 |
Цитоплазматические мутации.
|
|
|
|
Изменчивость - это фундаментальное свойство живого, способность организма приобретать новые или утрачивать старые признаки или свойства.
В зависимости от реакции генотипа изменчивость делят на ненаследственную (модификации и морфозы) и наследственную (мутационная и комбинативная).
Ненаследственная изменчивость
Модификации.
Модификация – это изменение степени выраженности признака в пределах нормы реакции под воздействием факторов окружающей среды или в зависимости от этапа индивидуального развития (онтогенез). Модификации имеют адаптивное значение, позволяют организму приспособиться к конкретным условиям среды. Как правило, носят массовый характер, и они предсказуемы.
Норма реакции – это пределы, в которых возможно изменение признака при определенном генотипе.
Норма реакции:
- Однозначная; дополнить примерами
- Узкая; дополнить примерами
- Широкая (признаки лабильных действий среды); дополнить примерами
Интенсивность модификаций пропорционально силе и времени воздействия. Период, когда признак подвержен модификационным действиям среды, называют модификационным периодом.
Генетическая основа модификаций – изменение функциональной активности генов или типа их взаимодействий.
Виды модификаций:
· Сезонные – изменение признаков в ходе сезона (ярко выражено у растений, у человека – обмен жиров и углеводов, обмен витаминов, пигментация кожи, динамика психологических функций)
· Онтогенетический – смена признаков в ходе онтогенеза
· Экологические – формирование диффинитивного окончательного фенотипа в конкретных климато-географических условиях. У человека этот вид модификации проявляется в формировании экологически адаптивных типов.
|
|
|
- арктический адаптивный тип – мощное развитие подкожножировой клетчатки, относительная низкорослость, редкий рост волос, мало поверхностных сосудов, мощное развитие легких, повышенное содержание гемоглобина
- экваториальный
- умеренных широт
- высокогорный
- урбанизированный (городской) адаптивный тип
Экологические адаптивные типы формируются у ребенка до 3 лет.
Модификационные изменения характеризуются:
- Экспрессивностью – степень выраженности признака
- Пенетрантностью - (характеризует только доминантные гены) вероятность проявления генов в фенотипе, зависит как от действия других генов, так и от действия факторов окружающей среды.
Морфозы.
Морфозы – изменение признака, выходящее за пределы нормы реакции под воздействием факторов окружающей среды. Возникают только в эмбриональный период развития и фенотипически проявляются врожденными пороками развития (ВПР).
Генетическая основа – полное подавление функциональной активности генов в эмбриональный период. Факторы среды, приводящие к возникновению ВПР, называются тератогены.
Классификация тератогенов:
- Физические (радиация, рентген, гипертемия)
- Химические (лекарства, алкоголь)
- Биологические (синдром краснушного поражения плода – триада Грета: катаракта, глухота, порок сердца; умственная отсталость, так же токсоплазама и возбудители сифилиса).
Наследственная изменчивость.
Комбинативная изменчивость – это перекомбинация генов у потомков по сравнению с родителями
Механизмы:
· Кроссинговер
· Случайное расхождение хромосом и хроматид в мейозе
· Случайное сочетание гамет при оплодотворении
Результат комбинативной изменчивости: каждый человек, за исключением монозиготных близнецов, - генетическая и, соотвественно, фенотипическая индивидуальность.
Эволюционное значение: создается вторичное генетическое разнообразие популяций засчет новых комбинаций генов, которые могут закрепляться в ходе естественного отбора.
|
|
|
Медицинское значение: возникает заболевание засчет неудачной комбинации генов или нарушения регуляторной связи между ними.
Мутация – это внезапное стойкое скачкообразное изменение структуры генотипа, передающееся по наследству. Основу заложил Дефриз (1901-1903).
Положение мутационной теории Дефриза: мутации возникают внезапно, носят ненаправленный характер.
Эволюционное значение: единственный фактор, поставляющий новые аллели в популяцию, создающий тем самым первичное генетическое разнообразие и делающий возможным естественный отбор.
Медицинское значение: наследственные болезни человека, бесплодие, онкозаболевания.
Уровни мутационного процесса (классификация мутаций по Мушинскому):
· Молекулярно-генетический
1. Генные
2. Цитоплазматические
3. Динамические
· Клеточный
1. геномные
2. хромосомные
· Тканевой
1. соматические
2. генеративные
· Онтогенетический (организменный)
1. по признаку: морфологические, физиологические, биохимические;
2. по состоянию гена: доминантные и рецессивные;
3. прямые и обратные мутации (реверсии);
· Популяционно-видовой
1. нейтральные;
2. полезные;
3. вредные (летальные – до репродуктивного возраста, и полулетальные), как правило удаляются под действием естественного отбора, но если в гетерозиготном состоянии они дают преимущества, то тогда будут сохраняться. Наличие вредных аллелей в гетерозиготном состоянии создает генетический груз популяций(1-сегрегационныей груз, передавшийся из предыдущих поколений, 2- мутационный, вновь возникшие мутации)
Генные мутации.
Генные мутации – в широком смысле, это любое изменение химической структуры ДНК в не зависимости от локализации и влияния на жизнеспособность, в узком – это изменение структуры гена.
Мутации замены.
· Миссенс мутации – замена одного смыслового кодона другим, в результате в белке меняется только одна АК (обусловлено серповидно клеточная анемия, при этом в бэта-цепи гемоглобина глутаминовая кислота меняется на валин).
· Нонсенс мутации – смысловой кодон меняется на один из трех нонсенс-кодонов. В результате белок или совсем не синтезируется, или синтезируется аномально коротким и функционально дефектным.
|
|
|
· Самиссенс мутация – связана с свойством выраженности генетического кода, нуклеотидная последовательность кодона меняется, но он будет кодировать ту же самую АК.
Механизмы замены:
· Транзиция (пурин на пурин, перемидин на перемидин)
· Трансверсия (пурин на периминдин, и наоборот)
Сдвиг рамки считывания (фрейм шивт мутации) – с места мутации в белке менятеся вся аминокислотная последовательность.
· Делеция (удаление)
· Дупликация (удвоение)
· Вставка (инсерция)
Генные мутации являются основой моногенных заболеваний, возникают преимущественно в ходе сперматогенеза, Примерно 15% генных мутаций возникают не под действием мутагенов, а как ошибки в ходе репликации ДНК.
Цитоплазматические мутации.
Цитоплазматические мутации – это изменение структуры плазмогенов, то есть изменение структуры ДНК митохондрий. Передаются только по материнской линии, лежат в основе некоторых форм бесплодия у мужчин, вероятность рождения близнецов.
Динамические мутации.
Динамические мутации (мутации экспансии) открыты в 1991 году, характерно только для человека. При этих мутациях происходят не качественные, а количественные изменения ДНК, увеличивается число определенных тринуклеотидных повторов, и при превышении этих повторов определенного числа наступает заболевания (синдром Мартина-Белла).
|
|
|
