Генетические мутации презентация. Презентация на тему: «Причины мутаций. Соматические и генеративные мутации. Примеры мутационной изменчивости

«Генетические болезни» - Показания к амниоцентезу. Классификация генных заболеваний. Наследственные болезни. Генеалогический метод. Генные мутации. Х-сцепленный рецессивный тип наследования. Аутосомно-рецессивный тип наследования. Синдром Марфана. Нарушение синтеза гемоглобина. Классификация наследственных болезней. Галактоземия.

«Наследственные генетические болезни» - Синдром «кошачьего крика». Полиплоидия. Больные с синдромом Шерешевского-Тернера. Синдром Дауна. Синдром Данло. Синдром Марфана. Наследственные болезни. Нейрофиброматоз. Синдром Эдвардса. Хромосомные болезни. Синдром Клайнфельтера. Генные болезни. Синдром Мориса. Муковисцидоз. Деликатная проблема. Охрана репродуктивного здоровья.

«Медицинская генетика и геном человека» - Ядро. Рецессивное наследование. Характеристики генома человека. Муковисцидоз. Моногенные наследственные болезни. Эпигенетические болезни. Общая классификация генов. Диагностика генных болезней. Этапы реализации генетической информации. Методы детекции мутаций. Исследования генома. Наследственные болезни.

«Мутации и наследственные заболевания» - Мутации. Болезнь Дауна. Статистика. Синдром Марфана. Синдром Тернера. Наследственные заболевания человека. Расщелина губы и неба. Практическая генетика. Прогерия. Синдром Клайнфельтера. Фенилкетонурия. История. Значение для особи. Гемофилия. Альбинизм. Знания о типах мутаций. Типы мутаций.

«Примеры хромосомных болезней человека» - Симптомы болезни кошачьего крика. Дайте определение. Структура хромосом. Сидром полисомии по У хромосоме. Инверсия и кольцевая хромосома. Синдром трипло. Синдром кошачьего крика. Синдром полисомии половых хромосом. Кариотип при синдроме Дауна. Хромосомные болезни человека. Синдром Клайнфельтера. Симптомы болезни.

«Болезнь Альцгеймера» - Диагностика. Ноотропы. Патогенез. Факторы риска. Актуальность. Классификация МКБ-10. Нейрофизиологические исследования. Клинические проявления. Нейропсихологическое исследование. Прижизненная визуализация мозговых структур. Биохимические исследования. Заместительная терапия. Распространенность. Этиология.

Всего в теме 30 презентаций

Акимжан Сумбат Бт 15-21

Слайд 2

Слайд 3: Определения:

Мутация Мутагены Мутация (от лат. mutatio - изменение, перемена) - любое изменение в последовательности ДНК. Мутация - это качественные и количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям генотипа. Термин введён Гуго де Фризом в 1901 году. На основе исследований им создана мутационная теория. Мутагены – факторы среды, вызывающие появления мутаций у организмов

Слайд 4: Мутации (по степени изменения генотипа)

Генные (точечные) Хромосомные Геномные

Слайд 5: Генные мутации:

Изменение одного или нескольких нуклеотидов пределах гена.

Слайд 6: Серповидно-клеточная анемия -

наследственное заболевание, связанное с нарушением строения белка гемоглобина. Эритроциты под микроскопом имеют характерную серпообразную форму (форму серпа) Больные серповидно-клеточной анемией обладают повышенной (хотя и не абсолютной) врожденной устойчивостью к заражению малярией.

Слайд 7: Примеры генных мутаций

Гемофилия - (несвёртываемость крови) –одно из самых тяжёлых генетических заболеваний, вызванных врождённым отсутствием в крови факторов свёртывания. Родоначальницей считают королеву Викторию.

Слайд 8: АЛЬБИНИЗМ – отсутствие пигмен та

Причиной депигментации является полная или частичная блокада тирозиназы – фермента, необходимого для синтеза меланина, вещества, от которого зависит окраска тканей.

Слайд 9: Хромосомные мутации

Изменение формы и размера хромосом.

Слайд 10: Хромосомные мутации

Слайд 11

Слайд 12: Геномные мутации -

Изменение числа хромосом

Слайд 13: Геномные мутации -

«Лишняя» хромосома в 21 паре приводит к возникновению синдрома Дауна (кариотип представлен -47 хромосомами)

Слайд 14: Полиплоидия

Гексоплоидное растение (6n) Диплоидное растение (2n)

Слайд 15: Использование полиплоидов человеком

Слайд 16: Мутации различают:

Видимые (морфологические) - коротконогость и бесшерстность у животных, гигантизм, карликовость и альбинизм у человека и животных. Биохимические – мутации, нарушающие обмен веществ. Например, некоторые виды слабоумия вызваны мутацией гена, отвечающего за синтез тирозина.

Слайд 17

Слайд 18: Существуют несколько классификаций мутаций

Мутации различают по месту возникновения: Генеративные – возникшие в половых клетках. Проявляются в следующем поколении. Соматические – возникающие в соматических клетках (клетках тела) и по наследству не передаются.

Слайд 19: Мутации по адаптивному значению:

Полезные – повышающие жизнеспособность особей. Вредные – понижающие жизнеспособность особей. Нейтральные – не влияющие на жизнеспособность особей. Летальные – приводящие к гибели особи на стадии зародыша или после его рождения

Слайд 20

Слайд 21: Мутации различают:

Скрытые (рецессивные) – мутации, которые не проявляются в фенотипе у особей с гетерозиготным генотипом (Аа). Спонтанные – самопроизвольные мутации, в природе очень редки. Индуцированные – мутации, возникающие в силу ряда причин.

Слайд 22: Мутагенные факторы:

Физические факторы Химические факторы Биологические факторы

Слайд 23: Мутагенные факторы:

Физические мутагены ионизирующее излучение ультрафиолетовое излучение - чрезмерно высокая или низкая температура. Биологические мутагены некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа) - продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

Слайд 24: Физические мутагены

Мутации из-за взрыва в Чернобыле Ученые выяснили, что за 25 лет после Чернобыльской катастрофы генетические мутации вдвое увеличили число врожденных аномалий у потомков людей, живущих на территориях, пострадавших от радиации

Слайд 25: Химические мутагены:

Нитраты, нитриты, пестициды, никотин, метанол, бензопирен. - некоторые пищевые добавки, например, ароматические углеводороды - продукты переработки нефти - органические растворители - лекарственные препараты, препараты ртути, иммунодепрессанты.

Слайд 26: Воздействия химических мутагенов

Оксид азота. Токсичное вещество, в организме человека распадается на нитриты и нитраты. Нитриты провоцируют мутации клеток организма, мутируют половые клетки, приводя к необратимым изменениям у новорожденных. Нитрозамины. Мутагены, к которым наиболее чувствительны клетки реснитчатого эпителия. Подобные клетки выстилают легкие и кишечник, что объясняет тот факт, что у курильщиков высока заболеваемость раком легких, пищевода и кишечника Бензол. Постоянное вдыхание бензола способствует развитию лейкозов - раковых заболеваний крови. При сгорании бензола образуется копоть, в составе которой также немало мутагенов.

Слайд 27: Воздействия химических мутагенов

Цианистый водород, или синильная кислота. Это сильный яд, синильная кислота блокирует ферментную активность клеток, приводя к нарушению процессов деления и репликации ДНК. Мутации, образующиеся в этом случае, необратимы. Полиароматические углеводороды. Самые активные мутагены, из-за своего органического происхождения легко повреждают геном, провоцируя образование атипичных клеток. Доказана роль ПАУ в образовании плоскоклеточного рака.

Слайд 28: Как противостоять мутации

Исключить из своего рациона продукты питания, которые содержат вещества, являющиеся химическими мутагенами. Не подвергать свой организм излишнему инфракрасному и ультрафиолетовому излучению – сократить время пребывания в летний период на солнце до минимума, защищать свое тело от него, ограничить посещения солярия Повышать свой иммунитет, снизить заболеваемость вирусными инфекциями Не курить Не употреблять продукты, содержащие ГМО Не находиться в зонах радиации Не злоупотреблять и не экспериментировать лекарственными препаратами Не загрязнять окружающую среду и воздух

Слайд 29: Мутационная теория:

Мутации- это редкие событии. Это изменения наследственного материала. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, не направлено. Мутации наследственны, они передаются из поколения в поколение. Мутации не образуют непрерывных рядов, как при модификационной изменчивости Мутации могут быть полезными для организма, вредными, нейтральными, доминантными и рецессивными. Мутации индивидуальны, т.е. возникают у одного организма.

Слайд 30: Значение мутаций:

Научные исследования Движущая сила эволюции Медицинское направление Селекция

Слайд 31: Заключение:

Появляясь внезапно, мутации, как и революции, разрушают и созидают, но не уничтожают законы природы. Они сами подчинены им.

Последний слайд презентации: «Причины мутаций. Соматические и генеративные мутации»

Любое отклонение от идеального случая следует считать несравненно большей ценностью, чем рядовой, в массовом порядке ожидаемой, поскольку попутно с возникновением отрицательной единицы стоит пролагающая новый путь положительная. И. А. Раппопорт

Слайд 1

Урок «Причины мутаций. Соматические и генеративные мутации»
Подготовлен урок преподавателем биологии МБОУ г. Астрахани «СОШ № 23» Медковой Е.Н.

Слайд 2

Эпиграфом к уроку могут служить слова из знаменитой сказки А. С. Пушкина «Сказка о царе Салтане»
«Родила царица в ночь Не то сына, не то дочь; Не мышонка, не лягушку, А неведому зверюшку». А. С. Пушкин

Слайд 3

Слайд 4

Мотивация на уроке:
Вступительное слово учителя о проблеме явления мутаций у человека и в окружающей его действительности Проблемные вопросы: Почему возникают мутации? Так ли опасны мутации? Нужно ли их бояться? Могут ли быть полезны мутации? Нужны ли мутации в природе?

Слайд 5

Цель урока:
углубить и расширить знания о молекулярно-цитологических основах мутационной изменчивости на основе изучения основных характеристик мутационной изменчивости и разнообразия соматических и генеративных мутаций сформировать знания о мутагенных факторах как причинах мутаций на основе знаний из курса физики и химии

Слайд 6

Задачи урока:
Ответить на вопросы, изучив: понятие мутация и классификацию мутаций характеристику различных видов мутаций Выяснить причины мутаций в природе Подвести итоги урока: Значение мутаций в природе и в жизни человека

Слайд 7

Основные понятия:
Мутация, мутагенез, мутагены, мутанты, Мутагенные факторы Соматические мутации Генеративные мутации
Дополнительные понятия
Ионизирующее излучение Ультрафиолетовое излучение
Хромосомные, генные и геномные мутации Летальные мутации Полулетальные мутации Нейтральные мутации Полезные мутации

Слайд 8

Определения:
Мутация
Мутагены
Мутация (от лат. mutatio - изменение, перемена) - любое изменение в последовательности ДНК. Мутация - это качественные и количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям генотипа. Термин введён Гуго де Фризом в 1901 году. На основе исследований им создана мутационная теория.
Мутагены – факторы среды, вызывающие появления мутаций у организмов

Слайд 9

Мутации (по степени изменения генотипа)
Генные (точечные)
Хромосомные
Геномные

Слайд 10

Генные мутации:
Изменение одного или нескольких нуклеотидов пределах гена.

Слайд 11

Серповидно-клеточная анемия -
наследственное заболевание, связанное с нарушением строения белка гемоглобина. Эритроциты под микроскопом имеют характерную серпообразную форму (форму серпа)
Больные серповидно-клеточной анемией обладают повышенной (хотя и не абсолютной) врожденной устойчивостью к заражению малярией.

Слайд 12

Примеры генных мутаций
Гемофилия -(несвёртываемость крови) –одно из самых тяжёлых генетических заболеваний, вызванных врождённым отсутствием в крови факторов свёртывания. Родоначальницей считают королеву Викторию.

Слайд 13

АЛЬБИНИЗМ – отсутствие пигмента
Причиной депигментации является полная или частичная блокада тирозиназы – фермента, необходимого для синтеза меланина, вещества, от которого зависит окраска тканей.

Слайд 14

Хромосомные мутации
Изменение формы и размера хромосом.

Слайд 15

Хромосомные мутации

Слайд 16

Слайд 17

Геномные мутации -
Изменение числа хромосом

Слайд 18

Геномные мутации -
«Лишняя» хромосома в 21 паре приводит к возникновению синдрома Дауна (кариотип представлен -47 хромосомами)

Слайд 19

Полиплоидия
Гексоплоидное растение (6n)
Диплоидное растение (2n)

Слайд 20

Использование полиплоидов человеком

Слайд 21

Мутации различают:
Видимые (морфологические) - коротконогость и бесшерстность у животных, гигантизм, карликовость и альбинизм у человека и животных. Биохимические – мутации, нарушающие обмен веществ. Например, некоторые виды слабоумия вызваны мутацией гена, отвечающего за синтез тирозина.

Слайд 22

Слайд 23

Существуют несколько классификаций мутаций
Мутации различают по месту возникновения: Генеративные – возникшие в половых клетках. Проявляются в следующем поколении. Соматические – возникающие в соматических клетках (клетках тела) и по наследству не передаются.

Слайд 24

Мутации по адаптивному значению:
Полезные – повышающие жизнеспособность особей. Вредные – понижающие жизнеспособность особей. Нейтральные – не влияющие на жизнеспособность особей. Летальные – приводящие к гибели особи на стадии зародыша или после его рождения

Слайд 25

Слайд 26

Мутации различают:
Скрытые (рецессивные) – мутации, которые не проявляются в фенотипе у особей с гетерозиготным генотипом (Аа). Спонтанные – самопроизвольные мутации, в природе очень редки. Индуцированные – мутации, возникающие в силу ряда причин.

Слайд 27

Мутагенные факторы:
Физические факторы
Химические факторы
Биологические факторы

Слайд 28

Вопросы к беседе о физических мутагенах:
1. Какие виды излучений вы знаете? 2. Какое излучение называется инфракрасным? (установим связь между температурой и мутациями) 3. Почему ультрафиолетовое излучение называют химически активным? 4. Что представляет собой ионизирующее излучение? 5. Каково влияние ионизирующего излучения на живые организмы?

Слайд 29

Мутагенные факторы:
Физические мутагены ионизирующее излучение ультрафиолетовое излучение - чрезмерно высокая или низкая температура. Биологические мутагены некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа) - продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

Слайд 30

Физические мутагены
Мутации из-за взрыва в Чернобыле Ученые выяснили, что за 25 лет после Чернобыльской катастрофы генетические мутации вдвое увеличили число врожденных аномалий у потомков людей, живущих на территориях, пострадавших от радиации

Слайд 31

Химические мутагены:
- нитраты, нитриты, пестициды, никотин, метанол, бензопирен. - некоторые пищевые добавки, например, ароматические углеводороды - продукты переработки нефти - органические растворители - лекарственные препараты, препараты ртути, иммунодепрессанты.

Слайд 32

Воздействия химических мутагенов
Оксид азота. Токсичное вещество, в организме человека распадается на нитриты и нитраты. Нитриты провоцируют мутации клеток организма, мутируют половые клетки, приводя к необратимым изменениям у новорожденных. Нитрозамины. Мутагены, к которым наиболее чувствительны клетки реснитчатого эпителия. Подобные клетки выстилают легкие и кишечник, что объясняет тот факт, что у курильщиков высока заболеваемость раком легких, пищевода и кишечника Бензол. Постоянное вдыхание бензола способствует развитию лейкозов - раковых заболеваний крови. При сгорании бензола образуется копоть, в составе которой также немало мутагенов.

1. © МОУ Октябрьская СОШ 2011 Генныемутации Выполнена ученицей __10_ класса Румянцевой Екатериной Учитель биологии Розина Г.Г.
2. ОпределениеГенные (точковые) мутации - это изменениячисла и/или последовательности нуклеотидовв структуре ДНК(вставки, выпадения, перемещения, замещения нуклеотидов) в пределах отдельныхгенов, приводящие к изменению количестваили качества соответствующих белковыхпродуктов.
3. По характеру изменений в составе гена различают следующие типы мутаций:Делеции - утрата сегмента ДНК размером от одного нуклеотидадо гена.Дупликации - удвоение или повторное дублирование сегментаДНК от одного нуклеотида до целых генов. Инверсии - поворот на 180° сегмента ДНК размером от двухнуклеотидов до фрагмента, включающего несколько генов.Инсерции - вставка фрагментов ДНК размером от одногонуклеотида до целого гена. Трансверсии - замена пуринового основания напиримидиновое или наоборот в одном из кодонов. Транзиции - замена одного пуринового основания на другоепуриновое или одного пиримидинового на другое в структурекодона.
4. классификация генныхмутаций по последствиямНейтральная мутации (молчащая мутация) - мутация не имеетфенотипи-ческого выражения (например, в результатевырожденности генетического кода).Миссенс-мутация - замена нуклеотида в кодирующей части гена -приводит к замене аминокислоты в полипептиде. Нонсенс-мутация - замена нуклеотида в кодирующей части гена -приводит к образованию кодона-терминатора (стоп-кодона) ипрекращению трансляции. Регуляторная мутация - мутация в 5- или З-нетранслируемыхобластях гена, такая мутация нарушает экспрессию гена. Динамические мутации - мутации, обусловленные увеличениемчисла три-нуклеотидных повторов в функционально значимых частяхгена. Такие мутации могут привести к торможению или блокадетранскрипции, приобретению белковыми молекуламисвойств, нарушающих их нормальный метаболизм.
5. Генные болезниНа август 2001 г. перечислено не менее 4200 моногенныхболезней, вызываемых мутациями конкретного гена. Для значительногочисла поражѐнных генов идентифицированы разные аллели, количествокоторых для некоторых моногенных болезней достигает десятков и сотен.В зависимости от функционального класса изменѐнного полипептида(белки структурные, ферменты, рецепторы, трансмембранныепереносчики и т.д.) делаются попытки классифицировать моногенныеболезни по этому критерию. На настоящий момент можно сказать, чтомутантные гены, кодирующие ферменты, приводят к развитиюэнзимопатий, наиболее часто встречающихся моногенных болезней.Для любого моногенного заболевания существенной характеристикойявляется тип наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с хромосомой X (доминантный ирецессивный), голандрический (сцепленный с хромосомой Y) имитохондриальный.
6. ПолидактилияПолидактилия (от поли... и греч. dáktylos - палец), многопалость, наличие лишних пальцев на кисти или стопе.
7. я я - наследственное заболевание, в основе которого лежит нарушение обмена веществ на путипреобразования галактозы в глюкозу (мутация структурного гена, ответственного за синтез фермента галактозо-1- фосфатуридилтрансферазы).
8. Рахит Рахит (от греч. ῥάχις - позвоночник) - заболевание детей грудного и раннего возраста, протекающее с нарушением образования костей и недостаточностью их минерализации, обусловленное главным образомдефицитом витамина D (см. также гиповитаминоз D) и его активных форм в период наиболее интенсивного роста организма. Наиболее ранние характерные изменения выявляются при рентгенографии в концевых участках длинных костей.
9. ГемофилияГемофилия - наследственное заболевание, связанное с нарушением коагуляции(процессом свѐртывания крови); при этом заболевании возникают кровоизлияния в суставы, мышцы и внутренние органы, как спонтанные, так и в результате травмы или хирургического вмешательства.
10. я я (от др. греч. ἀ- - отсутствие, ζῷον - животное и σπέρμα - семя) -патологическое состояние, при котором в эякуляте отсутствуют сперматозоиды.
11. псия псия (др. греч. ἐπιληψία отἐπίληπτος, «схваченный, пойманный, застигнутый»; лат. epilepsia или caduca) - одно из самых распространѐнных хронических неврологических заболеваний человека, проявляющееся в предрасположенности организма к внезапному возникновению судорожных приступов
12. ВыводГенные мутации вызывают заболевания. Реже возникаютгенные мутации, мало влияющие на жизнеспособность иплодовитость организма. Эта категория генныхмутаций, несмотря на свою относительную редкость, имеетогромное значение, т. К. Дает основной материал как дляестественного отбора, так и для искусственногоотбора, являясь необходимым условием эволюции и селекции. Случайная генетическая мутация.

Определение.
Классификация генных мутаций.
Номенклатура генных мутаций.
Значение генных мутаций.
Биологические антимутационные
механизмы.
6. Свойства гена.
1.
2.
3.
4.
5.

Продолжаем говорить о реакциях с участием ДНК

Репликация (самоудвоение ДНК)
Рекомбинация (обмен участками между
молекулами ДНК)
Репарация (самовосстановление ДНК)
Транскрипция (синтез РНК на ДНК)
Обратная транскрипция (синтез ДНК на
РНК – у некоторых вирусов)
Мутирование (изменение строения
ДНК)

Предупреждение! Лекция получилась трудная для восприятия. Пожалуйста, не пытайтесь списывать все, что будет на экране, а в

конце
посоветуйте, что было бы
лучше убрать вообще.
Спасибо!

«Не ошибается только тот, кто ничего не делает» Народная мудрость

В ходе репликации и рекомбинации
постоянно возникают различные
нарушения в структуре ДНК и
хромосом, которые распознаются и
исправляются системами репарации.
Нарушения в ходе этих «трех р» могут
приводить к мутациям.

Hарушения в одной из цепей ДНК –
это еще не мутация!
Мутон – наименьшая
единица мутации –
равен паре
комплементарных
нуклеотидов.

Генные мутации. Определение.

Напоминаю: Строение гена эукариот.

Генные мутации – любые
изменения последовательности
нуклеотидов гена
Напоминаю: Строение гена эукариот.

уникальные – одна
копия на геном
структурные – кодируют
белок или тРНК или рРНК
Гены
регуляторные – регулируют работу
структурных
повторяющиеся

Классификация мутаций

По причине

Спонтанные – причина не ясна
Индуцированные – вызваны
мутагенами
Мутагены – факторы, вызывающие
мутации:
физические – например, температура, радиация
химические – например, НNO2, иприт
биологические - например, вирусы

По уровню

Генные –изменения в пределах одного
гена
Хромосомные – изменения строения
хромосом
Геномные – изменения количества
хромосом
Сегодня мы обсуждаем
только генные мутации!

По механизмам

Основные типы генных мутаций:
замена нуклеотидов
вставка или выпадение
нуклеотидов
о
переворот нуклеотидов на 180
(везде имеются в виду пары нукдеотидов)

Последствия замен или вставок/ выпадений одной пары нуклеотидов (на примере простого текста)

Замены нуклеотидов не обязательно ведут к изменению смысла генетической информации

Миссенс (missense)-изменяется
аминокислота в белке
Сайлент (silent)- аминокислота не
меняется
Нонсенс (nonsense)- вместо кодона для
аминокислоты появляется стоп-кодон

Примеры генных мутаций у человека

Миссенс мутация. Пример – серповидноклеточная анемия.
Замена пары нуклеотидов привела к замене аминокислоты в белке,
т.е.изменилась первичная структура, что повлекло изменение
вторичной, третичной и четвертичной и формы эритроцитов.
ЦТТ в ДНК
ГАА в РНК
ЦАТ в ДНК
ГУА в РНК

Дефект гена HBB (*141900, 11p15.5). HbS образуется в результате замены валина на глутаминовую кислоту в положении 6 b-цепи

Не для запоминания!
Дефект гена HBB (*141900, 11p15.5). HbS образуется в
результате замены валина на глутаминовую кислоту в
положении 6 b-цепи молекулы Hb. В венозном русле HbS
полимеризуется с формированием длинных цепей,
эритроциты становятся серповидными. Это вызывает
увеличение вязкости крови, стаз; создается механическая
преграда в мелких артериолах и капиллярах, что приводит
к тканевой ишемии (с чем связаны болевые кризы).

Нонсенс мутация может возникнуть как в результате замены нуклеотида, так и при сдвиге рамки считывания. Пример: группа крови 0.

Нонсенс мутация может возникнуть
как в результате замены нуклеотида,
так и при сдвиге рамки считывания.
Пример: группа крови 0.
У людей с данной группой крови в
гене произошло выпадение
(делеция) одного нуклеотида – в
результате возник стоп-кодон.
Синтезируется короткий и
неактивный белок-фермент.

Антигены А и В – олигосахариды, синтезируются из антигена Н под действием белков-ферментов А (аллель IA) или В (аллель IВ).

Мутация «0» в гене
(аллель I0) привела к образованию неактивного белка.
Группа 0 (Н)
Группа А (А)
Группа В (В)
Группа АВ (А и В)
А
Мембрана эритроцита с
разными антигенами
Н
В

Выпадения и вставки большого числа нуклеотидов часто являются нарушением рекомбинации (неравный кроссинговер). Примеры: синдром

Выпадения и вставки большого
числа нуклеотидов часто являются
нарушением рекомбинации
(неравный кроссинговер).
Примеры: синдром Мартина-Белл
(умственная отсталость,с
фрагильной Х хромосомой)

Мутации со вставкой большого числа нуклеотидов – болезни экспансии тринуклеотидных повторов

Синдром ломкой Х хромосомы (синдром Мартина-Белл). Степень снижения интеллекта тем выше, чем больше вставка ЦГГ повторов.

FMR-1 gene
норма
премутация
полная мутация

Еще примеры мутаций с выпадением разного количества нуклеотидов

Не для запоминания!
Делеция 3 нуклеотидов – муковисцидоз
Делеции или инсерции (вставки)
большого числа нуклеотидов – МДД и
МДБ – мышечные дистрофии Дюшенна
(ранняя и тяжелая) или Беккера
(поздняя и более легкая)

Муковисцидоз (cystic fibrosis), наследуется аутосомно-рецессивно. Самая частая мутация – выпадение 3 нуклеотидов (триплет 508)

Не для запоминания!
Нарушается выделение секретов железами

Органы, страдающие при
муковисцидозе (СF)
«Барабанные палочки» и
«часовые стекла» – проявления
хронической легочной инфекции
Мекониальный илеус – проявление CF

Крупные делеции (выпадения) в гене дистрофина дают МДД (мышечная дистрофия Дюшенна), инсерции (вставки) – МДБ (мышечная

дистрофия Беккера),.
Наследуются Х-сцепленно
рецессивно
Не для запоминания!

МДД

Продолжим разговор о классификации генных мутаций

По локализации в гене. Если мутация происходит

в кодирующей части – синтез белка
может измениться качественно
в регуляторной части – например, в
промоторе – измениться количественно
в интронах – ничего не будет –
нейтральная (сайлент) мутация

По локализации в хромосоме

Аутосомные – в аутосомах
(неполовых хромосомах)
Х-сцепленные (в Х хромосоме)
У-сцепленные (в Y)

По локализации в клетке

Ядерные
Цитоплазматические (немногочисленные,
но тяжелые митохондриальные болезни)
Митохондрии имеют
свою кольцевую
ДНК

Митохондриальные болезни передаются по материнской линии и затрагивают, мышцы, зрение, нервную систему

Все наши клеточные
органеллы от мам, папы
привносят только хромосомы

По локализации в организме

Соматические (в клетках тела, чаще всего
– рак), не передаются детям
Генеративные (в половых клетках и
проявятся только у потомков)

По последствиям

Вредные
Полезные
Нейтральные

По проявлению в фенотипе

Доминантные (проявляются в фенотипе
сразу как в гомо-, так и в гетерозиготном
состоянии)
Рецессивные (проявляются только в
гомозиготном состоянии)

Множественный аллелизм

Чем длиннее ген, тем больше у него может
быть мутантных аллелей.
Как писал Лев Толстой по другому поводу:
«Все счастливые семьи (норма)
счастливы одинаково. Каждая несчастная
семья (мутация) несчастна по-своему».
Так, выявлено около 1000 мутаций гена
муковисцидоза, большинство редкие.
Самая частая мутация (50% случаев) – del
508 – приводит к выпадению фенилаланина в
положении 508 белка и нарушает его работу.

Номенклатура генных мутаций

Гены имеют названия и места на хромосомах («прописку»), например:

15q21.1 – фибриллин (мутация вызывает
синдром Марфана)
07q31.2 – трансмембранный регулятор (мутация
приводит к муковисцидозу)
Xp21.2 – дистрофин (мутации - миопатия
Дюшенна или Беккера)
Нумерация
районов идет
от
центромеры к
теломерам в
каждом плече
3
2
1
1
2
3
4
Короткое плечо p
Длинное плечо q

Номенклатура генов и генных мутаций основывается на разных подходах:

Подход 1: Генетическая номенклатура (по
изменениям в ДНК или белке)
Для генных болезней человека:
Подход 2: Mendelian Inheritance in Man (ОMIM)
Подход 3: Названия болезней

Генетическая номенклатура (подход 1) основана на описании изменений в ДНК или белке. Примеры (запоминать не надо!):

В ДНК
3821delT - выпадения тимина в
позиции № 3821.
2112ins13 kb – после нуклеотида №
2112 вставилось 13 000 нуклеотидов
(13 килобаз)
В БЕЛКЕ
delF508 – выпадение фенилаланина в
позиции 508
N44G – замена аспарагина на глицин
в позиции 44
W128X – замена триптофана на стоп
триплет
Аланин A Ала
Аргинин R Арг
Аспарагиновая
кислота D Асп
Аспарагин N Асн
Валин V Вал
Гистидин H Гис
Глицин G Гли
Глутаминовая
кислота E Глу
Глутамин Q Глн
Изолейцин I Иле
Лейцин L Лей
Лизин K Лиз
Метионин M Мет
Пролин P Про
Серин S Сер
Тирозин Y Тир
Треонин T Тре
Триптофан W Три
Фенилаланин F Фен
Цистеин C Цис
Стоп-триплет Х

Огромная роль в собирании и описании генных мутаций у человека принадлежит Виктору МакКьюсику. Он начал работу по составлению

регистра мутаций.
(подход 2)
(October 21, 1921 – July 22, 2008),

(OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man)
Каждая мутация получает
6-значный номер
Номера генных мутаций
(ОMIM)
1
100000–
199999
Аутосомно-доминантные
2
200000–
299999
Аутосомно-рецессивные
3
300000–
399999
Х-сцепленные
4
400000–
499999
Y-сцепленные
5
500000–
599999
600000–
Митохондриальные
6
Аутосомные, описанные после 15
мая 1994 года

Названия генных болезней не систематизированы (подход 3)

Это может быть просто название,
основанное на проявлении болезни –
ахондроплазия – «недоразвитие хряща»
Может быть синдром, названный по
имени ученого (чаще) – синдром
Марфана; или больного (реже)
Может быть броское и необычное
название – синдром грима Кабуки,
синдром счастливой куклы

Ахондроплазия (хондродистрофическая
карликовость)
OMIM 100800
Мутация в белкерецепторе к
фактору роста
фибробластов

Синдром Марфана
OMIM 154700
Мутация в
важном белке
соединительн
ой ткани –
фибриллине.
Проявления –
высокий рост,
длинные
конечности,
растяжимая
соед. ткань.
Как
следстивие –
сколиоз,
подвывих
хрусталика*,
аневризма Поскольку большинство мутаций вредны, природа выработала антимутационные механизмы Две цепи ДНК (запасная цепь)
Вырожденность генетического кода
(запасные триплеты)
Наличие повторяющихся генов (запасные
гены)
Диплоидность (запасной набор хромосом)
Системы репарации (следит на уровне ДНК)
Иммунная система (следит на уровне
организма)

Но совсем без мутаций нельзя!

вред для
особи
польза для
эволюции

Частота генных мутаций

Спонтанные мутации возникают
самопроизвольно на протяжении всей жизни
организма в нормальных для него условиях
окружающей среды.
Метод определения частоты спонтанных
мутаций у человека основан на появлении у
детей доминантного признака, если у
родителей он отсутствует.
Ученый Холдейн рассчитал среднюю
вероятность появления спонтанных мутаций,
которая оказалась равна 5 х 10-5 на ген
(локус) на поколение.

Свойства гена

Свойства гена (не путать со свойствами генетического кода!)

Дискретность (имеет определенный размер
и позицию - локус)
Лабильность (может мутировать)
Стабильность (однако мутирует редко)
Специфичность (ген кодирует конкретный
белок)
Аллельность (в результате мутаций
возникают варианты - аллели)
Плейотропность (множественность
действия)
Дозированность действия (чем больше
экземпляров гена в генотипе (доз), тем
сильнее эффект гена)