17. Генотип и фенотип. Норма реакции. Генокопии и фенокопии.

Ген – транскрибируемый участок хромосомы, кодирующий функциональный полипептид, либо тРНК или рРНК. Ген – функционально неделимая единица наследственной информации, представляющая собой участок молекулы ДНК (реже РНК у вирусов) с определенной последовательностью нуклеотидов, кодирующих синтез полипептида, тРНК, либо рРНК.

Генотип – совокупность генов отдельного организма (индивидуума), находящихся между собой в различного рода взаимодействиях. Т.е. генотип – это не простая сумма генов, а система взаимодействующих генов. Это генетическая конституция организма (набор всех его аллелей), имеющая фенотипическое проявление.

Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков организма, которые формируются под действием генотипа с окружающей средой. Фенотипическая изменчивость не наследуется. Нормой реакции называется пределы, в которых может изменятся фенотип без изменения генотипа.

Нормой реакции называется пределы, в которых может изменятся фенотип без изменения генотипа.

Мутации разных генов, приводящие к сходному мутантному фенотипу, называются генокопиями. Они могут иметь место, если развитие какого-либо нормального признака связано с прохождением ряда этапов одного биохимического процесса, каждый из которых контролируется определенным геном. Нарушение любого из этих этапов, обусловленное мутацией соответствующего гена, приводит в итоге к сходному конечному результату – формированию сходного мутантного фенотипа. В отличии от генокопий фенокопии – это модифицированные изменения фенотипа, сходные с проявлением определенной мутации. Агенты, обуславливающие фенокопии, обычно в значительной степени стадиеспецифичны и на разных этапах развития организма могут индуцировать формирование разных фенокопий. Примером генокопий могут служить мутации разных генов, следствием действия которых является клиническое проявление врожденного гипотериоза, конечным результатом которого, в случаи отсутствия лечения, является кретинизм.

Это мутации генов обуславливающие:

- дефект, препятствующий концентрации неорганического йода в щитовидной железе (ЩЖ);

- дефект, приводящий к нарушению синтеза гормонов в ЩЖ (неспособность к дейодированию моно- и дийодтирозина);

- дефект, связанный с нарушениемтранспорта гормонов ЩЖ к периферическим тканям;

- дефект, приводящий к нарушением периферического действия гормонов из-за недостаточности фермента, конвертирующего мало активный тирозин в биологически активный трийодтиронин.

Фенокопией врожденного гипотериоза является эндемический зоб, который развивается из-за отсутствия или недостатка неоргнического йода в воде и продуктах питания. Примером фенокопии является и так называемый «талидомидный синдром» - рождение детей без конечностей в результате приема женщинами во время беременности снотворного талидомина. Это фенокопия мутации ахейронодии, или фокомелии.

18. Генетическая теория рака. Ретротранспозоны. Понятие об обратной транскрипции.

Рак-это заболевание, связанное с развитием в организме человека злокачественных опухолей. Доброкачественные локализуются в определенной ткани, а злокачественные способны метастазировать, т. е.прорастать в здоровые ткани. Раковые опухоли в зависимости от их локализации в тканях делятся на3типа: 1) карциномы (возникают на внутр оболочках полостных органов и коже); 2) лейкозы (в кроветворных органах

― костном мозге, лимфатических узлах, селезенке); 3) саркомы (в кл соед ткани).

Рак― это генетическая болезнь, в проявлении которой важную роль играют три компоненты: генетическая, вирусная и экологическая. Современная генетическая теория рака― это теория онкогенов. Вирусы способны встраиваться в геном пораженной им клетки хозяина и перемещаться по геному, а при выходе захватывать соседние гены клетки-хозяина. Побывав в геноме вируса, эти прежде нормальные гены клетки-хозяина приобретают способность трансформировать в раковые другие клетки. Самому вирусу онкогены не нужны,так как они никак не влияют на внедрение вируса в клетку хозяина, ни на его размножение. Они как бы автономны и при извлечении из вируса сами могут трансформировать клетки. В организмах человека и животных были установлены нормальные копии онкогенов, названные протоонкогенами. Они нормально работают в клетке и конт-т синтез функциональных белков, но могут стать онкогенами в силу ряда причин, например, мутаций, делающих протоонкоген автономным, т. е. выводящих его из-под контроля других генов, или при появлении вблизи протоонкогена мигрирующего генетического элемента, чья регуляторная зона обеспечит более активную транскрипцию протоонкогена, превращая его в онкоген. Интенсификация перемещения по геному подвижных элементов может быть обусловлена мутагенными факторами среды, что объясняет сопряженность процессов канцерогенеза и мутагенеза. Опухолеродными могут быть не только онкогенные ДНК-содержащие вирусы, но и РНК-содержащие вирусы― ретровирусы, или лейковирусы,геном которых не содержит онкогенов. Каждая частица такого вируса включает две идентичные молекулы РНК и связанные с ними молекулы фермента обратной транскриптазы.

Факторы роста ― это белковые продукты, вырабатываемые самой клеткой и другими клетками, которые сигнализируют клетке о необходимости начала роста и размножения. Производство факторов роста строго регулировано. При нарушении такой регуляции факторы роста могут накапливаться в избыточных количествах. Важным свойством опухолевых клеток является их значительная генетическая нестабильность, которая проявляется как на уровне хромосом, так и на уровне генов.

Мобильные элементы класса ― ретротранспозоны используют для своего перемещения механизм обратной транскрипции при участии фермента ревертазы (обратной транскриптазы). Т. е на РНК-матрице мобильного элемента с помощью фермента ревертазы синтезируется кДНК (комплементарная ДНК). Вначале синтезируется одноцепочечная кДНК, а затем двухцепочечная кДНК. После чего матрица РНК распадается и удаляется, а двунитевая кДНК, синтезированная в цитоплазме, перемещается в ядро и встраивается в геном, образуя провирус. К ним относятся.

Обратная транскрипция. Они открыли в РНК-содержащих онкогенных вирусах (ретро-вирусах), трансформирующих нормальные клетки в раковые, фермент обратную транскриптазу (или ревертазу), катализирующий синтез ДНК на матрице РНК. Таким образом, они доказали возможность явления обратной транскрипции. Когда вирус попадает в клетку-хозяина, обратная транскриптаза обеспечивает синтез комплементарной ДНК (кДНК) на матрице вирусной РНК, подготавливая ее для интеграции в геном клетки инфицированного организма. Ретровирусы содержат 2 копии одноцепочечной молекулы РНК генома, т. е. вирусы этого типа являются единственной разновидностью диплоидных вирусов. ДНК-копии ретровирусного генома встраиваются в ДНК хромосом клеток инфицированного хозяина в виде провируса. Т. е. вирусы вызывают опухоль не сами по себе, а внося в генетический аппарат клетки онкоген и закрепляя его в геноме. Измененные свойства опухолевых клеток наследуются, так как провирус реплицируется вместе с хромосомой клетки-хозяина. На ДНК-копии ретровирусов строится РНК-копия, которая в дальнейшем включается в вирион или служит промежуточной стадией при перемещении вируса в новую точку локализации.