Повторы

До открытия увеличения числа тринуклеотидных повторов природа антиципации (усугубления болезни в каждом последующем поколении)

оставалась неясной.

Оказалось, что умеренное увеличение числа тринуклеотидных повторов (возможно, с незначительными отличиями в нуклеотидной последовательности по сравнению с устойчивыми аллелями) играет роль премутации.

Премутации сами по себе не вызывают явных признаков болезни, но они способствуют дальнейшему увеличению числа повторов, обусловливающих раннее начало или более тяжелую форму болезни у потомков.

Синдром Мартина — Белл

(синдром ломкой X-хромосомы)

Развитие синдрома связано с экспансией единичных тринуклеотидов (ЦГГ) в Х хромосоме и приводит к недостаточной экспрессии белка FMR1, который необходим для нормального развития нервной системы.

Существует четыре основных состояния хромосомного участка подверженного нарушениям при синдроме ломкой Х хромосомы, которые относятся к удлинению повторяющихся последовательностей CGG.

Нормальное количество повторов (отсутствие синдрома) от 29 до 31.

Премутация(*) от 55 до 200 повторов (синдром не развивается).

Полная мутация более 200 повторов (обычно от 230 до 4000) — проявляться синдром, промежуточное состояние или аллели серой зоны от 40 до 60 повторов.

(*)Структурное изменение генетического аппарата (хромосомные перестройки, нуклеотидные замены и т.д.), которое закрепляется в геноме, т.е. превращается в истинную мутацию (после завершения редупликации генетического материала);

Симптомы

Большая голова с высоким и широким лбом, длинное лицо с увеличенным подбородком, несколько уплощённая средняя часть лица, тупой, слегка клювовидно загнутый кончик носа. Уши большие, иногда оттопыренные, низко расположенные. Часто встречаются светлоокрашенные радужные оболочки, светлые волосы. Не обязательно встречаются все признаки — могут быть один или несколько.

Экспансия ДНК

Под экспансией ДНК понимают увеличение числа копий коротких повторяющихся последовательностей нуклеотидов внутри кластера при передаче генетической информации от родителей потомкам. Различают два класса этих генетических явлений.

Первый класс-происходит резкое и стабильное увеличение числа копий определенных повторов (>10) на фоне полного отсутствия обратного сокращения длин их кластеров.

Второй класс-изменения затрагивают меньшее число повторов (<4), при увеличении числа копий триплетов выше определенного порогового уровня происходит резкое снижение и полное выключение транскрипционной активности - мутации по типу "утраты функции" (loss-of-functions) .

Другой тип динамических мутаций описан для 6-ти различных тяжелых аутосомно-доминантных нейродегенеративных расстройств . Для всех этих заболеваний обнаружено присутствие удлиненных CAG-повторов в открытой рамке считывания ( ORF ). Эти повторы транслируются в протяженные полиглутаминовые треки, предположительно локализованные в ДНК-связывающих доменах соответствующих белковых продуктов. В результате белковые молекулы приобретают новые свойства, нарушающие нормальные метаболические связи.

Поток генов

Перенос аллелей генов из одной популяции в другую.

Миграция в популяцию или из популяции может привести к значительным изменениям в частотах аллелей, так как при этом изменяется пропорция членов популяции, несущих данный аллель. Иммиграция также может привести к появлению новых вариантов генов в стабильный пул генов вида в целом или отдельной популяции.

Существует несколько факторов, которые влияют на скорость переноса генов между популяциями. Одним из наиболее значимых факторов является подвижность. Чем выше подвижность у вида, тем выше потенциал миграции. Животные как правило более подвижны, чем растения, хотя пыльца и семена могут переноситься на значительные расстояния ветром и животными.