32. Генные мутации. Классификация. Мутон. Возможные причины возникновения и последствия генных мутаций. Примеры у человека.

Не устранённые и/или неисправленные изменения химической структуры генов, воспроизводимые в последующих циклах репликации и повторяющиеся у потомков в виде измененных вариантов признака, называют генными мутациями.

Делят на 3 группы:

1. Точечные мутации (замена одного нуклеотида на другой). Не всегда ведут к изменению смысла ген. информации. К ним относятся миссенс, нонсенс, сайленс (нейтральные мутации).

Миссенс – изменение АК в белке.

Сайленс – АК не меняются (благодаря вырожденности генетического кода).

Нонсенс – вместо кодона для АК появляется стоп-сигнал.

2. Сдвиг рамки считывания. Сюда относятся инсерции (дупликации) – удвоение участка генов, дефишенси (делеции) – потеря участка гена.

3. Изменение порядка следования нуклеотидов в пределах гена (инверсия).

Мутон – наименьшая единица мутационного процесса, представляющая собой отдельно взятый нуклеотид или пару нуклеотидов.

Причины. Мутации бывают спонтанные (без видимой причины) и индуцированные (воздействие ионизирующего излучения, химических соединений, биологических агентов, н-р вирусов).

Мутации по типу замены нуклеотидов происходят в силу разных причин. Одна из них – изменяется азотистое основание нуклеотида, уже встроенного в молекулу ДНК. Если это искажение не устраняется механизмами молекулярной репарации, то в результате репликаций оно становится достоянием обеих цепей ДНК. Т.о. нарушения процессов репликации и репарации – источник точечных мутаций.

Генные мутации по типу сдвига «рамки считывания» чаще спонтанны. Однако их число возрастает при действии некоторых химических соединений, в частности акридиновых. Рентгеновские лучи могут вызывать делеции.

Последствия. Большинство изменений фенотипически неблагоприятно – вредные генные мутации. Среди них выделяют летальные (несовместимы с жизнью) и полулетальные мутации (стерильные особи или не доживают до половой зрелости). Редко случаются изменения генов с благоприятными последствиями – полезные генные мутации. Известны нейтральные генные мутации, не сказывающиеся на жизнеспособности и репродуктивном потенциале.

Примеры:

1. Гемофилия

2. Синдром Марфана – мутация в гене, ответственном за синтез белка соединительнотканных волокон фибриллина, приводящих к блоку его синтеза. Соединительная ткань обладает повышенной резистентностью, что выражается в нарушении мышечно-скелетной системы (арахнодактилия – высокий рост, длинные конечности, паучьи пальцы), поражение глазной системы (вывих хрусталика), поражению сердечно-сосудистой системы (митрального клапана, расслоение аорты).

3. Альбинизм – болезнь обусловлена отсутствием синтеза фермента тирозиназы, в результате чего не синтезируется пигмент меланин. Характерна обесцвеченность кожи, волос и глаз, независимо от расы и возраста. Светобоязнь. Зрение снижено.

4. Серповидно-клеточная анемия (гемоглобинопатия) – генная миссенс мутация, обусловленная заменой глютаминовой к-ты на валин. Эритроциты приобретают форму серпа.

5. ФКУ (фенилкетонурия)