Прямые и обратные мутации. Плейотропный эффект мутаций. Экспрессивность и пенетрантность мутаций

Генные (точковые) мутации, варианты, причины.

Затрагивают один или несколько генов внутри одного или нескольких генов. Делятся на две группы:

1. мутации замены основания. Среди них выделяют:
1. транзиции – замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин: А↔Г; Т↔Ц
2. трансверсии – замена пурина на пиримидин и наоборот: А↔Т; А↔Ц; Г↔Т; Г↔Ц.

Замена оснований может происходить различными способами. Например:

- мутация в гене ДНК-полимеразы фага Т4 приводит к формированию дефектного фермента, что приводит к неправильному спариванию оснований, т.е. происходят транзиции и трансверсии.

- спонтанное дезаминирование Ц приводит к образованию У. тогда вместо пары Ц-Г будет пара А-Т.

Результатом таких трансверсий и транзиций будут генные болезни. Пример: серповидно-клеточная анемия. Замена одного основания ведет к замене структуры белка.

2. мутации сдвига рамки считывания. Причинами таких мутаций либо делеции одного, либо нескольких оснований. Составляют 80% и являются более неблагоприятными, чем замены. Эти мутации ведут к аллоформным мутациям, т.е. белок не синтезируется вообще.

В результате 1 и 2 могут образовываться:

- нонсенс мутации – ведут к появлению и-РНК стоп кодонов (УАГ, УАА, УГА)

- если в результате мутаций происходит замена аминокислот – миссенс мутации

- сейсенс мутации связаны с вырожденностью генетического кода. В этом случае изменение оснований имеет место, но не будет замены аминокислот в белке.

33.Структурные перестройки хромосом: простые и обменные, их характеристика.

Хромосомные абберации или структурные перестройки – это мутации, при которых изменяется структура хромосом. Хромосомные абберации, возникающие в клетках подразделяют на хромосомные и хроматидные. Считают, что абберации хроматидного типа отражают повреждение хромосом в G1 периоде, когда хромосомы однохроматидные. Если нарушение происходит на стадии двухроматидной хромосомы (период S и G2) – в таком случае образуются двухроматидные перестройки. В некоторых случаях может образоваться изохроматидная абберация, если будет повреждение идентичных локусов обеих хроматид.

Абберации могут быть:

1. простые – затрагивают одну хромосому.

a. Делеции – утрата участка хромосомы.

Если разрыв происходит ближе к теломерному участку, то такая делеция называется интерстициальной. Концевая делеция называется дефишенси (нехватка концевых фрагментов).

b. Дупликации – удвоение участка хромосомы.

Дупликация может образоваться в результате неравного кроссинговера.

с. Инверсии – поворот участка хромосомы на 180. Если этот участок не затрагивает центромеру, то инверсия называется парацентрической. При таких инверсиях морфология хромосомы не меняется. Обнаружить их можно только при дифференциальном окрашивании. Если в область инверсии вовлечена центромера, то инверсия называется перицентрической. При таких инверсиях морфология хромосом может меняться.

d. Инсерции (транспозиции) – трехударные (три точки разрыва) перестройки.

2. обменные, к которым относятся транслокации. В таких перестройках участвуют две или более негомологичных хромосомы. Транслокации могут быть:

a. реципрокными, когда обе хромосомы, участвующие в обмене являются и донором и реципиентом.

b. нереципрокная транслокация, если одна хромосома только донор, а другая реципиент, она требует трех точек разрыва.

Обмен может быть полным, если происходит воссоединение всех перекомбинирующихся участков, т.е. не остается ни каких фрагментов (концов). Обмен может быть неполным, тогда остаются мелкие концы. Если ацентрические фрагменты соединяются с центрическими, и каждая хромосома остается моноцентрической обмен называется симметричным. Если появляются полицентрические хромосомы, то обмен несимметричный. Асимметричные обмены сопровождаются образованием дицентриков, часто способствуют образованию анафазных мостов, которые препятствуют делению клетки. Этот процесс может привести к формированию тетраплоидии, либо в результате разрыва моста образуется две клетки с неравной генетической информацией. Чаще всего такие абберации вызывают гибель клетки и называются нестабильными.

??. Транслокации центрического слияния. Образование гамет у гетерозиготных носителей таких транслокаций и их плодовитость.

Транслокации – хромосомные перестройки. Транслокации могут быть реципрокными (если каждая хромосома и донор и реципиент) нереципрокными (если одна хромосома донор, а вторая только реципиент). В отличии от реципрокных для нереципрокных транслокаций необходимо три разрыва.

Транслокации центрического слияния всегда реципрокные и формируются в случае, когда разрыв происходит в области центромеры. Наиболее часто в такие транс локации вовлекаются акроцентрики (у человека группы G и D).

Робертсоновские слияния - транслокации центрического слияния.

В итоге – сбалансированная хромосомная перестройка (при которой не происходит изменения количества генетического материала). Часто 13р/21р теряются. Такая перестройка кажется сбалансированной, но на самом деле ядрышкообразующие районы дублированы. На фенотипе это не отражается, и перестройка называется условно сбалансированной. Проблемы у данного индивида возникают при образовании половых гамет. В норме, во время мейоза, две гомологичных хромосомы образуют биваленты, в данном случае – 3 хромосомы, и образуется тривалент, и в зависимости от его ориентации у индивида может сформироваться 6 видов гамет. От нормального родителя приходит 21 и 13 хромосомы.

В случае одной оси деления (расположение по одну сторону):

♂ 21;13 21;13

♀ 21;13 21q/13q

Потомство 1. Норма 2. Сбалансированная транслокация

В случае двух осей деления (расположение по разные стороны):

♂ I 21;13 21;13 II 21;13 21;13

♀ 13;21q/13q 21; 21q/13q

Потомство 3. Леталь (моносомия по 13 хромосоме) 4. Транслокация по 13 хромосоме (с-м Патау) 5. Трисомия по 21 хромосоме (с-м Дауна) 6. Леталь (моносомия по 21 хромосоме)

Прямые и обратные мутации.

Обычно мутации, вызывающие изменения от дикого типа к новому, называют прямым, а от мутантного к дикому – обратные. Прямые и обратные мутации возникают с разной частотой. Пр.: аморфные мутации не дают реверсией к норме. Такие мутации связаны с повреждением или делецией генов.

Возникновение обратной мутации свидетельствуют о том, что при прямом мутировании ген не потерен, а изменен.

Дата добавления: 2015-04-24