Predstavitev genetske mutacije. Predstavitev na temo: "Vzroki mutacij. Somatske in generativne mutacije. Primeri variacije mutacije

"Genetske bolezni" - Indikacije za amniocentezo. Razvrstitev genetskih bolezni. dedne bolezni. genealoška metoda. Genske mutacije. X-vezana recesivna vrsta dedovanja. Avtosomno recesivna vrsta dedovanja. Marfanov sindrom. Kršitev sinteze hemoglobina. Razvrstitev dednih bolezni. galaktozemija.

"Dedne genetske bolezni" - sindrom "mačjega joka". Poliploidija. Bolniki s Shereshevsky-Turnerjevim sindromom. Downov sindrom. Danlojev sindrom. Marfanov sindrom. dedne bolezni. nevrofibromatoza. Edwardsov sindrom. Kromosomske bolezni. Klinefelterjev sindrom. Genetske bolezni. Mauriceov sindrom. Cistična fibroza. Delikaten problem. Reproduktivno zdravje.

"Medicinska genetika in človeški genom" - jedro. recesivno dedovanje. Značilnosti človeškega genoma. Cistična fibroza. Monogene dedne bolezni. epigenetske bolezni. Splošna klasifikacija genov. Diagnoza genetskih bolezni. Faze implementacije genetske informacije. Metode odkrivanja mutacij. Raziskave genoma. dedne bolezni.

"Mutacije in dedne bolezni" - Mutacije. Downova bolezen. Statistika. Marfanov sindrom. Turnerjev sindrom. človeške dedne bolezni. Razcepljena ustnica in nebo. Praktična genetika. progerija. Klinefelterjev sindrom. Fenilketonurija. Zgodba. vrednost za posameznika. hemofilija. albinizem. Poznavanje vrst mutacij. Vrste mutacij.

"Primeri človeških kromosomskih bolezni" - Simptomi bolezni mačjega joka. Podajte definicijo. Zgradba kromosomov. Sindrom polisomije na kromosomu Y. Inverzija in obročni kromosom. Triplo sindrom. Sindrom mačjega joka. Sindrom polisomije spolnega kromosoma. Kariotip pri Downovem sindromu. Kromosomske bolezni pri ljudeh. Klinefelterjev sindrom. Simptomi bolezni.

"Alzheimerjeva bolezen" - diagnoza. nootropi. Patogeneza. Dejavniki tveganja. Ustreznost. Klasifikacija ICD-10. Nevrofiziološke raziskave. Klinične manifestacije. Nevropsihološke raziskave. Intravitalna vizualizacija možganskih struktur. Biokemijske raziskave. nadomestno zdravljenje. Razširjenost. Etiologija.

V temi je skupaj 30 predstavitev

Akimzhan Sumbat Bt 15-21

diapozitiv 2

Slide 3: Definicije:

Mutacija Mutageni Mutacija (iz latinskega mutatio - sprememba, sprememba) - vsaka sprememba v zaporedju DNA. Mutacije so kvalitativne in kvantitativne spremembe v DNK organizmov, ki vodijo do sprememb v genotipu. Izraz je uvedel Hugh de Vries leta 1901. Na podlagi raziskav je ustvaril mutacijsko teorijo. Mutageni so okoljski dejavniki, ki povzročajo mutacije v organizmih.

Slide 4: Mutacije (glede na stopnjo spremembe genotipa)

Genetska (točkovna) kromosomska genomska

Slide 5: Genske mutacije:

Sprememba enega ali več nukleotidov znotraj gena.

Diapozitiv 6: Anemija srpastih celic -

dedna bolezen, povezana s kršitvijo strukture proteina hemoglobina. Rdeče krvne celice pod mikroskopom imajo značilno obliko polmeseca (srpasto obliko).Bolniki s srpastocelično anemijo imajo povečano (čeprav ne absolutno) prirojeno odpornost proti okužbi z malarijo.

Slide 7: Primeri genskih mutacij

Hemofilija – (strjevanje krvi) je ena najhujših genetskih bolezni, ki nastane zaradi prirojene odsotnosti faktorjev strjevanja krvi. Kraljica Viktorija velja za prednico.

Slide 8: ALBINIZEM - pomanjkanje pigmenta

Vzrok za depigmentacijo je popolna ali delna blokada tirozinaze, encima, potrebnega za sintezo melanina, snovi, od katere je odvisna barva tkiv.

Diapozitiv 9: Kromosomske mutacije

Sprememba oblike in velikosti kromosomov.

Slide 10: Kromosomske mutacije

diapozitiv 11

Slide 12: Genomske mutacije -

Sprememba števila kromosomov

Slide 13: Genomske mutacije -

Dodaten kromosom v paru 21 vodi do Downovega sindroma (kariotip je predstavljen s kromosomi -47)

diapozitiv 14 poliploidija

Heksoploidna rastlina (6n) Diploidna rastlina (2n)

Diapozitiv 15: Človeška uporaba poliploidov

Diapozitiv 16: Mutacije razlikujejo med:

Vidni (morfološki) - kratke noge in brez dlake pri živalih, gigantizem, pritlikavost in albinizem pri ljudeh in živalih. Biokemične - mutacije, ki motijo presnovo. Na primer, nekatere vrste demence povzroča mutacija v genu, ki je odgovoren za sintezo tirozina.

Diapozitiv 17

Diapozitiv 18: Obstaja več klasifikacij mutacij.

Mutacije ločimo po mestu nastanka: Generativne - nastale v zarodnih celicah. Pokažite se v naslednji generaciji. Somatski - nastanejo v somatskih celicah (celicah telesa) in niso podedovani.

Slide 19: Mutacije glede na adaptivno vrednost:

Koristno - povečanje sposobnosti preživetja posameznikov. Škodljivo - znižuje sposobnost preživetja posameznikov. Nevtralno - ne vpliva na sposobnost preživetja posameznikov. Smrtonosno - vodi do smrti posameznika v fazi zarodka ali po njegovem rojstvu

Diapozitiv 20

Slide 21: Mutacije razlikujejo med:

Skrite (recesivne) - mutacije, ki se ne pojavijo v fenotipu pri posameznikih s heterozigotnim genotipom (Aa). Spontane – spontane mutacije so v naravi zelo redke. Inducirane - mutacije, ki se pojavijo zaradi več razlogov.

Slide 22: Mutageni dejavniki:

Fizični dejavniki Kemijski dejavniki Biološki dejavniki

Slide 23: Mutageni dejavniki:

Fizikalne mutagene ionizirajoče sevanje ultravijolično sevanje - previsoka ali prenizka temperatura. Biološki mutageni nekateri virusi (ošpice, rdečke, gripa) - presnovni produkti (produkti oksidacije lipidov);

Slide 24: Fizikalni mutageni

Mutacije zaradi černobilske eksplozije Znanstveniki so ugotovili, da so genetske mutacije v 25 letih po černobilski katastrofi podvojile število prirojenih nepravilnosti pri potomcih ljudi, ki živijo na območjih, prizadetih zaradi sevanja.

Slide 25: Kemični mutageni:

Nitrati, nitriti, pesticidi, nikotin, metanol, benzopiren. - nekateri aditivi za živila, kot so aromatski ogljikovodiki - rafinirani naftni derivati - organska topila - zdravila, pripravki živega srebra, imunosupresivi.

Slide 26: Izpostavljenost kemičnim mutagenom

Dušikov oksid. Strupena snov, ki v človeškem telesu razpade na nitrite in nitrate. Nitriti povzročajo mutacije v telesnih celicah, mutirajo zarodne celice, kar vodi do nepopravljivih sprememb pri novorojenčkih. Nitrozamini. Mutageni, na katere so najbolj občutljive celice migetalnega epitelija. Podobne celice obdajajo pljuča in črevesje, kar pojasnjuje visoko incidenco raka pljuč, požiralnika in črevesja pri kadilcih Benzen. Nenehno vdihavanje benzena prispeva k razvoju levkemije - rakave bolezni krvi. Pri zgorevanju benzena nastajajo saje, ki vsebujejo tudi veliko mutagenov.

Slide 27: Izpostavljenost kemičnim mutagenom

Vodikov cianid ali cianovodikova kislina. To je močan strup, cianovodikova kislina blokira encimsko aktivnost celic, kar vodi do motenj v procesih delitve in replikacije DNA. V tem primeru nastale mutacije so nepopravljive. poliaromatski ogljikovodiki. Najbolj aktivni mutageni zaradi svojega organskega izvora zlahka poškodujejo genom in povzročijo nastanek atipičnih celic. Vloga PAH pri nastanku ploščatoceličnega karcinoma je dokazana.

Slide 28: Kako se upreti mutaciji

Iz prehrane izločite živila, ki vsebujejo snovi, ki so kemično mutagene. Ne izpostavljajte svojega telesa pretiranemu infrardečemu in ultravijoličnemu sevanju - zmanjšajte čas, preživet poleti na soncu, na minimum, zaščitite svoje telo pred njim, omejite obiske solarija Povečajte svojo odpornost, zmanjšajte pojavnost virusnih okužb Ne kadite Ne jejte izdelkov, ki vsebujejo GSO Ne zadržujte se v območjih sevanja Ne zlorabljajte in ne eksperimentirajte z drogami Ne onesnažujte okolja in zraka

Slide 29: Teorija mutacije:

Mutacije so redki dogodki. Gre za spremembe dednega materiala. Mutacije se pojavijo nenadoma, nenadoma, neusmerjeno. Mutacije so dedne, prenašajo se iz roda v rod. Mutacije ne tvorijo zveznih nizov, kot pri modifikacijski variabilnosti.Mutacije so lahko koristne za organizem, škodljive, nevtralne, dominantne in recesivne. Mutacije so individualne, tj. pojavijo v enem organizmu.

Slide 30: Pomen mutacij:

Znanstveno raziskovanje Gonilna sila evolucije Medicinska smer Vzreja

Slide 31: Zaključek:

Mutacije, ki se pojavijo nenadoma, kot revolucije, uničujejo in ustvarjajo, vendar ne uničujejo zakonov narave. Sami so jim podvrženi.

Zadnji diapozitiv predstavitve: »Vzroki mutacij. Somatske in generativne mutacije»

Vsako odstopanje od idealnega primera je treba šteti za neprimerljivo večjo vrednost od običajnega, množično pričakovanega, saj se ob nastanku negativne enote pojavlja tudi pozitivna, ki utira pot. I. A. Rappoport

diapozitiv 1

Lekcija "Vzroki mutacij. Somatske in generativne mutacije»
Lekcijo je pripravila učiteljica biologije MBOU Astrakhan "Srednja šola št. 23" Medkova E.N.

diapozitiv 2

Epigraf lekcije so lahko besede iz znane pravljice A. S. Puškina "Zgodba o carju Saltanu"
»Kraljica je v noči rodila Ne sina, ne hčere; Ne miška, ne žaba, ampak neznana živalca. A. S. Puškin

diapozitiv 3

diapozitiv 4

Motivacija v lekciji:
Uvodni nagovor učitelja o problemu pojava mutacij pri človeku in v stvarnosti okoli njega Problemska vprašanja: Zakaj prihaja do mutacij? So mutacije res tako nevarne? Bi se morali bati? Ali so mutacije lahko koristne? Ali so mutacije v naravi potrebne?

diapozitiv 5

Namen lekcije:
poglobiti in razširiti znanje o molekularnih citoloških osnovah mutacijske variabilnosti na podlagi študija glavnih značilnosti mutacijske variabilnosti in raznolikosti somatskih in generativnih mutacij oblikovati znanje o mutagenih dejavnikih kot vzrokih mutacij na podlagi znanja iz predmeta fizika in kemija

diapozitiv 6

Cilji lekcije:
Odgovorite na vprašanja tako, da preučite: pojem mutacije in razvrstitev mutacij značilnosti različnih vrst mutacij ugotovite vzroke mutacij v naravi povzamete lekcijo: pomen mutacij v naravi in v življenju človeka

Diapozitiv 7

Osnovni pojmi:
Mutacija, mutageneza, mutageni, mutanti, Mutageni dejavniki Somatske mutacije Generativne mutacije
Dodatni pojmi
Ionizirajoče sevanje Ultravijolično sevanje
Kromosomske, genske in genomske mutacije Letalne mutacije Polletalne mutacije Nevtralne mutacije Koristne mutacije

Diapozitiv 8

Definicije:
Mutacija
Mutageni
Mutacija (iz latinščine mutatio - sprememba, sprememba) - vsaka sprememba zaporedja DNK. Mutacije so kvalitativne in kvantitativne spremembe v DNK organizmov, ki vodijo do sprememb v genotipu. Izraz je uvedel Hugh de Vries leta 1901. Na podlagi raziskav je ustvaril mutacijsko teorijo.
Mutageni so okoljski dejavniki, ki povzročajo mutacije v organizmih.

Diapozitiv 9

Mutacije (glede na stopnjo spremembe genotipa)
Genetski (točka)
Kromosomski
Genomski

Diapozitiv 10

Genske mutacije:
Sprememba enega ali več nukleotidov znotraj gena.

diapozitiv 11

anemija srpastih celic -
dedna bolezen, povezana s kršitvijo strukture proteina hemoglobina. Rdeče krvne celice pod mikroskopom imajo značilno obliko polmeseca (oblika srpa)
Bolniki z anemijo srpastih celic imajo povečano (čeprav ne absolutno) prirojeno odpornost proti okužbi z malarijo.

diapozitiv 12

Primeri genskih mutacij
Hemofilija - (nestrjevanje krvi) je ena najhujših genetskih bolezni, ki nastane zaradi prirojene odsotnosti faktorjev strjevanja krvi. Kraljica Viktorija velja za prednico.

diapozitiv 13

ALBINIZEM – pomanjkanje pigmenta
Vzrok za depigmentacijo je popolna ali delna blokada tirozinaze, encima, potrebnega za sintezo melanina, snovi, od katere je odvisna barva tkiv.

Diapozitiv 14

Kromosomske mutacije
Sprememba oblike in velikosti kromosomov.

diapozitiv 15

Kromosomske mutacije

diapozitiv 16

Diapozitiv 17

Genomske mutacije -
Sprememba števila kromosomov

Diapozitiv 18

Genomske mutacije -
Dodaten kromosom v paru 21 vodi do Downovega sindroma (kariotip je predstavljen s kromosomi -47)

Diapozitiv 19

poliploidija
Heksoploidna rastlina (6n)
Diploidna rastlina (2n)

Diapozitiv 20

Človeška uporaba poliploidov

diapozitiv 21

Mutacije so:
Vidni (morfološki) - kratke noge in brez dlake pri živalih, gigantizem, pritlikavost in albinizem pri ljudeh in živalih. Biokemične - mutacije, ki motijo presnovo. Na primer, nekatere vrste demence povzroča mutacija v genu, ki je odgovoren za sintezo tirozina.

diapozitiv 22

diapozitiv 23

Obstaja več klasifikacij mutacij
Mutacije ločimo po mestu nastanka: Generativne - nastale v zarodnih celicah. Pokažite se v naslednji generaciji. Somatski - nastanejo v somatskih celicah (celicah telesa) in niso podedovani.

diapozitiv 24

Mutacije po adaptivni vrednosti:
Koristno - povečanje sposobnosti preživetja posameznikov. Škodljivo - znižuje sposobnost preživetja posameznikov. Nevtralno - ne vpliva na sposobnost preživetja posameznikov. Smrtonosno - vodi do smrti posameznika v fazi zarodka ali po njegovem rojstvu

Diapozitiv 25

diapozitiv 26

Mutacije so:
Skrite (recesivne) - mutacije, ki se ne pojavijo v fenotipu pri posameznikih s heterozigotnim genotipom (Aa). Spontane – spontane mutacije so v naravi zelo redke. Inducirane - mutacije, ki se pojavijo zaradi več razlogov.

Diapozitiv 27

Mutageni dejavniki:
Fizični dejavniki
Kemijski dejavniki
Biološki dejavniki

Diapozitiv 28

Vprašanja za pogovor o fizikalnih mutagenih:
1. Katere vrste sevanja poznate? 2. Katero sevanje imenujemo infrardeče? (Ugotovimo povezavo med temperaturo in mutacijami) 3. Zakaj ultravijolično sevanje imenujemo kemično aktivno? 4. Kaj je ionizirajoče sevanje? 5. Kakšen je učinek ionizirajočega sevanja na žive organizme?

Diapozitiv 29

Mutageni dejavniki:
Fizikalne mutagene ionizirajoče sevanje ultravijolično sevanje - previsoka ali prenizka temperatura. Biološki mutageni nekateri virusi (ošpice, rdečke, gripa) - presnovni produkti (produkti oksidacije lipidov);

diapozitiv 30

Fizikalni mutageni
Mutacije zaradi černobilske eksplozije Znanstveniki so ugotovili, da so genetske mutacije v 25 letih po černobilski katastrofi podvojile število prirojenih nepravilnosti pri potomcih ljudi, ki živijo na območjih, prizadetih zaradi sevanja.

Diapozitiv 31

Kemični mutageni:
- nitrati, nitriti, pesticidi, nikotin, metanol, benzopiren. - nekateri aditivi za živila, kot so aromatski ogljikovodiki - rafinirani naftni derivati - organska topila - zdravila, pripravki živega srebra, imunosupresivi.

diapozitiv 32

Izpostavljenost kemičnim mutagenom
Dušikov oksid. Strupena snov, ki v človeškem telesu razpade na nitrite in nitrate. Nitriti povzročajo mutacije v telesnih celicah, mutirajo zarodne celice, kar vodi do nepopravljivih sprememb pri novorojenčkih. Nitrozamini. Mutageni, na katere so najbolj občutljive celice migetalnega epitelija. Podobne celice obdajajo pljuča in črevesje, kar pojasnjuje visoko incidenco raka pljuč, požiralnika in črevesja pri kadilcih Benzen. Nenehno vdihavanje benzena prispeva k razvoju levkemije - rakave bolezni krvi. Pri zgorevanju benzena nastajajo saje, ki vsebujejo tudi veliko mutagenov.

1. © Srednja šola Oktyabrskaya 2011 Genske mutacije Izdelala učenka razreda __10_ Ekaterina Rumyantseva Učiteljica biologije Rozina G.G.
2. Definicija Genske (točkovne) mutacije so spremembe v številu in/ali zaporedju nukleotidov v strukturi DNK (insercije, delecije, premestitve, substitucije nukleotidov) znotraj posameznih genov, ki vodijo do spremembe količine ali kakovosti ustreznih beljakovinski izdelki.
3. Glede na naravo sprememb v sestavi gena ločimo naslednje vrste mutacij: Delecije - izguba segmenta DNA v velikosti od enega nukleotida do gena Podvojitve - podvojitev ali ponovna podvojitev DNA segment od enega nukleotida do celih genov. Inverzije - zasuk za 180° segmenta DNA velikosti od dveh nukleotidov do fragmenta, ki vključuje več genov Insercije - vstavljanje fragmentov DNA velikosti od enega nukleotida do celega gena. Transverzija - zamenjava purinske baze s pirimidinsko ali obratno v enem od kodonov. Prehodi so zamenjava ene purinske baze z drugo purinsko bazo ali ene pirimidinske baze z drugo v strukturi kodona.
4. razvrstitev genskih mutacij po posledicah Nevtralna mutacija (tiha mutacija) - mutacija nima fenotipskega izraza (npr. kot posledica degeneracije genetske kode). Nesmiselna mutacija - zamenjava nukleotida v kodirnem delu gena - povzroči nastanek terminatorskega kodona (stop kodon) in prenehanje prevajanja. Regulativna mutacija je mutacija v 5- ali 3-neprevedenih regijah gena; takšna mutacija moti izražanje genov. Dinamične mutacije - mutacije, ki jih povzroči povečanje števila trinukleotidnih ponovitev v funkcionalno pomembnih delih gena. Takšne mutacije lahko povzročijo inhibicijo ali blokado transkripcije, pridobitev lastnosti beljakovinskih molekul, ki motijo njihovo normalno presnovo.
5. Genetske bolezni Od avgusta 2001 je na seznamu vsaj 4200 monogenih bolezni, ki jih povzročajo mutacije v določenem genu. Za veliko število prizadetih genov so identificirali različne alele, katerih število za nekatere monogenske bolezni doseže desetine in stotine.Odvisno od funkcionalnega razreda spremenjenega polipeptida (strukturni proteini, encimi, receptorji, transmembranski nosilci itd.) , se poskušajo monogene bolezni razvrstiti po tem kriteriju. Trenutno lahko rečemo, da mutirani geni, ki kodirajo encime, vodijo v razvoj encimopatij, najpogostejših monogenskih bolezni.Za vsako monogensko bolezen je bistvena značilnost vrsta dedovanja: avtosomno dominantno, avtosomno recesivno, X-vezano ( dominantni in recesivni), holandrični (vezani na kromosom Y) imitohondrijski.
6. Polidaktilija Polidaktilija (iz poli... in grškega dáktylos - prst), polidaktilizem, prisotnost dodatnih prstov na roki ali nogi.
7. i i - dedna bolezen, ki temelji na presnovni motnji v načinu pretvorbe galaktoze v glukozo (mutacija strukturnega gena, odgovornega za sintezo encima galaktoza-1-fosfat uridiltransferaze).
8. Rahitis Rahitis (iz grščine ῥάχις - hrbtenica) je bolezen dojenčkov in majhnih otrok, ki se pojavi z moteno tvorbo kosti in pomanjkanjem mineralizacije, predvsem zaradi pomanjkanja vitamina D (glej tudi hipovitaminoza D) in njegovih aktivnih oblik v obdobju najintenzivnejše telesne rasti. Najzgodnejše značilne spremembe zaznamo z radiografijo na končnih delih dolgih kosti.
9. HemofilijaHemofilija je dedna bolezen, povezana z moteno koagulacijo (proces strjevanja krvi); pri tej bolezni pride do krvavitev v sklepih, mišicah in notranjih organih, tako spontano kot kot posledica travme ali operacije.
10. Jaz sem (iz drugega grškega ἀ- - odsotnost, ζῷον - žival in σπέρμα - seme) - patološko stanje, v katerem v ejakulatu ni semenčic.
11. psia psia (drugo grško ἐπιληψία iz ἐπίληπτος, »prijet, ujet, ujet«; lat. epilepsia ali caduca) je ena najpogostejših kroničnih nevroloških bolezni človeka, ki se kaže v nagnjenosti telesa k nenadnemu pojavu krčev.
12. Zaključek Genske mutacije povzročajo bolezen. Manj pogoste so genske mutacije, ki malo vplivajo na sposobnost preživetja in plodnost organizma. Ta kategorija genskih mutacij je kljub svoji relativni redkosti velikega pomena, saj zagotavlja osnovno gradivo tako za naravno selekcijo kot za umetno selekcijo, ki je nujen pogoj za evolucijo in selekcijo. Naključna genetska mutacija.

Opredelitev.
Razvrstitev genskih mutacij.
Nomenklatura genskih mutacij.
Pomen genskih mutacij.
Biološka anti-mutacija
mehanizmi.
6. Lastnosti genov.
1.
2.
3.
4.
5.

Še naprej govorimo o reakcijah, ki vključujejo DNK

Replikacija (samopodvajanje DNK)
Rekombinacija (izmenjava regij med
molekule DNK)
Popravilo (samozdravljenje DNK)
Transkripcija (sinteza RNK v DNK)
Povratna transkripcija (sinteza DNA vklopljena
RNA - v nekaterih virusih)
Mutacija (sprememba strukture
DNK)

Opozorilo! Predavanje je bilo težko razumljivo. Prosim, ne poskušajte odpisati vsega, kar bo na zaslonu, ampak v

konec
svetuje kaj bi bilo
bolje ga je popolnoma odstraniti.
Hvala vam!

»Ne dela napak samo tisti, ki nič ne dela« Ljudska modrost

Med replikacijo in rekombinacijo
nenehno so različne
motnje v strukturi DNK in
kromosomov, ki se prepoznajo in
popraviti s sistemi za popravilo.
Kršitve med temi "tremi R-ji" lahko
vodijo do mutacij.

Kršitve v eni od verig DNK -
to ni mutacija!
Mouton - najmanjši
enota mutacije
enako paru
komplementarno
nukleotidi.

Genske mutacije. Opredelitev.

Opomnim vas: Struktura evkariontskega gena.

Genske mutacije - vse
spremembe zaporedja
genskih nukleotidov
Opomnim vas: Struktura evkariontskega gena.

edinstveno - eno
kopija na genom
strukturno - kodirajo
protein ali tRNA ali rRNA
Geni
regulativni - urejajo delo
strukturno
ponavljajoče se

Klasifikacija mutacij

Zaradi

Spontano - razlog ni jasen
povzročeno – povzročeno
mutageni
Mutageni so dejavniki, ki povzročajo
mutacije:
fizične – na primer temperatura, sevanje
kemični - na primer HNO2, gorčični plin
biološki - na primer virusi

Po ravni

Genetski - spremembe znotraj enega
gen
Kromosomsko – strukturne spremembe
kromosomi
Genomske - spremembe v količini
kromosomi
Danes razpravljamo
samo genske mutacije!

Po mehanizmih

Glavne vrste genskih mutacij:
nukleotidna substitucija
vstavite ali spustite
nukleotidi
približno
Preobrat za 180 nukleotidov
(povsod mislimo na pare nukleotidov)

Posledice substitucij ali vstavkov/delecij enega para nukleotidov (na primeru navadnega besedila)

Nukleotidne substitucije ne vodijo nujno do spremembe pomena genetske informacije

Missense (missense) - spremembe
aminokisline v beljakovinah
Tiho (tiho) - aminokislina ni
se spreminja
Nesmisel (neumnost) - namesto kodona za
aminokislin se pojavi stop kodon

Primeri genskih mutacij pri ljudeh

Missense mutacija. Primer je anemija srpastih celic.
Zamenjava para nukleotidov je povzročila zamenjavo aminokisline v beljakovini,
tj. primarna struktura se je spremenila, kar je povzročilo spremembo
sekundarne, terciarne in kvartarne ter oblike eritrocitov.
CTT v DNK
GAA v RNA
MAČKA v DNK
GUA v RNA

Napaka gena HBB (*141900, 11p15.5). HbS nastane kot posledica zamenjave valina z glutaminsko kislino na položaju 6 b-verige.

Ni za pomnjenje!
Napaka gena HBB (*141900, 11p15.5). HbS se tvori v
zamenjava valina z glutaminsko kislino v
položaj 6 b-verige molekule Hb. V venskem ležišču HbS
polimerizira in tvori dolge verige
eritrociti postanejo srpaste oblike. Povzroča
povečana viskoznost krvi, staza; mehanski
obstrukcija v majhnih arteriolah in kapilarah, kar vodi do
do ishemije tkiva (ki je povezana z bolečinskimi krizami).

Nesmiselna mutacija se lahko pojavi kot posledica nukleotidne substitucije in kot posledica premika bralnega okvira. Primer: krvna skupina 0.

Lahko pride do nesmiselne mutacije
kot posledica nukleotidne substitucije,
in pri premiku bralnega okvirja.
Primer: krvna skupina 0.
Pri ljudeh s to krvno skupino,
gen je bil izločen
(delecija) enega nukleotida – in
Rezultat je stop kodon.
Sintetizirani kratki in
neaktivni encimski protein.

Antigena A in B sta oligosaharida, sintetizirana iz antigena H pod delovanjem encimskih proteinov A (alel IA) ali B (alel IB).

Mutacija "0" v genu
(alel I0) je povzročil nastanek neaktivnega proteina.
Skupina 0 (H)
Skupina A (A)
Skupina B (B)
Skupina AB (A in B)
AMPAK
membrana eritrocitov z
različne antigene
H
AT

Izgube in vstavitve velikega števila nukleotidov so pogosto kršitev rekombinacije (neenakomeren crossing over). Primeri: sindrom

Izpadi in vstavitve veliki
števila nukleotidov so pogosto
rekombinacijske motnje
(neenakomeren prehod).
Primeri: Martin-Bellov sindrom
(duševna zaostalost,
krhki kromosom X)

Mutacije z vstavitvijo velikega števila nukleotidov - bolezni širjenja trinukleotidnih ponovitev

Fragile X sindrom (Martin-Bellov sindrom). Stopnja zmanjšanja inteligence je tem večja, čim večja je vstavitev CHG ponovitev.

FMR-1 gen
norma
premutacija
popolna mutacija

Več primerov mutacij z izgubo različnega števila nukleotidov

Ni za pomnjenje!
Delecija 3 nukleotidov - cistična fibroza
Izbrisi ali vstavitve (vstavitve)
veliko število nukleotidov - DMD in
BMD - Duchennove mišične distrofije
(zgodnji in hudi) ali Becker
(pozno in lažje)

Cistična fibroza se deduje avtosomno recesivno. Najpogostejša mutacija je izguba 3 nukleotidov (triplet 508)

Ni za pomnjenje!
Izločanje izločkov žlez je moteno

Organi, na katere vpliva
cistična fibroza (CF)
"Bobnarske palčke" in
»urna stekla« – manifestacije
kronična okužba pljuč
Mekonijski ileus je manifestacija CF

Velike delecije (izgube) v genu za distrofin povzročijo DMD (Duchennovo mišično distrofijo), insercije (vložki) - MDD (mišična

Beckerjeva distrofija).
X-vezano podedovano
recesivno
Ni za pomnjenje!

DMD

Nadaljujmo z razvrstitvijo genskih mutacij

Po lokaciji v gen. Če pride do mutacije

v kodirnem delu - sinteza beljakovin
kakovost se lahko spremeni
v regulativnem delu - na primer v
promotor - kvantitativno spremeniti
v intronih - nič se ne bo zgodilo -
nevtralna (tiha) mutacija

Lokacija na kromosomu

Avtosomno - v avtosomih
(nespolni kromosomi)
vezan na X (na kromosomu X)
Y-povezan (v Y)

Z lokalizacijo v celici

Jedrska
Citoplazemski (malo,
vendar huda mitohondrijska bolezen)
Mitohondriji imajo
njegov prstan
DNK

Mitohondrijske bolezni se prenašajo z matere in prizadenejo mišice, vid, živčni sistem

Vse naše mobilne telefonije
organele mame, očeta
prinašajo le kromosome

Z lokalizacijo v telesu

Somatski (v celicah telesa, najpogosteje
rak) se ne prenašajo na otroke
generativno (v zarodnih celicah in
pojavijo se samo v potomcih)

Po posledicah

Škodljivo
Uporabno
Nevtralno

Po manifestaciji v fenotipu

Dominantni (se kaže v fenotipu
takoj pri homo- in heterozigotih
stanje)
recesivno (pojavijo se le v
homozigotno stanje)

Večkratni alelizem

Daljši kot je gen, več zmore
biti mutirani aleli.
Kot je ob drugi priložnosti zapisal Lev Tolstoj:
"Vse srečne družine (normalno)
enako srečni. Vsak nesrečnik
družina (mutacija) je na svoj način nesrečna.«
Tako je bilo ugotovljenih približno 1000 mutacij gena.
cistična fibroza, večina je redkih.
Najpogostejša mutacija (50% primerov) - del
508 - vodi do izgube fenilalanina v
položaju 508 proteina in moti njegovo delovanje.

Nomenklatura genskih mutacij

Geni imajo imena in mesta na kromosomih ("registracija"), na primer:

15q21.1 - fibrilin (vzroki mutacije
Marfanov sindrom)
07q31.2 - transmembranski regulator (mutacija
vodi do cistične fibroze)
Xp21.2 - distrofin (mutacije - miopatija
Duchenne ali Becker)
Številčenje
okrožja prihaja
od
centromere do
telomeri v
vsako ramo
3
2
1
1
2
3
4
Kratka rama str
Dolga roka q

Nomenklatura genov in genskih mutacij temelji na različnih pristopih:

Pristop 1: Genetska nomenklatura (po
spremembe v DNK ali beljakovinah)
Za genetske bolezni pri ljudeh:
Pristop 2: Mendelsko dedovanje pri človeku (OMIM)
Pristop 3: Imena bolezni

Genetska nomenklatura (pristop 1) temelji na opisovanju sprememb v DNK ali beljakovinah. Primeri (ni treba zapomniti!):

V DNK
3821delT - izločanje timina v
Izdelek št. 3821.
2112ins13 kb - za nukleotidom št.
2112 je vstavil 13.000 nukleotidov
(13 kilobaz)
V BELKI
delF508 - obarjanje fenilalanina v
položaji 508
N44G - zamenjava asparagina z glicinom
na položaju 44
W128X - triptofan nadomestek za stop
trojček
Alanin A Ala
Arginin R Arg
Asparagin
kislina D Asp
Asparagin N Asn
Valin V Val
Histidin H His
Glicin G Gly
Glutamin
kislina E Glu
Glutamin Q Gln
Izolevcin I Ile
Levcin L Lei
Lizin K Liz
Metionin M Met
Prolin P Pro
Serin S Ser
Tirozin Y Tyr
Treonin T Tre
Triptofan W Tri
Fenilalanin F Fen
Cistein C Cys
Ustavi triplet X

Veliko vlogo pri zbiranju in opisovanju genskih mutacij pri ljudeh ima Victor McKusick. Začel je delati na sestavljanju

(OMIM - spletno mendelsko dedovanje pri človeku)
Vsaka mutacija dobi
6 mestna številka
Število genskih mutacij
(OMIM)
1
100000–
199999
avtosomno dominantno
2
200000–
299999
Avtosomno recesivno
3
300000–
399999
X-povezano
4
400000–
499999
Y-povezano
5
500000–
599999
600000–
mitohondrijski
6
Avtosomno opisano po 15
maj 1994

Imena genskih bolezni niso sistematizirana (pristop 3)

Morda je samo ime
glede na manifestacijo bolezni -
ahondroplazija - "nerazvitost hrustanca"
Lahko gre za sindrom, poimenovan po
ime znanstvenika (pogosteje) - sindrom
Marfan; ali bolan (redkeje)
Lahko je privlačno in nenavadno
ime - kabuki sindrom ličenja,
sindrom srečne lutke

Ahondroplazija (hondrodistrofična
pritlikavost)
OMIM 100800
Mutacija v proteinskem receptorju
rastni faktor
fibroblasti

Marfanov sindrom
OMIM 154700
Mutacija v
pomembne beljakovine
povezovanje
o tkanina -
fibrilin.
Manifestacije -
visoka rast,
dolga
udi,
natezno
povezava blago.
kako
posledica -
skolioza,
subluksacija
leča*,
anevrizma Ker je večina mutacij škodljivih, je narava razvila mehanizme proti mutaciji Dve verigi DNA (rezervna veriga)
Degeneracija genetske kode
(rezervni trojčki)
Prisotnost ponavljajočih se genov (rezervni
geni)
Diploidija (rezervni nabor kromosomov)
Sistemi za popravilo (sledi na ravni DNK)
Imunski sistem (spremlja raven
organizem)

Toda absolutno brez mutacij je nemogoče!

škoduje
posamezniki
korist za
evolucija

Pogostost genskih mutacij

Pojavijo se spontane mutacije
spontano skozi vse življenje
telo v normalnih pogojih
okolju.
Metoda za določanje pogostosti spontanih
mutacije pri ljudeh temelji na videzu v
otroci dominantne lastnosti, če
njegovi starši so odsotni.
Znanstvenik Haldane je izračunal povprečje
verjetnost spontanih mutacij,
kar se je izkazalo za enako 5 x 10-5 na gen
(lokus) na generacijo.

Lastnosti genov

Lastnosti gena (ne zamenjujte z lastnostmi genetske kode!)

Diskretnost (ima določeno velikost
in položaj - lokus)
Labilnost (lahko mutira)
Stabilnost (vendar redko mutira)
Specifičnost (gen kodira določeno
beljakovine)
Alelizem (kot posledica mutacij
različice (aleli)
Pleiotropija (večkratna
dejanja)
Odmerjanje delovanja (bolj
kopije gena v genotipu (odmerki), na
močnejši genski učinek)