Межхромосомные перестройки.

Между двумя негомологичными хромосомами. Различают:

• Реципрокные – происходит взаимный обмен участками между двумя хромосомами;

• Нереципрокные – одна хромосома теряет участок, который получает другая.

По фенотипическому проявлению транслокации делятся на:

Сбалансированные (у носителей таких мутаций фенотипически она не проявляется, но в потомстве приводит к нарушению баланса генов);

Несбалансированные (проявляются в фенотипе сразу).

Робетсоновские транслокации (редкие) – могут возникать между гомологичными и негомологичными хромосомами, но только акроцентрическими. Две акроцентрические хромосомы теряют короткие плечи и объединяются в одну метацентрическую.

Хромосомные мутации в соматических клетках в постнатальном онтогенезе могут оказаться для организма нейтральными, привести к гибели клеток и изменить их функцию. Частота составляет 2% и является причиной лучевой болезни и онкопаталогий.

№7.

Мутагенез. Антимутагенез. Проблемы защиты генофонда человека.

Вопросы по данной теме лекции будут только на экзамене.

Мутагенез – процесс возникновения наследственных изменений в организме. Различают по причине происхождения спонтанный и индуцированный мутагенез.

Спонтанный не связан с воздействие на организм каких-либо специфических факторов. Он возникает на естественном фоне, и причину установить бывает невозможно.

Протекает спонтанный мутагенез во всех клетках организма и у всех живых организмов. Характеризуется низким уровнем частоты встречаемости в популяциях, скорость мутирования в клетках у разных организмов различна и частота мутирования так же различна у разных организмов. Факторы его делятся на экзогенные (естественная радиация, высокие температуры (за редким исключением), радиоактивные элементы земной коры).

Эндогенные факторы – токсичные метаболиты, мобильные генетические элементы генома, которые могут встраиваться в любой структурный гент и приводить к их мутации, активация генов-мутаторов.

Индуцированный мутагенез.

Возникает под влиянием внешних факторов – мутагенов.

Физические мутагены: различные виды излучений, высокие или низкие температуры.

Химические мутагены: самая большая группа. Основной источник – пища. Микотоксины (поражение продуктов питания плесневыми грибами), неорганические соединения (ртуть, кадмий, стронций), красители и пищевые добавки, пестициды и гербициды, вредные привычки – алкоголь, курение, лекарственные препараты, различные вещества химического производства.

Биологические мутагены: вирусы, продукты обмена и токсические вещества, образующиеся при внедрении различных бактерий и паразитов.

Механизмы действия мутагенов.

Вызывает нарушение структуры генов и хромосом, проникая в организм человека и животных, образуют радикалы, вступающие во взаимодействие с молекулой ДНК. Пиримидиновые основания больше подвержены мутациям (особенно тимин). Разрыв веретена деления, что приводит к геномным мутациям.

Механизмы защиты от мутаций – диплоидность (вредные и летальные мутации скрыты в гетерозиготном состоянии); двойная спираль ДНК, обуславливает работу репарации молекулы; избыточность, что связано с повторяющимися генами в геноме, вырожденность генетического кода, неравнозначная замена аминокислот в белке, экзонно-интронная структура гена, репарация (уникальное свойство молекулы ДНК изменять свои повреждения)

Репарация – процесс восстановления исходной нативной структуры ДНК. Типы: дорепликативная (восстановление структуры ДНК происходит в период G1 структуры интерфазы, до репликации). Репликативная – непосредственное исправление, происходит в момент репликации ДНК. Пострепликативная – G2 период интерфазы.

Реакции репарации: фотореактивация (световая репарация), эксцизионная, рекомбинационная, SOS-репарация.

Фотореактивация. Работает только при наличии света. Направлена на устранение циклобутановых димеров (пиримидиновых димеров). Фотолиаза. Активируется этот фермент только при наличии света, разрывает связи между соседними нуклеотидами и восстанавливает исходную структуру ДНК.

Эксцизионная репарация. Механизм раскрыт в 1964 году. Восстанавливается большая часть повреждений молекулы ДНК.

1. Узнавание и надрезание поврежденного участка ДНК ферментами эндонуклеазами.

2. Удаление поврежденного участка с образованием бреши.

3. На основе принципа комплементарности по здоровой цепочки ДНК фермент ДНК-полимераза синтезируют новые нуклеотиды, достраивая пустой участок.

4. Сшивка концов нового участка с основной нитью ДНК ферментами лигазами.

Заболевания, связанные с нарушением работы репарационных систем.

Дефекты системы эксцизионной репарации и пострепликативной репарации приводят к заболеванию пигментной ксеродермы. В раннем возрасте проявляются на коже под действием ультрафиолетовых лучей. Наблюдается отрофия, разрастание сосудов и все это приводит к злокачественному перерождению. Наступает смерть от рака кожи.

Преждевременное старение. Синдром Хадчинсона-Гилфорда. Продолжительность жизни до 13 лет.

Взрослое преждевременное старение – синдром Вернера.

Синдром Фанкони – нарушение образования клеток крови. Поражение костного мозга.

Триходистрофия – ломкость волос (недостаток серы), аномалии зубов, кожи, ихтиоз (повышенное оволосение).