klart att förändringen i strukturen av genen, kan nukleotidsekvenser leda till förändringar i proteinet som kodas av denna gen. Förändringar i genens struktur kallas mutationer. Dessa förändringar i strukturen av genen kan uppstå av en mängd olika skäl, som sträcker sig från slumpmässiga fel i DNA fördubbling och slutar vid inverkan av joniserande strålning eller genspecifika kemikalier, som kallas mutagener. Den första typen av förändring leder till så kallade spontana mutationer och de andra - till inducerade mutationerna. Mutationer i gener kan förekomma i könscellerna, och sedan kommer de att överföras till nästa generation och några av dem kommer att leda till utveckling av en ärftlig sjukdom. Mutationer i gener förekommer även i somatiska celler. I detta fall kommer de att ärftas endast i en specifik cellklon som härstammar från mutantcellen. Det är känt att -mutationer av -genen av somatiska celler i vissa fall kan orsaka cancer.

Typer av genmutationer

En av de vanligaste typerna av mutationer är substitutionen av ett par kvävebaser. En sådan substitution kan inte ha någon effekt på strukturen hos polypeptidkedjan kodad av genen på grund av degeneriteten hos den genetiska koden. Utbytet av den tredje kvävebasen i tripleten har nästan aldrig några konsekvenser. Sådana mutationer kallas tysta substitutioner. Samtidigt kan en-nukleotidsubstitutioner orsaka en substitution av en aminosyra till en annan på grund av en förändring i den genetiska koden för den muterade tripleten.

Enstaka nukleotidsubstitution av basen i en triplett kan göra den till en stoppkodon. Eftersom dessa mRNA-kodoner stoppar översättningen av polypeptidkedjan, tycks den syntetiserade polypeptidkedjan förkortas jämfört med den normala kedjan. Mutationerna som orsakar bildandet av stoppkodon kallas nonsensmutationer. Som ett resultat

nonsensmutation i vilken substitution sker vid den A-T-C T i en DNA-molekyl, är en polypeptidkedja syntes avslutas vid ett stoppkodon.

enda nukleotidsubstitution i det normala stoppkodonet är beläget, tvärtom, kan det göra det meningsfullt, och sedan den muterade mRNA, och sedan den muterade polypeptiden är längre än normalt.

Nästa klass av molekylära mutationer är deletioner( insertioner) eller insertioner( insertioner) av nukleotider. När en trippel av nukleotider raderas eller insätts, försvinner en viss aminosyra antingen i polypeptiden eller en ny aminosyra visas om tripleten kodar. Men om resultatet av strykningen eller insättningen sätts i eller tas antalet nukleotider är inte en multipel av tre, sedan ändras eller förlorat betyder för alla andra efter insättning eller borttagning av kodon i mRNA-molekylen. Sådana mutationer kallas skiftmutationer av läsramen. Ofta leder de till bildandet av en stoppkodon efter införandet eller deletionen av nukleotidsekvensen av mRNA.

Genkonvertering är den direkta överföringen av ett fragment av en allel till ett annat allel eller fragment av en pseudogen i en gen. Eftersom det finns många mutationer i pseudogenet, stör denna överföring strukturen hos den normala genen och kan betraktas som en mutation. För omvandling av genen mellan genen och pseudogen nödvändigt deras parning och efterföljande atypiska crossover vid vilken diskontinuiteter förekommer i DNA-strängarna.

upptäckte nyligen en ny och helt oväntad typ av mutation som manifesterar en ökning av antalet repetitioner( vanligtvis trinukleotid) men beskrivs som fall av ökning av antalet repetitioner, som består av 5 och till och med 12 nukleotider belägna i exoner av generna och introner eller otranslaterade regionergener. Dessa mutationer kallas dynamiska eller instabila. Majoriteten av sjukdomar orsakade av mutationer associerade med expansionszoner upprepar, - ärftliga neurologiska sjukdomar. Denna Huntingtons korea, Kennedys sjukdom, spinocerebellär ataxi, dystrofia myotonika, Friedreichs ataxi.

Mekanismen för att expandera repetitionszonen är inte fullständigt förstådd. I en population hos friska individer är det vanligtvis en viss variation i antalet nukleotidrepetitioner som finns i olika gener. Antalet nukleotidrepetitioner ärverts både i generationer och under uppdelningen av somatiska celler. Emellertid, efter ett antal upprepningar, är olika för olika gener, överskrider en viss kritisk tröskel, som också är olika för olika gener, de tenderar att bli instabila och kan öka i storlek eller under meios, eller de första klyvnings delningar av ett befruktat ägg.

Effekter

Fenotypiska effekter av genmutationer mutationer kan uttryckas antingen i förlust av funktion, eller att förvärva nya funktioner. Mest

autosomal recessiv sjukdom är en följd av förlust av funktion av den motsvarande mutantgenen. Detta manifesteras genom en skarp minskning i aktiviteten av enzymer( mestadels), vilket kan bero på antingen en minskning i deras syntes eller deras stabilitet. I det fall där funktionen av motsvarande protein är helt frånvarande, är mutation av genen med en sådan effekt som kallas en nollallel. Samma mutation i olika individer kan manifesteras på olika sätt, oberoende av den nivå på vilken utvärdera dess effekter: den molekylära, biokemiska eller fenotypisk. Orsakerna till dessa skillnader kan vara så i effekt på uttrycket av andra genmutationer och exogena skäl, om de förstås allmänt tillräckligt.

Bland mutationer med funktionsförlust accepteras allokera en dominant negativ mutation. Dessa inkluderar sådana mutationer, som inte bara leder till en minskning eller förlust av funktion av produkten av sina egna, men också stör funktionen hos motsvarande normala allelen. Mest frekvent manifestationer av dominanta negativa mutationer funna i proteiner, som består av två eller flera polypeptidkedjor, såsom kollagener.

Det var naturligt att förvänta sig att när DNA-replikering sker under varje celldelning bör ske ganska många molekylära mutationer. Detta är dock faktiskt inte närvarande, eftersom det finns en reparation av DNA-skador i cellerna. Flera dussintals enzymer som är involverade i denna process är kända. De upptäcker basförändring, den avlägsnas genom att klyva DNA-strängen och ersättas av den korrekta basen med användning av den intakta komplementära DNA-strängen. Erkännande

reparationsenzymer modifierade basen i DNA-kedjan beror på det faktum att störde korrekt hopkoppling modifierade nukleotider med komplementära basen av den andra DNA-strängen. Det finns också mekanismer för reparation och andra typer av DNA-skador. Man tror att mer än 99% av alla nyutvecklade molekylära mutationer repareras i normen. Om emellertid mutationer sker i gener som styr syntesen av reparationsenzymer, frekvensen av spontana och inducerade mutationer ökar dramatiskt, och detta ökar risken för olika cancerformer.

Ändra strukturen av genen nukleotidsekvensen kan leda till förändringar i proteinet som kodas av denna gen. Förändringar i genens struktur kallas mutationer. Mutationer kan uppstå av en mängd olika skäl, som sträcker sig från slumpmässiga fel i DNA fördubbling och slutar vid inverkan av joniserande strålning eller genspecifika kemikalier, som kallas mutagener.

Mutationer kan klassificeras i enlighet med naturen av de förändrings nukleotider sekvens deletioner, insertioner, substitutioner, etc. eller arten av förändringar i protein biosyntes:. . missense, nonsensmutationer skift läsram etc. Det finns också

mutationer stabila och dynamiska.

fenotypisk effekt av mutationer kan uttryckas antingen i förlust av funktion, eller att skaffa nya funktioner. De flesta

nya mutationer korrigeras genom DNA-reparationsenzymer. Monogen

sjukdomen i somatiska celler av mänskliga organ och vävnader, är varje gen som representeras av två kopior( en kopia av varje allel kallas).Det totala antalet gener är cirka 30 000( det exakta antalet gener i det humana genomet är okänd).

fenotyp

på muterade gener organismnivå förändrar en fenotyp individer.

Under fenotyp förstå summan av alla mänskliga yttre egenskaper, och när vi talar om yttre egenskaper, som samtidigt har vi i åtanke inte bara yttre tecken, såsom tillväxt eller ögonfärg, men också en mängd olika fysiologiska och biokemiska egenskaper som kan förändras som ett resultatverkan av gener.

fenotypiska drag, behandlas av medicinsk genetik, är ärftliga sjukdomar och ärftliga sjukdomar symptom. Det är uppenbart att mellan de symtom på en genetisk sjukdom, såsom, säg, avsaknad av öronmusslan, kramper, mental retardation, cystor i njurarna, samt förändringen av proteinet som ett resultat av mutationer i någon särskild gen enorma avstånd.

mutantprotein, som är en produkt av den mutanta genen, måste på något sätt interagera med hundratals eller tusentals andra proteiner som kodas av andra gener som slutligen ändras vissa normala eller patologiska tecken visade. Dessutom kan genprodukter som är involverade i utvecklingen av någon fenotypisk egenskap samverkar med miljöfaktorer och modifierade påverkas av dem. Fenotypen, i motsats till genotypen, kan förändras genom livet, är genotypen konstant. Det mest slående beviset på detta är vår egen ontogeni. Under livet förändras utåt, blir gammal, och genotypen är inte. För samma fenotyp kan vara olika genotyper, och å andra sidan, på samma genotyp fenotyp kan variera. Det senare uttalandet stöds av resultaten av studien av monozygotiska tvillingar. Deras genotyper är identiska och fenotypiskt kan de skilja sig i kroppsvikt, höjd, beteende och andra egenskaper. Men när vi har att göra med monogena ärftliga sjukdomar, ser vi som vanligtvis effekten av den muterade genen inte döljer sina många interaktioner patologisk produkt med produkter från andra gener eller miljöfaktorer.