Мутации в гените

Ако по-горе става ясно, че гените направи, също така трябва да бъде ясно, че промяната в структурата на генната последователност от нуклеотиди, може да доведе до промени в протеин, кодиран от този ген. Промени в ген, наречен мутации. Тези промени в структурата на гена може да се случи по различни причини, вариращи от случайни грешки в ДНК удвояване и завършваща при действието на йонизиращи лъчения или генни специфични химикали, наречени мутагени. Първият тип промяна води до така наречените спонтанни мутации, а втората - да индуцираните мутации. Мутации в гена могат да се появят в зародишни клетки, а след това те ще бъдат прехвърлени към следващото поколение и някои от тях ще доведе до развитието на генетично заболяване. Мутации да се появят в гени в соматичните клетки. В този случай, те ще бъдат наследени само в определена клетъчна линия, която произлиза от мутантни клетки. Известно е, че соматични клетки генна мутация в някои случаи може да доведе до рак.

Видове генни мутации

Един от най-често срещаните видове Мутацията е заместване на една базова двойка. Такова заместване не може да има някакъв ефект върху структурата на полипептидна верига на гена, кодиращ поради дегенерацията на генетичния код. Замяна на една трета от азотна основа в тройка почти със сигурност никога няма да има никакви последствия. Такива мутации се наричат ​​тихи замествания. В същото време, единичният нуклеотиден заместването може да доведе до заместване на една аминокиселина с друга, поради промени в генетичния код на мутиралия триплет.

Единична нуклеотидна база замяна в триплета да го превърне в стоп кодон. Тъй като тези стоп кодони на иРНК превод на полипептидната верига, синтезираният полипептид верига е съкратена в сравнение с нормалната верига. Мутациите са причина за образуването на стоп кодон, наречени безсмислени мутации.

В резултат на безсмислени мутации при което заместване на А-Т в G-C в молекулата на ДНК синтез полипептидна верига се прекратява при стоп кодон.

Един нуклеотидна замяна в нормален стоп кодона се намира, напротив, може да направи смислен, и след това мутиралия иРНК, и след това мутиралия полипептида вече от нормалното.

Следващата класа на молекулни мутации - делеция (загуба) или вмъкване (инсерция) нуклеотиди. Когато се изтрива или добавя нуклеотиди тройна, след това, ако това триплет е кодирана в полипептида или изчезва някои аминокиселини, или има нов аминокиселина. Въпреки това, ако в резултат на делеция или инсерция се добавя или отстранява броят на нуклеотидите не е кратно на три, после промени или загуба означава за всички останали след вмъкване или заличаване на кодони на молекулата на иРНК. Такива мутации се наричат ​​изместване на рамка мутации. Те често водят до образуването на стоп кодон след вмъкване или заличаване на нуклеотидната последователност на иРНК.

Gene преобразуване - е директен трансфер на фрагмент от един алел към друг алел или генен фрагмент в псевдоген. Тъй като има много псевдогени мутации, такова прехвърляне се наказва нормален ген структура и може да се разглежда като мутация. За превръщане на гена между гена и псевдоген необходимо тяхното сдвояването и последващо атипична кросоувър в които възникват прекъсвания в ДНК вериги.

Наскоро открихме нов и напълно неочаквано вид мутация, която се проявява в увеличаване на броя на повторенията (обикновено тринуклеотидни), но са описани като случаите на увеличаване на броя на повторенията, състоящи се от 5 или дори 12 нуклеотида, разположени както в генни ексони и интрони или нетранслирани региони на гени , Тези мутации се наричат ​​динамични или нестабилни. По-голямата част на заболявания, причинени от мутации, свързани с разширяване зони повтаря, - наследствени неврологични заболявания. хорея на Huntington Това, спинална и булбарна мускулна атрофия, спиноцеребеларна атаксия, миотонична дистрофия, атаксия на Фридрайх.

повтаря механизъм разширение зона не е напълно изяснен. В популация от здрави индивиди се наблюдава обикновено някои вариации в броя на открити в различните гени нуклеотидни повторения. Броят на нуклеотидни повторения наследствено в поколения, и по време на разделянето на соматични клетки. Въпреки това, след няколко повторения, е различен за различните гени, превишава определена критичен праг, който също е различна за различните гени, те са склонни да стане нестабилен и може да се увеличи по размер или по време на мейозата или подразделения първите места на разцепване на оплодената яйцеклетка.

ефекти генна мутация

Фенотипни ефекти на мутации могат да бъдат изразени или загуба на функция, или да придобият нови функции.

Най автозомно рецесивен болест е резултат от загуба на функция на съответния мутант ген. Това се проявява с рязък спад в активността на ензимите (главно), което може да се дължи или намаляване на техния синтез или тяхната стабилност. В случая, когато функцията на съответния протеин е напълно отсъства, мутация на гена с такъв ефект се нарича нулев алел. Същият мутация в различни индивиди може да се прояви по различен начин, независимо от нивото, на което се оцени ефектите: молекулното, биохимични или фенотипните. Причините за тези разлики могат да бъдат както в ефект върху експресията на други генни мутации и екзогенни причини, ако те се разбират достатъчно широко.

Сред мутации със загуба на функция е прието да се разпределят преобладаващо отрицателен мутация. Сред тях са такива мутации, които не само ще доведат до намаление или загуба на функциите на продукта, на себе си, но и нарушават функцията на съответния нормалния алел. Най-често прояви на доминантни негативни мутации, намерени в протеини, състоящи се от две или повече полипептидни вериги, като колагени.

Това е естествено да се очаква, че при възникване на репликацията на ДНК по време на всяко делене на клетките трябва да се извърши доста молекулни мутации. Все пак, това всъщност не е така, тъй като клетките е ремонт на увреждане на ДНК. Няколко десетки ензими, участващи в този процес. Те откриват базова промяна, тя се отстранява чрез срязване на ДНК нишка и се заменя с правилната база използване на интактен комплементарна ДНК верига.

Разпознаване ремонт ензими на модифицирана база във веригата на ДНК се дължи на факта, че прекъснато правилните сдвояване модифицирани нуклеотиди с комплементарна база на втория ДНК веригата. Има и ремонт механизми и други видове увреждане на ДНК. Те вярват, че нормалното е ремонтиран повече от 99% от всички нововъзникващи молекулни мутации. Ако, обаче, мутации се срещат в гените, които контролират синтеза на ремонт ензими, честотата на спонтанните и индуцирани мутации увеличава драстично, и това повишава риска от различни видове рак.

Промяна на структурата на ген нуклеотидната последователност може да доведе до промени в протеин, кодиран от този ген. Промени в ген, наречен мутации. Мутации могат да се появят по различни причини, вариращи от случайни грешки в ДНК удвояване и завършваща при действието на йонизиращи лъчения или генни специфични химикали, наречени мутагени.

Мутациите могат да бъдат класифицирани в зависимост от естеството на делеции на промяна нуклеотиди последователности, инсерции, замествания и други или естеството на промени в протеин биосинтеза :. миссенс, безсмислени мутации четяща рамка изместване и др.

Различават се също така стабилна и динамична мутация.

Фенотипни ефекти на мутации могат да бъдат изразени или загуба на функция, или да придобият нови функции.

Повечето възникващите мутации коригират чрез възстановяване на ДНК ензими.

В соматични клетки, органи и тъкани, всеки ген е представен от две копия (копие на всеки алел се нарича). Общият брой на гени е приблизително 30 000 (точния брой на гени в човешкия геном е неизвестен).

На ниво организъм мутантни гени променят фенотип индивиди.

Под фенотип разбере сумата от всички човешки външни характеристики, и когато говорим за външните характеристики, които в същото време, ние имаме предвид не само външни белези, като например растеж или цвят на очите, но също така и различни физиологични и биохимични характеристики, които могат да се променят в резултат на гени.

Фенотипни черти, предмет на дейността на медицинската генетика, са наследствените заболявания и наследствени заболявания симптомите. Очевидно е, че между симптомите на генетично заболяване, такива като, например, липса на ушната мида, припадъци, умствена изостаналост, кисти в бъбреците, и промяната на протеина като резултат от мутации в който и да е конкретен ген огромен разстояние.

Най-мутант протеин, който е продукт на мутантния ген, трябва по някакъв начин да си взаимодействат със стотици или дори хиляди други протеини, кодирани от други гени, които в крайна сметка се променили някои нормално или патологично знамение се яви. В допълнение, генни продукти, участващи в развитието на всяка фенотипна черта може да взаимодействат с фактори на околната среда и промени, повлияни от тях. Фенотип е в контраст с генотип може да се промени по време на живота на генотип, обаче, остава постоянна. Най-впечатляващото доказателство за това - нашата собствена онтогенезата. През целия си живот ние се променяме навън, стареене и генотип - не. За същия фенотип може да бъде различни генотипове, и, от друга страна, като в същото генотип фенотип може да варира. Последното твърдение се подкрепя от резултатите от изследването на еднояйчни близнаци. Техните идентични генотипове и фенотипове те могат да се различават в телесното тегло, растеж, поведение и други характеристики. Въпреки това, когато ние се занимаваме с моногенни наследствени заболявания, виждаме, че обикновено действието на мутантния ген не се крие своите многобройни взаимодействия патологичен продукт с продукти на други гени или фактори на околната среда.