RODZAJE MUTACJI I ICH SKUTKI

RODZAJE MUTACJI I ICH SKUTKI.doc
(83 KB) Pobierz
ĆWICZENIE 7
RODZAJE MUTACJI I ICH SKUTKI
mutacje to nagłe i trwałe zmiany w informacji genetycznej; dzieli się je na:
mutacje genowe (punktowe) dotyczą zmian w budowie genu
mutacje chromosomowe (aberracje chromosomowe) związane są z naruszeniem budowy
chromosomu
mutacje genomowe dotyczą zmian w liczbie całych genomów lub pojedynczych chromosomów
MUTACJE GENOWE
są to zmiany sekwencji nukleotydów w obrębie genu
mutacje spontaniczne – zachodzą samoistnie, głównie na skutek błędów w procesie replikacji
DNA, rzadziej na drodze modyfikacji chemicznych zasad azotowych w DNA
mutacje indukowane – powodowane działaniem czynników mutagennych
mutacje genowe zachodzące w komórkach rozrodczych powodują trwałe zmiany przekazywane
z pokolenia na pokolenie
mutacje genowe zachodzące w komórkach somatycznych nie są dziedziczne; w zależności od
okresu rozwoju zarodka mogą dotyczyć wszystkich komórek lub tylko pewnych części komórek
dorosłego organizmu; w fenotypie osobnika z mutacją somatyczną można zaobserwować tzw.
mozaikowość (np. kura o jednej nodze żółtej, a drugiej białej)
częstość zachodzenia mutacji w różnych loci jest niejednakowa; w przypadku niektórych genów
wykazano, że większość spontanicznych mutacji zachodzi w kilku charakterystycznych
miejscach, nazywanych gorącymi miejscami – hot spots; u ludzi w genie hemofilii takimi
miejscami są wysepki CpG
rodzaje mutacji genowych i ich skutki można analizować na poziomie DNA lub na poziomie
polipeptydu
rozpatrując mutację na poziomie DNA można wyróżnić następujące zmiany w sekwencji
nukleotydów w danym genie:
1. tranzycja – zamiana jednej zasady purynowej na drugą purynową lub pirymidynowej na inną
pirymidynową (zamiany par zasad A/T ↔ G/C)
2. transwersja – zamiana zasady purynowej na pirymidynową i odwrotnie pirymidynowej na
purynową; w podwójnej helisie będą to zamiany:
A/T ↔ C/G
↓↑
T/A ↔ G/C
3. delecja – wypadnięcie (utrata) jednej lub kilku par nukleotydów
4. insercja – wstawienie jednej lub kilku par nukleotydów
przeważająca część mutacji genowych nie powoduje żadnych zmian w produkcie genowym,
dlatego nazywane są cichymi podstawieniami; mutacja w miejscu wiązania białek
regulatorowych może powodować inaktywację promotora lub sekwencji regulatorowych
mutacje genowe powodujące zauważalny efekt fenotypowy stanowią małą część mutacji
zachodzących w DNA; mutacja w niezbędnym dla komórki genie może spowodować jej śmierć,
gdy białko kodowane przez ten gen będzie nieaktywne
mutacje genowe mogą wywołać różne efekty na poziomie polipeptydu:
2
tranzycja lub transwersja:
1. może powodować zmianę synonimiczną: nowy kodon odpowiada temu samemu aminokwasowi
co kodon niezmutowany; jest to mutacja cicha – nie wpływa na kodującą funkcję genomu
2. może powodować zmianę niesynonimiczną (mutacja zmiany sensu, missens): zamiana kodonu
dla danego aminokwasu na inny kodon innego aminokwasu – zmiana składu syntetyzowanego
peptydu; mogą nie mieć zauważalnego wpływu na funkcję białek w komórce, ale też mogą
prowadzić do syntezy białek o zmienionych właściwościach fizycznych lub chemicznych
3. mutacja typu nonsens: zamiana kodonu kodującego jakiś aminokwas na kodon terminacyjny –
przerwanie syntezy i powstanie krótszego polipeptydu; z reguły prowadzi zwykle do całkowitej
utraty aktywności białka
4. ominięcie kodonu terminacyjnego: zamiana kodonu terminacyjnego na taki, który odpowiada
jakiemuś aminokwasowi – białko jest wydłużone o dalsze aminokwasy na końcu C; niewielkie
przedłużenie może nie wpływać na funkcję; znaczniejsze może spowodować osłabienie
aktywności
delecje i insercje
5. mutacja prowadząca do przesunięcia fazy odczytu: delecja lub insercja jednej lub większej
liczby par nukleotydów (z wyjątkiem 3 i wielokrotności) – niezgodna z pierwotną fazą odczytu
kodonów translacja polipeptydu; prowadzi zwykle do całkowitej utraty aktywności białka
6. mutacje typu delecja lub insercja aminokwasu – delecja lub insercja trzech par nukleotydów
stanowiących kodon dla aminokwasu (lub wielokrotności liczby 3) w łańcuchu DNA powoduje
najczęściej utratę lub dodanie jednego bądź kilku aminokwasów w białku kodowanym przez dany
gen; często nieznaczące efekty w funkcjonowaniu białka ale gdy duże zmiany to zaburzenie
funkcjonowania białka
MUTACJE CHROMOSOMOWE
-
powodowane zmianą w budowie chromosomu
-
przyczyny zmian w budowie chromosomu
o
pierwotna przyczyna to pękniecie chromosomu (przerwanie ciągłości) – dwa niestałe, lepkie
końce; mechanizmy naprawy mogą tego nie naprawić (efekt – utrata chromosomu) lub
naprawić nieprawidłowo (efekt – przegrupowanie fragmentów w obrębie jednego
chromosomu lub kariotypu; powstanie nietypowych struktur)
o
niezrównoważona wymiana fragmentów chromatyd niesiostrzanych podczas crossing over –
powstanie chromosomów z brakiem (delecja) lub podwojeniem (duplikacja) jakiegoś
fragmentu
o
-
nieprawidłowy podział centromeru
mutacje zrównoważone – zasadniczo nie zmienia się ilość materiału genetycznego, następuje
zmiana jego rozmieszczenia w genomie; liczba chromosomów prawidłowa (46) lub zmieniona
(45); u nosicieli może nie przejawiać się fenotypowo, ale najczęściej mają negatywny wpływ na
płodność nosiciela
-
mutacje niezrównoważone – zmiana ogólnego układu genowego; większa ilość materiału
genetycznego; nie zmienia się liczba chromosomów; zawsze dochodzi do fenotypowego
ujawnienia się choroby
Translokacje
-
przyczyny: pęknięcie w dwóch chromosomach, a następnie przeniesienie materiału genetycznego
z jednego chromosomu na drugi i naprawa w miejscu nieprawidłowego ułożenia lub przeniesienie
w inne miejsce tego samego chromosomu
-
inną przyczyną jest połączenie się dwóch chromosomów
-
t. intrachromosomalne (wewnętrzne) – między ch-ami homologicznymi, siostrzanymi
-
t. interchromosomalne (zewnętrzne) - między ch-ami niehomologicznymi
Translokacja wzajemna
-
wymiana materiału chromosomowego leżącego dystalnie od pęknięć w obu chromosomach (pęka
długie lub krótkie ramię w chromosomach homologicznych lub niehomologicznych)
-
jeśli mutacji podlegają chromosomy homologiczne i wymienione zostaną nierówne fragmenty
chromosomów – podczas mejozy powstają gamety obarczone delecją lub duplikacją – skutek
letalny
-
jeśli mutacji podlegają chromosomy niehomologiczne – podczas pachytenu profazy I zostanie
uformowany tetrawalent (umożliwia łączenie segmentów homologicznych – później otwiera się
tworząc koło lub łańcuch utrzymywany przez chiazmy)
-
translokacja wzajemna jest dziedziczona, jeśli wystąpi w linii komórek płciowych, przez połowę
potomstwa nosiciela
Translokacja robertsonowska (fuzja centryczna)
-
pęknięcia w pobliżu centromerów dwóch chromosomów akrocentrycznych i fuzja krzyżowa po
niewłaściwym naprawieniu (dwa akrocentryczne chromosomy łączą się w rejonie centromerów –
chromosom meta- lub submetacentryczny) – w kariotypie o jeden chromosom mniej
-
w większości przypadków pęknięcie tuż powyżej centromeru – pojedynczy chromosom z dwoma
centromerami (dicentryczny) i fragment bez centromeru (acentryczny), który nie uczestniczy w
mitozie i ulega utracie w następnym podziale komórkowym – zawiera przede wszystkim
niekodujące sekwencje powtarzalne (nie odbija się niekorzystnie na nosicielu)
-
fuzji mogą ulegać chromosomy homologiczne i niehomologiczne
-
jeśli fuzji ulegają chromosomy homologiczne – w pachytenie nowo powstały chromosom
dwuramienny pozostaje jako uniwalent; w anafazie I nastąpi nieprawidłowa segregacja
chromosomów
-
jeśli fuzji ulegają chromosomy niehomologiczne – w komórce powstaje układ składający się z
jednego chromosomu dwuramiennego oraz po jednym chromosomie z dwóch par
akrocentrycznych; podział mejotyczny – w pachytenie formuje się triwalent, w którym
chromosomy akrocentryczne koniugują z homologicznymi ramionami chromosomu powstałego
w wyniku fuzji
-
poronienia samoistne i selekcje gamet powodują, że obserwowana częstość występowania
potomstwa z niezrównoważoną translokacją jest mniejsza od przewidywanej
-
fuzja centryczna jest dziedziczona przez połowę potomków nosiciela
Fuzja tandemowa
-
podobna do fuzji centrycznej; nieprawidłowa naprawa pęknięć w dwóch chromosomach – jedno
w części końcowej ramienia w chromosomie 1 lub 2-ramiennym, a drugie tuż pod centromerem
w ramieniu długim chromosomu akrocentrycznego
efekt – duże fragmenty chromosomowe połączone tandemowo (jeden za drugim), a małe
-
fragmenty zostają zagubione
-
tandem fuzja między dwoma homologicznymi chromosomami akrocentrycznymi – podczas
mejozy powstają aneuploidalne gamety
tandem fuzja między dwoma niehomologicznymi chromosomami – może powodować
-
nieznaczne obniżenie płodności (zamieranie zarodków, które powstały na bazie gamet o
niezrównoważonej ilości informacji genetycznej)
-
dziedziczenie przez połowę potomków nosicieli
Translokacja insercyjna
-
trzy pęknięcia w jednym lub dwóch chromosomach – interstycjalna delecja odcinka w jednym
chromosomie i jego insercja w wolne miejsce na drugim chromosomie
-
zrównoważony nosiciel jest zdrowy, ale może mieć potomstwo niezrównoważone z duplikacją
lub delecją
Inwersja
-
dwa pęknięcia w jednym chromosomie z odwróceniem o 180º odcinka między nimi i niewłaściwe
ich naprawienie (zmiana pozycji genów – zmiana ich działania)
-
i. paracentryczna (acentryczna) – na jednym ramieniu, bez centromeru
-
i. perycentryczna (eucentryczna) – po obu stronach centromeru, obejmuje centromer
-
na ogół brak zaburzeń klinicznych, ale zwiększone ryzyko powstania gamet niezrównoważonych
-
i. zakłóca łączenie się w pary homologicznych ch-omów podczas mejozy
-
koniugacja może przebiegać w trojaki sposób:

chromosomy tworzą pętlę inwersyjną (w regionie inwersji) – zapewnia to zachowanie
koniugacji wzdłuż całego biwalentu (w inwertowanym odcinku zwykle brak c-o)

chromosomy są częściowo nieskoniugowane – w części gdzie występuje odwrócony fragment

pełna koniugacja – częściowo niehomologiczna, gdzie fragment odwrócony koniuguje z
prawidłowym
-
najmniej korzystny jest I sposób – gdy c-o zachodzi w pętli to zniesione zostają jego skutki
genetyczne i powstają gamety z delecją lub duplikacją i jednocześnie możliwe jest powstanie
chromosomów dicentrycznych i acentrycznych (w inwersji paracentrycznej chromosomy te są
niestabilne i rzadko powodują nieprawidłowe potomstwo)
-
inwersje mogą być przyczyną powstawania nowych ras, a nawet gatunków
Delecja
-
utrata jakiejkolwiek części chromosomu – utrata informacji genetycznej, zmiany ilościowe w
genomie
-
utrata części chromosomu pomiędzy dwoma punktami pęknięcia (d. interstycjalna); utrata w
części dystalnej (d. terminalna)
-
w części, która uległa delecji, brak centromeru (fragment acentryczny) – zostaje ona zwykle
utracona w czasie następnego podziału komórkowego
-
zazwyczaj delecjom autosomalnym towarzyszy upośledzenie umysłowe i wady wrodzone
-
istnieją odcinki o szczególnej łamliwości np. prążek q13 z chromosomu 2, q27 z chromosu X
-
delecja ramion długich 13 pary chromosomów 46,XX,del(13q)
Duplikacja
-
obecność dwóch kopii odcinka chromosomu leżących obok siebie lub w innych miejscach tego
samego lub innego chromosomu
-
przyczyny: nierówny crossing over podczas mejozy, a zjawiskiem uzupełniającym jest delecja;
zaburzenie w mejozie u któregoś z rodziców z powstaniem translokacji czy inwersji
-
częstsza niż delecja i na ogół powoduje mniejsze nieprawidłowości
-
duplikacje na poziomie molekularnym odegrały prawdopodobnie ważną rolę w powstawaniu
różnorodności genów podczas ewolucji np. duplikacja pierwotnych genów – nowe łańcuchy
hemoglobinowe człowieka
-
duplikacja ramion długich jednego z chromosomów pary 1 – 46,XX,dup(1q)
Chromosom kolisty (obrączkowy)
-
powstaje przy pęknięciu w obu ramionach chromosomu – utrata końców terminalnych (delecja)
– łączenie proksymalnych lepkich końców tworzących koło
-...
Plik z chomika:
amazona_ochrocephala_oratrix
Inne pliki z tego folderu:

RODZAJE MUTACJI I ICH SKUTKI.doc (83 KB)

Notatki BRCZ.pdf (967 KB)
 W4.pdf (3148 KB)
 W5.pdf (5924 KB)
 rozwój.doc (136 KB)
Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin







Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl
Ekonomia i działalność gospodarcza
 Komunikacja medialna
 Prawo w ochronie zdrowia
 Profilaktyka zdrowotna
 Promocja zdrowia