Genske mutacije – promjene se događaju u molekularnoj strukturi gena. Nastaju zbog poremećaja reda nukleotida u DNA zbog umetanja, brisanja ili supstitucije pojedinačnih nukleotida. Uslijed toga dolazi do promjene u čitanju nasljednog programa iz DNA, što dovodi do promjene redoslijeda aminokiselina ili njihovog sastava u polipeptidnim lancima proteina te do pojave mutacija.
Genske mutacije su najveće i od velikog su interesa za selekciju.
Kromosomske mutacije
Kromosomske mutacije uzrokovane su preraspodjelom kromosoma i poremećajem njihove strukture.
Obično se javljaju tijekom diobe stanica.
Ovisno o prirodi restrukturiranja koje se događa, postoje:
nedostatak, delecija, duplikacija, inverzija i translokacija kromosoma.
Kromosomske mutacije
Nedostatak – krajnji dio kromosoma se gubi i kromosom se skraćuje.
Brisanje - izgubljeno srednji dio kromosoma.
Duplikacija – dolazi do duplikacije bilo kojeg dijela kromosoma.
Inverzija - kromosomi se lome i ponovno srastaju na drugim krajevima.
Translokacija je međusobna izmjena dijelova nehomolognih kromosoma.
Genomske mutacije –
je promjena broja kromosoma u stanici , najčešće nastaju kao posljedica kršenja dioba stanica. U tom slučaju može doći do smanjenja ili povećanja broja kromosoma s potpunim haploidnim setovima, a zatim haploidi i poliploidi , ili zbog pojedinačnih kromosoma u diploidnom skupu i nastaju heteroploidi.
Varijabilnost kombinacije - nastaje tijekom spolnog odnosa
reprodukcija
Faze pojave kombinacijske varijabilnosti:
u profazi 1 kao rezultat crossing overa;
u anofazi 1 s neovisnom divergencijom homolognih kromosoma svakog para (majčinskog i očevog) na različite polove stanice;
Tijekom oplodnje može doći do slučajne kombinacije zametnih stanica.
Značajke kombinacijske varijabilnosti
S kombinacijama se javlja varijabilnost nova kombinacija geni. Sami geni molekularna struktura ne mijenjati. Mijenjaju se samo njihove kombinacije i priroda interakcije u genotipu
Značaj u evolucijskom procesu
Kombinacijska varijabilnost povezana je samo s novim kombinacijama i rekombinacijama gena i daje veliku raznolikost oblika.
Genske mutacije stvaraju nove nasljedne jedinice - gene i time predstavljaju izvorni materijal prirodnoj selekciji. Točno genske mutacije uzrokuju vrlo nejasnu varijabilnost kojoj je Darwin pridavao primarnu važnost u evoluciji
Značaj u evolucijskom procesu
Prirodna selekcija ocjenjuje kvalitetu mutacija. Čuva one oblike za koje se kao rezultat mutacija pokazalo da su prilagođeniji danim uvjetima i uništava oblike s mutacijama koje smanjuju njihovu sposobnost.
Metode proučavanja varijabilnosti
Metode proučavanja genetske varijabilnosti temelje se na određivanju stupnja utjecaja naslijeđa i okoline u manifestaciji fenotipa.
Pri proučavanju intraspecifične varijabilnosti koriste se statističke metode za obradu kvantitativnih karakteristika pojedinačnih uzoraka skupina jedinki koje pripadaju različite vrste, podvrste ili sorte.
GBPOU NO "NIZHNY NOVGOROD MEDICAL COLLEGE" Specijalnost 31.02.03. Laboratorijska dijagnostika
Disciplina: “Humana genetika s osnovama medicinske genetike”
Poprukhina Alina Segreevna
Grupa 321-III Lab
Tema: “Klasifikacija mutacija. Kemijski mutageni"
Učitelj: Vyazhevich L.P.
Cilj i ciljevi
Cilj: proučiti klasifikaciju mutacija i kemijskih mutagena
- Proučite klasifikaciju mutacija
- Opišite različite mutacije u tijelu
- Razmotrite kemijske mutagene
I. Po porijeklu:
1) Spontani - javljaju se u prirodi bez vidljivog razloga. Na primjer, gen za hemofiliju može nastati spontano (nijedan pacijent nije identificiran tijekom studije pedigrea).
2) Inducirani - nastaju pod usmjerenim utjecajem mutagenih čimbenika.
Klasifikacija mutacija
II. Za mutirane stanice:
1) Generativne - mutacije koje nastaju u spolnim stanicama i prenose se na potomke tijekom spolnog razmnožavanja.
2) Somatske – mutacije koje se javljaju u somatskim stanicama i karakteristične su samo za samu jedinku.
Rak dojke
Klasifikacija mutacija
III. Promjenom genetskog materijala:
1) Genske mutacije su promjene unutar jednog gena:
a) umetanje ili brisanje nukleotida;
b) zamjena jednog nukleotida drugim.
Mnoge metaboličke bolesti uzrokovane su mutacijama gena, na primjer: fenilketonurija, galaktozemija, cistična fibroza itd.
Klasifikacija mutacija
2) Kromosomske pregradnje(aberacije) su poremećaji u građi kromosoma.
a) unutarkromosomski:
- Brisanje
- Dupliciranje
- Inverzija
- Translokacija
b) interkromosomski:
3) Genomske mutacije:
a) Poliploidija je višestruki haploidni porast broja kromosoma
b) Heteroploidija je povećanje ili smanjenje broja kromosoma koji nije višekratnik haploidnog.
Jedan višak u paru je trisomija, jedan nedostatak u paru je monosomija, a nedostaju oba kromosoma u paru - nulozomija (smrtonosna mutacija).
Patauov sindrom
Shereshevsky-Turnerov sindrom
Klasifikacija mutacija
IV. Promjenom fenotipa:
1) Amorfne mutacije – dogodila se mutacija i osobina je nestala.
2) Hipomorfna - smanjenje težine osobine.
3) Hipermorfna – povećana ozbiljnost osobine.
4) Neomorfno - pojavila se značajka koje prije nije bilo.
5) Antimorfni - umjesto jednog znaka pojavio se drugi.
albinizam
Anoftalmija
Mikroftalmija
Klasifikacija mutacija
V. Prema ishodu za tijelo:
1) Smrtonosno - smrtonosno.
2) Polusmrtonosni – smanjenje vitalnosti organizma.
3) Neutralno - ne utječe na održivost i životni vijek.
4) Pozitivno – javlja se rijetko, ali ima velika vrijednost za evoluciju.
Boja šarenice
Downov sindrom
Kemijski mutageni
Kemijski mutageni su tvari određene vrste kemijski spojevi koji, u interakciji s DNA, utječu na genetski aparat stanice.
Kemijski mutageni
Kemijski mutageni uključuju:
- anorganske tvari
- jednostavnih organskih spojeva
- složeni organski spojevi
- alkilirajuća sredstva
- pesticida
- neki dodaci hrani
- naftni derivati
- organska otapala
- lijekovi
Sumpor(II) oksid
Formaldehid
Znakovi kemijskih mutagena
Prema Lobashevu, kemijski mutageni moraju imati:
- Visoka sposobnost prodora,
- Sposobnost promjene koloidnog stanja kromosoma
- Specifičan učinak na promjenu gena ili kromosoma
M. E. Lobašev
Mehanizam djelovanja kemijskih spojeva:
Mutageni ulaze u stanicu kao strane tvari, nakon čega počinju reagirati s DNK, mijenjajući njegovu strukturu. Mutacije se javljaju tijekom naknadnih replikacija DNK. Jesti posebne forme kemijski mutageni koji ne mijenjaju primarnu strukturu DNA, već s njom stvaraju komplekse. Na tim mjestima dolazi i do poremećaja sinteze DNA.
Mehanizam djelovanja mutagena
Dušična kiselina uzrokuje uklanjanje amino skupine iz dušičnih baza i zamjenu drugom skupinom. To dovodi do točkastih mutacija. Kemijski inducirane mutacije također uzrokuje hidroksilamin.
Nitrati i nitriti u velikim dozama povećavaju rizik od raka. Neki aditivi u hrani uzrokuju reakcije arilacije nukleinske kiseline, što dovodi do poremećaja procesa transkripcije i prevođenja.
Dušična kiselina
Hidroksilamin
Zaključak
Otkriveni su mnogi vrlo jaki kemijski mutageni, a mutageni učinak mnogih kemijskih spojeva koji se koriste u industriji i poljoprivreda. Ukupno je sada poznato oko 3000 mutagena, od kojih su većinu ljudi umjetno stvorili. Mnoga otapala, boje, dezinficijensi, sredstva za gašenje požara, tvari sadržane u ispušnim plinovima automobila, neki konzervansi itd. pokazali su se mutagenima. Stoga je razvoj kemijske industrije, zajedno s velika korist, stvara i ozbiljna opasnost za čovječanstvo, budući da su mnogi kemijski spojevi oštetiti nasljedni aparat.
Reference
- Abilev S.K. Kemijski mutageni i genetska toksikologija // Genetics. - 2012. -№10. -S. 39-46 (prikaz, ostalo).
- Bočkov N.P. Klinička genetika. M.: Medicina. -1997. -S. 180.
- http://medbiol.ru/medbiol/genetic_sk/00071959.htm
- http://worldofschool.ru/biologiya/stati/genetika/izmenchivost/himicheskie-mutageny
Mutacija
Slajdovi: 18 Riječi: 438 Zvukovi: 0 Efekti: 117Mutacije. Definicija mutacije. Mutacije se u prirodi događaju nasumično i nalaze se u potomcima. "Nesreće će se dogoditi u najbolje uređenim obiteljima". Mutacije mogu biti dominantne ili recesivne. Dominantna mutacija žuta. Recesivne mutacije: gola \lijevo\ i bez dlake \desno\. Varitint waddler. Dominantna pjegavost. Neurološka mutacija smrzavanja u bilo kojem položaju. Mutacija kod japanskih miševa koji plešu valcer uzrokuje čudno predenje i gluhoću. Homologne mutacije. Identične ili slične mutacije mogu se pojaviti kod vrsta zajedničkog podrijetla. Nizozemska pjelava mutacija. Gubitak kose. “Bila jednom jedna bezrepa mačka koja je uhvatila bezrepog miša.”
- Mutacija.ppt
Mutacije u biologijiSlajdovi: 20 Riječi: 444 Zvukovi: 0 Efekti: 13
Usklađivanje... Mutacije i selekcija. Danas ćemo se fokusirati na mutacije. CDS, kodirajuća sekvenca – sekvenca kodiranja gena. Shema replikacije. Vrste mutacija. Uzroci mutacija su različiti. CDS mutacije i selekcija. Kako prikazati odnos predak-potomak za nukleotide? “Nasljeđivanje” aminokiselinskog ostatka proteina. Problem poravnanja. Primjer poravnanja. Što učiniti s ostacima koji se ne bi trebali očistiti? Usklađivanje i evolucija. Sekvence proteina ovojnice iz dva soja Coxsackievirusa. Sekvence proteina ovojnice iz dva soja Coxsackievirusa i ljudskog enterovirusa.
- Mutacija u biologiji.pptVrste mutacija Slajdovi: 20 Riječi: 323 Zvukovi: 0 Efekti: 85. Kakav je značaj pojave mutacija za proces evolucije? Hipoteza: Mutacije mogu biti i štetne i korisne. Ciljevi studije. Vrste mutacija. Kako se genetski materijal može promijeniti? Mutacija. Varijabilnost. Genom. Gen. Kromosom. Izmjena. Nasljedno. Nenasljedno. Fenotipski. Genotipski. Uvjeti okoliša. Kombinativan. Mutacijski. Mitoza, mejoza, oplodnja. Mutacije. Novi znak. Genetski materijal. Mutageneza. Mutantni. Svojstva mutacija. Iznenadno, slučajno, neusmjereno, nasljedno, pojedinačno, rijetko.
- Vrste mutacija.ppt
Genske mutacijeSlajdovi: 57 Riječi: 1675 Zvukovi: 0 Efekti: 2 Definicija. Klasifikacija genskih mutacija. Nomenklatura genskih mutacija. Značenje genskih mutacija. Biološki antimutacijski mehanizmi. Svojstva gena. Nastavljamo govoriti o reakcijama koje uključuju DNK. Predavanje je bilo teško razumjeti. Mouton - najmanja jedinica mutacije - jednak paru
komplementarni nukleotidi. Genske mutacije. Definicija. Da vas podsjetim: Struktura eukariotskog gena. Genske mutacije su sve promjene u nukleotidnoj sekvenci gena. Geni. strukturne – kodiraju protein ili tRNA ili rRNA. Regulatorni – reguliraju rad strukturnih. Jedinstveno - jedna kopija po genomu.
- Genske mutacije.pptPrimjeri mutacija Slajdovi: 21 Riječi: 1443 Zvukovi: 0 Efekti: 21 Mutacije. Ciljevi rada. Uvod. Svaka promjena u sekvenci DNK. Mutacije u zametnim stanicama roditelja nasljeđuju djeca. Klasifikacija mutacija. Genomske mutacije. Kromosomi raspoređeni po veličini. Strukturalne mutacije. Razne vrste kromosomske mutacije. Genske mutacije.
Nasljedna bolest
fenilketonurija. Primjeri mutacija. Inducirana mutageneza. Linearna ovisnost o dozi zračenja. Fenilalanin, aromatična aminokiselina. Tirozin, aromatična aminokiselina. Broj mutacija se naglo smanjuje. Genska terapija. Metode transplantacije tkiva. Pluća miševa 3 dana nakon infekcije stanicama raka.- Primjeri mutacija.ppt Proces mutacije Slajdovi: 11 Riječi: 195 Zvukovi: 0 Efekti: 34 Evolucijska uloga mutacija. Populacijska genetika. S.S. Četverikov. Zasićenost prirodnih populacija recesivnim mutacijama. Fluktuacije učestalosti gena u populacijama ovisno o djelovanju čimbenika zasićena širokim spektrom mutacija. Većina organizama je heterozigotna za mnoge gene. Može se nagađati. Svijetle boje - aa Tamne boje - AA.
- Proces mutacije.ppt
Primjeri mutacijske varijabilnostiSlajdovi: 35 Riječi: 1123 Zvukovi: 0 Efekti: 9 Mutacijska varijabilnost
. Oblici varijabilnosti. Teorija mutacije. Klasifikacija mutacija. Klasifikacija mutacija prema mjestu nastanka. Klasifikacija mutacija prema prirodi njihove manifestacije. Dominantna mutacija. Klasifikacija mutacija prema adaptivnoj vrijednosti. Genske mutacije. Genomske mutacije. Generativne mutacije. Klinefelterov sindrom. Shershevsky-Turnerov sindrom. Patauov sindrom. Downov sindrom. Kromosomske mutacije. Brisanje. Umnožavanja. Translokacije. Zamjena baza. Primarna struktura hemoglobina. Mutacija u genu. Morphanov sindrom. Adrenalin. R. Hemofilija. Prevencija.
- Primjeri mutacijske varijabilnosti.pptMutacijska varijabilnost organizama Slajdovi: 28 Riječi: 1196 Zvukovi: 0 Efekti: 12 Genetika i
evolucijska teorija
. Problematično pitanje. Cilj. Zadaci. Prirodna selekcija je vodeći, pokretački faktor evolucije. Varijabilnost je sposobnost stjecanja novih karakteristika. Varijabilnost. Varijabilnost modifikacije. Nasljedna varijabilnost. Kombinativna varijabilnost. Genetski programi. Mutacijska varijabilnost je primarni materijal. Mutacije. Razvrstavanje je uvjetno. Kromosomske i genomske mutacije. Sve veća složenost organizacije živih bića. Genske (točkaste) mutacije. Što se događa s pojedincem? Populacija je elementarna jedinica evolucijskog procesa.- Mutacijska varijabilnost organizama.ppt
Slajdovi: 35 Riječi: 1123 Zvukovi: 0 Efekti: 9
Vrste mutacijske varijabilnostiMutacijska varijabilnost. Genetika. Iz povijesti: Mutacije: Mutacijska varijabilnost povezana je s procesom nastanka mutacija. Tko ga je stvorio: organizmi u kojima je došlo do mutacije nazivaju se mutantima. Teoriju mutacije stvorio je Hugo de Vries 1901.-1903. Razdjelnik slajdova. Prema načinu nastanka U odnosu na embrionalni put Prema adaptacijskoj vrijednosti. Lokalizacijom u stanici. Klasifikacija mutacija. Prema načinu nastanka. Postoje spontane i inducirane mutacije. Postoje tri vrste mutagena: fizički, kemijski i biološki. U odnosu na germinalni put.
- Mutacijska varijabilnost.ppt
Nasljedna varijabilnostSlajdovi: 14 Riječi: 189 Zvukovi: 0 Efekti: 0
Nasljedna varijabilnost. Usporedba modifikacijske i mutacijske varijabilnosti. Provjerimo svoje znanje. Kombinativna varijabilnost. Slučajna kombinacija gena u genotipu. Mutacije su iznenadne, trajne promjene u genima i kromosomima koje se nasljeđuju. Mehanizam mutacija. Genomika dovodi do promjena u broju kromosoma. Genetika Povezana s promjenama u sekvenci nukleotida molekule DNA. Kromosomske su povezane s promjenama u strukturi kromosoma. Citoplazmatski je rezultat promjena u DNA staničnih organela - plastida, mitohondrija. Primjeri kromosomskih mutacija.
- Nasljedna varijabilnost.pptVrste nasljedne varijabilnosti Slajdovi: 24 Riječi: 426 Zvukovi: 0 Efekti: 8 Nasljedna varijabilnost. Odredite oblik varijabilnosti. Roditelji. Prva generacija potomaka. Vrsta nasljedna varijabilnost. Predmet proučavanja. Homozigot. Zakon jednolikosti. Kombinativan. Citoplazmatsko nasljeđe. Kombinativna varijabilnost. Vrste nasljedne varijabilnosti. Vrste nasljedne varijabilnosti. Mutacijska varijabilnost. Vrste nasljedne varijabilnosti. albinizam. Vrste nasljedne varijabilnosti. Kromosomske mutacije.
Genomska mutacija. Downov sindrom. Genomska mutacija cvjetova kupusa. Genska mutacija. Citoplazmatska varijabilnost.
-
Definicija.
Klasifikacija genskih mutacija.
Nomenklatura genskih mutacija.
Značenje genskih mutacija.
1.
2.
3.
4.
5.
Biološka antimutacija
mehanizmima.6. Svojstva gena.
Nastavljamo govoriti o reakcijama koje uključuju DNK
Replikacija (samoudvostručenje DNK)
Rekombinacija (razmjena mjesta između
molekule DNA)
Reparacija (samopopravak DNK)
Transkripcija (sinteza RNK iz DNK)
Reverzna transkripcija (sinteza DNK pomoću
Upozorenje! Predavanje je bilo teško razumjeti. Nemojte pokušavati kopirati sve što se pojavi na ekranu, ali
krajsavjetovati što bi se dogodilo
Bolje ga je potpuno ukloniti.
Hvala!
“Ne griješi samo onaj tko ništa ne radi” Narodna mudrost
Tijekom replikacije i rekombinacijerazne
abnormalnosti u strukturi DNK i
kromosoma koji se prepoznaju i
ispravljen sustavima popravka.
Prekršaji u ova "tri R" mogu
dovesti do mutacija. Poremećaji u jednom od lanaca DNA –
Ovo još nije mutacija!
Mouton - najmanji
jedinica mutacije –
jednak paru
komplementarni
nukleotidi.
Genske mutacije. Definicija.
Da vas podsjetim: Struktura eukariotskog gena.
Genske mutacije – bilo kojepromjene slijeda
genski nukleotidi
Da vas podsjetim: Struktura eukariotskog gena. jedinstven - jedan
kopija po genomu
strukturalni - kodirati
protein ili tRNA ili rRNA
Geni
regulatorni - reguliraju rad
strukturalni
koji se ponavlja
Klasifikacija mutacija
Iz razloga
Spontano - razlog nije jasanInducirano – uzrokovano
mutageni
Mutageni su čimbenici koji uzrokuju
mutacije:
fizički – na primjer, temperatura, zračenje
kemijski - na primjer, NNO2, iperit
biološki - na primjer, virusi
Po razini
Genetske promjene unutar jednoggen
Kromosomsko – strukturne promjene
kromosoma
Genomski – promjene u količini
kromosoma
Danas raspravljamo
samo mutacije gena!
Po mehanizmima
Glavne vrste genskih mutacija:nukleotidna supstitucija
umetanje ili brisanje
nukleotidi
O
okrećući nukleotide za 180
(svuda se misli na parove nukdeotida)
Posljedice supstitucija ili umetanja/delecija jednog para nukleotida (na primjeru jednostavnog teksta)
Zamjene nukleotida ne moraju nužno dovesti do promjene značenja genetske informacije
Missense - promjeneaminokiselina u proteinu
Tiho - aminokiselina ne
mijenja se
Besmislica - umjesto kodona za
aminokiselina postoji stop kodon
Primjeri genskih mutacija kod ljudi
Missense mutacija. Primjer je anemija srpastih stanica.Zamjena para nukleotida dovela je do zamjene aminokiseline u proteinu,
tj. promijenio primarna strukturašto je uzrokovalo promjenu
sekundarni, tercijarni i kvartarni te oblici crvenih krvnih stanica.
CTT u DNK
GAA u RNA
MAČKA u DNK
GUA u RNA
Defekt gena HBB (*141900, 11p15.5). HbS nastaje zamjenom valina glutaminskom kiselinom na položaju 6 b-lanca
Nije za učenje napamet!Defekt gena HBB (*141900, 11p15.5). HbS nastaje u
kao rezultat zamjene valina glutaminskom kiselinom u
položaj 6 b-lanca molekule Hb. U venskom koritu HbS
polimerizira u obliku dugih lanaca,
crvene krvne stanice postaju srpaste. Ovo uzrokuje
povećana viskoznost krvi, zastoj; nastaje mehanički
začepljenja u malim arteriolama i kapilarama, što dovodi do
do ishemije tkiva (koja je povezana s krizama boli).
Besmislica mutacija može nastati ili kao rezultat zamjene nukleotida ili pomaka okvira čitanja. Primjer: krvna grupa 0.
Može doći do besmislene mutacijekao rezultat supstitucije nukleotida,
a kada se okvir za čitanje pomakne.
Primjer: krvna grupa 0.
Kod osoba s ovom krvnom grupom
došlo je do gubitka gena
(brisanje) jednog nukleotida – in
Kao rezultat, stvoren je stop kodon.
Kratak i
neaktivni enzimski protein.
Antigeni A i B su oligosaharidi, sintetizirani iz antigena H pod djelovanjem enzima proteina A (alel IA) ili B (alel IB).
Mutacija "0" u genu(alel I0) dovela je do stvaranja neaktivnog proteina.
Grupa 0 (H)
Grupa A (A)
Grupa B (B)
Grupa AB (A i B)
A
Membrana crvenih krvnih stanica sa
različite antigene
N
U
Delecije i insercije velikog broja nukleotida često su kršenje rekombinacije (nejednako križanje). Primjeri: sindrom
Velika ispadanja i umetanjabrojevi nukleotida često su
rekombinacijski poremećaj
(neravnopravno križanje).
Primjeri: Martin-Bellov sindrom
(mentalna retardacija, sa
krhki X kromosom)
Mutacije s umetanjem velikog broja nukleotida – bolesti ekspanzije ponavljanja trinukleotida
Fragilni X sindrom (Martin-Bellov sindrom). Što je veće umetanje CGG ponavljanja, to je veći stupanj pada inteligencije.
FMR-1 gennorma
premutacija
potpuna mutacija
Još primjera mutacija s gubitkom različitog broja nukleotida
Nije za učenje napamet!Delecija 3 nukleotida – cistična fibroza
Brisanja ili umetanja (umetanja)
veliki broj nukleotidi – MDD i
MDB – mišićne distrofije Duchenne
(rani i teški) ili Becker
(kasno i lakše)
Cistična fibroza se nasljeđuje autosomno recesivno. Najčešća mutacija je gubitak 3 nukleotida (triplet 508)
Nije za učenje napamet!Izlučivanje sekreta žlijezda je poremećeno Organi zahvaćeni
cistična fibroza (CF)
"Bubnjaci" i
“satna stakla” – manifestacije
kronične plućne infekcije
Mekonijski ileus je manifestacija CF
Velike delecije (gubici) u genu distrofina dovode do DMD-a (Duchenneova mišićna distrofija), insercije (insercije) dovode do DMD-a (mišićna distrofija).
Beckerova distrofija).Naslijeđeno X-vezano
recesivan
Nije za učenje napamet! DMD
Nastavimo razgovor o klasifikaciji genskih mutacija
Lokalizacijom u gen. Ako dođe do mutacije
u kodirajućem dijelu – sinteza proteinamože se kvalitativno promijeniti
u regulatornom dijelu - na primjer, u
promotor – kvantitativna promjena
neće biti ništa u intronima -
neutralna (tiha) mutacija
Prema položaju na kromosomu
Autosomno – u autosomima(nespolni kromosomi)
X-vezano (na X kromosomu)
Y-povezano (u Y)
Po mjestu u ćeliji
NuklearnaCitoplazmatski (malo,
ali teške mitohondrijske bolesti)
Mitohondriji imaju
njegov kružni tok
DNK
Mitohondrijske bolesti prenose se po majčinoj liniji i zahvaćaju mišiće, vid i živčani sustav
Svi naši mobilniorganele od mama i tata
doprinose samo kromosomi
Prema položaju u tijelu
Somatski (u tjelesnim stanicama, najčešće- rak) ne prenose se na djecu
Generativno (u zametnim stanicama i
pojavit će se samo u potomcima)
Prema posljedicama
ŠtetnoKoristan
Neutralan
Po očitovanju u fenotipu
Dominantno (očituje se u fenotipuodmah i u homo- i u heterozigota
stanje)
Recesivno (pojavljuje se samo u
homozigotno stanje)
Višestruki alelizam
Što je gen duži, to više možebiti mutirani aleli.
Kao što je Lav Tolstoj jednom drugom prilikom napisao:
"Sve sretne obitelji (norma)
jednako sretni. Svaki nesretan
obitelj (mutacija) je nesretna na svoj način.”
Tako je identificirano oko 1000 genskih mutacija
cistična fibroza, većina je rijetka.
Najčešća mutacija (50% slučajeva) je del
508 – dovodi do taloženja fenilalanina u
poziciju 508 proteina i remeti njegovu funkciju.
Nomenklatura genskih mutacija
Geni imaju imena i mjesta na kromosomima ("registracija"), na primjer:
15q21.1 – fibrilin (uzroci mutacijeMarfanov sindrom)
07q31.2 – transmembranski regulator (mutacija
dovodi do cistične fibroze)
Xp21.2 – distrofin (mutacije - miopatija
Duchenne ili Becker)
Numeriranje
okruga dolazi
iz
centromera do
telomeri u
svako rame
3
2
1
1
2
3
4
Kratko rame str
Dugo rame q
Nomenklatura gena i genskih mutacija temelji se na različitim pristupima:
Pristup 1: Genetska nomenklatura (premapromjene u DNK ili proteinu)
Za ljudske genetske bolesti:
Pristup 2: Mendelsko nasljeđe kod čovjeka (OMIM)
Pristup 3: Nazivi bolesti
Genetska nomenklatura (pristup 1) temelji se na opisu promjena u DNA ili proteinu. Primjeri (nema potrebe pamtiti!):
U DNK3821delT - taloženje timina u
Stavka br. 3821.
2112ins13 kb – iza nukleotida br.
2112 Umetnuto je 13 000 nukleotida
(13 kilobaza)
U PROTEINIMA
delF508 – gubitak fenilalanina u
pozicije 508
N44G – zamjena asparagina glicinom
na poziciji 44
W128X – zamjena triptofana sa stopom
trojka
Alanin A Ala
Arginin R Arg
Asparaginska kiselina
kiselina D Asp
Asparagin N Asn
Valin V Val
Histidin H His
Glicin G Gly
Glutaminska
kiselina E Glu
Glutamin Q Gln
Izoleucin I Ile
Leucin L Leu
Lysine K Liz
Metionin M Met
Prolin P Pro
Serine S Ser
Tirozin Y Tyr
Treonin T Tre
Triptofan W tri
Fenilalanin F Fen
Cistein C Cys
Zaustavi triplet X
Veliku ulogu u prikupljanju i opisivanju genskih mutacija kod ljudi ima Victor McKusick. Počeo je raditi na sastavljanju
registar mutacija.(pristup 2)
(21. listopada 1921. – 22. srpnja 2008.), (OMIM - Online mendelsko nasljeđe kod čovjeka)
Svaka mutacija dobiva
6 znamenkasti broj
Broj mutacija gena
(OMIM)
1
100000–
199999
Autosomno dominantan
2
200000–
299999
Autosomno recesivno
3
300000–
399999
X-vezano
4
400000–
499999
Y-vezano
5
500000–
599999
600000–
mitohondrijski
6
Autosomno, opisano nakon 15
svibnja 1994. godine
Imena genskih bolesti nisu sistematizirana (pristup 3)
Moglo bi biti samo imena temelju manifestacije bolesti -
ahondroplazija - "nerazvijenost hrskavice"
Može postojati sindrom nazvan po
nazvan po znanstveniku (češće) – sindrom
Marfana; ili bolesna (rjeđe)
Može biti privlačno i neobično
ime - Kabuki sindrom šminke,
sindrom sretne lutke Ahondroplazija (hondrodistrofična
patuljasti rast)
OMIM 100800
Mutacija proteinskog receptora k
faktor rasta
fibroblasti Marfanov sindrom
OMIM 154700
Mutacija u
važan protein
povezivanje
o tkanina -
fibrilin.
Manifestacije –
visok,
dugo
udovi,
rastezljiv
veza tekstil.
Kako
posljedica -
skolioza,
subluksacija
objektiv*,
aneurizma Budući da je većina mutacija štetna, priroda je razvila mehanizme protiv mutacije Dva lanca DNA (rezervni lanac)
Degeneracija genetskog koda
(rezervne trojke)
Prisutnost gena koji se ponavljaju (rezervni geni)
geni)
Diploidija (rezervni set kromosoma)
Sustavi za popravak (monitori na razini DNK)
Imunološki sustav(nadzire razinu
tijelo)
Ali nemoguće je potpuno izbjeći mutacije!
naštetitipojedinaca
korist za
evolucija
Učestalost genskih mutacija
Nastaju spontane mutacijespontano tijekom života
tijelo u normalnim uvjetima
okruženje.
Metoda za određivanje učestalosti spontanih
mutacija kod ljudi temelji se na izgledu u
djece dominantna osobina, ako
odsutan je od roditelja.
Znanstvenik Haldane izračunao je prosjek
vjerojatnost pojave spontanih mutacija,
što se pokazalo jednakim 5 x 10-5 po genu
(locus) po generaciji.
Svojstva gena
Svojstva gena (nemojte ih brkati sa svojstvima genetskog koda!)
Diskretnost (ima određenu veličinui položaj - mjesto)
Labilnost (može mutirati)
Stabilan (ali rijetko mutira)
Specifičnost (gen kodira specifičnu
protein)
Alelnost (kao rezultat mutacija
nastaju varijante - aleli)
Pleiotropija (mnoštvo
akcije)
Doziranje djelovanja (što više
kopije gena u genotipu (doze), one
jači učinak gena)
Nastavljamo govoriti o reakcijama koje uključuju replikaciju DNK (samodupliciranje DNK) Rekombinaciju (razmjenu dijelova između molekula DNK) Reparaciju (samopopravak DNK) Transkripciju (sintezu RNK na DNK) Reverznu transkripciju (sintezu DNK na RNK - kod nekih virusa) Mutacija (promjena strukture DNA)
“Ne griješe samo oni koji ništa ne rade” Narodna mudrost Tijekom replikacije i rekombinacije, razne smetnje u strukturi DNA i kromosoma, koje sustavi za popravak prepoznaju i ispravljaju. Poremećaji u ova "tri r" mogu dovesti do mutacija.
CTT u DNA GAA u RNA CAT u DNA GAA u RNA Missense mutacija. Primjer je anemija srpastih stanica. Zamjenom para nukleotida došlo je do zamjene aminokiseline u proteinu, odnosno promijenila se primarna struktura, što je dovelo do promjene sekundarnog, tercijarnog i kvaternarnog i oblika crvenih krvnih stanica.
Defekt gena HBB (*141900, 11p15.5). HbS nastaje kao rezultat zamjene valina glutaminskom kiselinom na položaju 6 b-lanca molekule Hb. U venskom sloju HbS polimerizira stvarajući dugačke lance, a crvene krvne stanice postaju srpaste. To uzrokuje povećanje viskoznosti krvi, stazu; stvara se mehanička barijera u malim arteriolama i kapilarama, što dovodi do ishemije tkiva (koja je povezana s bolnim krizama). Nije za učenje napamet!
Besmislica mutacija može nastati ili kao rezultat zamjene nukleotida ili pomaka okvira čitanja. Primjer: krvna grupa 0. Kod ljudi s ovom krvnom grupom došlo je do gubitka (brisanja) jednog nukleotida u genu - kao rezultat pojavio se stop kodon. Sintetizira se kratki i neaktivni enzimski protein.
Antigeni A i B su oligosaharidi, sintetizirani iz antigena H pod djelovanjem enzima proteina A (alel I A) ili B (alel I B). Mutacija "0" u genu (alel I 0) dovela je do stvaranja neaktivnog proteina. H AB skupina 0 (H) skupina A (A) skupina B (B) skupina AB (A i B) Membrana crvenih krvnih stanica s različitim antigenima
Više primjera mutacija ispadanja različite količine nukleotida Delecija 3 nukleotida - cistična fibroza Delecije ili insercije (insercije) velikog broja nukleotida - DMD i BMD - Duchenne (rano i teško) ili Beckerovo (kasnije i blaže) mišićna distrofija Nije za pamćenje!
Višestruki alelizam Što je gen duži, to može imati više mutantnih alela. Kao što je Lav Tolstoj jednom drugom prilikom napisao: “Sve su sretne obitelji (norma) jednako sretne. Svaka nesretna obitelj (mutacija) nesretna je na svoj način.” Tako je identificirano oko 1000 mutacija gena za cističnu fibrozu, od kojih su većina rijetke. Najčešća mutacija (50% slučajeva) – del 508 – dovodi do gubitka fenilalanina na poziciji 508 proteina i remeti njegovu funkciju.
Geni imaju imena i mjesta na kromosomima (“registracija”), npr.: 15q21.1 – fibrilin (mutacija uzrokuje Marfanov sindrom) 07q31.2 – transmembranski regulator (mutacija dovodi do cistične fibroze) Xp21.2 – distrofin (mutacije – Duchenne ili Beckerova miopatija ) Kratki krak p Dugi krak q Regije su numerirane od centromera do telomera u svakom kraku
Genetska nomenklatura (pristup 1) temelji se na opisu promjena u DNA ili proteinu. Primjeri (ne treba pamtiti!): 3821delT - gubitak timina na poziciji ins13 kb - nakon nukleotida 2112 umetnut je nukleotid (13 kilobaza) delF508 - gubitak fenilalanina na poziciji 508 N44G - zamjena asparagina glicinom na poziciji 44 W128X - zamjena triptofana sa stop tripletom AlaninAlanin A Ala ArgininArginin R Arg Asparaginska kiselinaAsparaginska kiselina D Asp AsparaginAsparagin N Asn ValinValin V Val HistidinHistidin H His GlycineGlycine G Gly Glutaminska kiselinaGlutaminska kiselina E Glu GlutamineGlutamine Q Gln IzoleucinIzoleucin I Leucin L Le y Lizin K Liz Metionin u M Met ProlinProlin P Pro SerinSerin S Ser TirozinTirozin Y Tyr TreoninTreoninT Tre TriptofanTriptofan W Tri FenilalaninFenilalanin F Phen CisteinCistein C Cis Stop triplet X B DNA U PROTEINU
Brojevi genskih mutacija (OMIM) – Autosomno dominantno – Autosomno recesivno – X-vezano – Y-vezano – Mitohondrijsko – Autosomno, opisano nakon 15. svibnja 1994. (OMIM - Online mendelsko nasljeđe kod čovjeka) Svaka mutacija dobiva 6-znamenkasti broj
Imena genskih bolesti nisu sistematizirana (pristup 3) To može biti jednostavno ime temeljeno na manifestaciji bolesti - ahondroplazija - "nerazvijenost hrskavice" Može postojati sindrom nazvan po znanstveniku (češće) - Marfanov sindrom; ili bolesna (rjeđe) Može postojati privlačan i neobičan naziv - Kabuki sindrom šminke, sindrom sretne lutke 45 Marfanov sindrom OMIM Mutacija u važnom proteinu vezivnog tkiva - fibrilinu. Manifestacije - visok rast, dugi udovi, zatezni zglob. tekstil. Kao posljedica - skolioza, subluksacija leće*, aneurizma aorte**. *** ** *
Kabuki sindrom šminke OMIM, od čega se sastoji genetski defekt još nije poznato
Budući da je većina mutacija štetna, priroda je razvila mehanizme protiv mutacije Dva lanca DNA (rezervni lanac) Degeneracija genetskog koda (rezervni trojke) Prisutnost gena koji se ponavljaju (rezervni geni) Diploidija (rezervni set kromosoma) Sustavi popravka (nadziru na razina DNK) Imunološki sustav (nadzire na razini DNK) tijelo) 
Učestalost genskih mutacija Spontane mutacije javljaju se spontano tijekom života organizma u normalnim uvjetima okoliša. Metoda utvrđivanja učestalosti spontanih mutacija kod ljudi temelji se na pojavi dominantne osobine kod djece ako je roditelji nemaju. Znanstvenik Haldane izračunao je prosječnu vjerojatnost pojave spontanih mutacija, koja se pokazala jednakom 5 x po genu (lokusu) po generaciji.
