181. В какие периоды жизненного цикла клетки происходят изменения в днк, ведущие к развитию естественных генных мутаций.

Во время репликации ДНК, в период транскрипции, в половых клетках – при кроссинговере.

182. Какие факторы могут служить причиной возникновения естественных генных мутаций.

В возникновении естественных генных мутаций определенную роль играет естественный радиоактивный фон. Он складывается из космических лучей, земной радиации, радионуклидов, которые человек получает с пищей. 10 % генных мутаций связано с естественным радиоактивным фоном. Большинство генных мутаций связаны с продуктами обмена веществ, которые появляются в организме в процессе жизнедеятельности. К ним относятся перекиси, свободные радикалы, обладающие генотоксическим действием.

183. Какие молекулярные механизмы лежат в основе развития генных болезней. Частота встречаемости генных болезней.

В зависимости от функциональной значимости первичных продуктов соответствующих генов генные болезни подразделяют на наследственные нарушения ферментных систем (энзимопатии), дефекты белков крови (гемоглобинопатии), дефекты структурных белков (коллагеновые болезни) и генные болезни с невыясненным первичным биохимическим дефектом. В основе энзимопатий лежат либо изменения активности фермента, либо снижение интенсивности его синтеза. Гемоглобинопатии вызывают первичные дефекты пептидных цепей гемоглобина. В основе возникновения коллагеновых болезней лежат генетические дефекты биосинтеза и распада коллагена.

Частота встречаемости генных болезней: 1 – 2 %

184. В чем сущность псевдодоминирования. Рассмотреть это явление на примере Notch мутации.

Впервые делеция была изучена у мушки дрозофилы, при этом произошла потеря участка Х хромосомы. В гомозиготном состоянии эта мутация летальна, а в гетерозиготном состоянии она проявляется фенотипически вырезкой на крыле (Notch-мутация). При анализе этой мутации было выявлено особое явление, которое получило название псевдодоминирование. При этом фенотипически проявляется рецессивный ген, присутствующий не в форме пары аллелей, а в единственном числе, так как участок хромосомы с доминантным аллелем утрачен вследствие делеции.

185. Представить возможные механизмы формирования структурных мутаций хромосом.

Механизмы возникновения структурных мутаций хромосом:

- гипотеза «разрыв-соединение». Предполагают, что в одной или нескольких хромосомах происходят разрывы. Образуются участки хромосом, которые затем соединяются, но в иной последовательности. Если разрыв происходит до репликации ДНК, то в этот процесс вовлекаются 2 хроматиды – это изохроматидный разрыв. Если разрыв происходит после репликации ДНК, то вовлекается в процесс 1 хроматида – это хроматидный разрыв.

-вторая гипотеза: между негомологичными хромосомами происходит процесс, подобный кроссинговеру, т.е. негомологичные хромосомы обмениваются участками.

186. В чем отличие и чем характеризуются сбалансированные и несбалансированные структурные мутации хромосом.

Сбалансированные (система генотипа не изменяется, значит, не меняется и фенотип). Несбалансированные (изменяется система генотипа, а значит, изменяется и фенотип). При сбалансированных хромосомных мутациях нет утраты или избытка генетического материала, поэтому они не имеют фенотипических проявлений. При несбалансированном хромосомном наборе у плода развиваются тяжелые клинические проявления патологии, как правило, в виде комплекса врожденных пороков развития.

187. К чему может приводить перемещение МГЭ в геноме клетки.

Особую группу транспозонов составляют Мобильные Генетические Элементы (МГЭ), или прыгающие гены, которые обнаружены у всех организмов. В ходе эволюции МГЭ играли положительную роль, т.к. они осуществляли перенос генетической информации от одних видов организмов к другим. Важную роль в этом играли ретровирусы, которые содержат в качестве наследственного материала РНК, а также содержат обратную транскриптазу. МГЭ перемещаются по геному очень редко, одно перемещение на сотни тысяч событий в клетке (частота перемещений 1 х 10–5). В каждом конкретном организме МГЭ положительной роли не играют, т.к. перемещаясь по геному, они изменяют работу генов, вызывают генные и хромосомные мутации.

188. Каков механизм зиготической, митотической и мейотической полиплоидизации, генетические последствия.

Митотическая полиплоидия. Если нарушается расхождение хромосом в анафазу митоза, то в результате часть клеток в организме будут мутантными, а часть нормальными. Такое явление называется – мозаичная форма полиплоидии или мозаицизм. Накануне митоза происходит репликация ДНК, и клетка вступает в митоз с удвоенным набором хромосом. Однако в анафазу хромосомы не расходятся к полюсам клетки, а остаются в одной клетке. В результате образуется тетраплоидная клетка, далее в результате ее деления в организме будет образовываться группа тетраплоидных клеток.

Зиготическая полиплоидия. Механизм такой же, как и при митотической полиплоидии, но хромосомы не расходятся при самом первом делении зиготы. В итоге образуется организм, у которого все клетки будут тетраплоидными.

Мейотическая полиплоидия. Нарушение расхождения хромосом может быть во время анафазы мейоза 1 или во время анафазы мейоза 2. После слияния гамет образуется триплоидная или тетраплоидная зигота, из которой разовьется соответствующий организм.