30. Генные мутации: транзиции, трансверсии, сдвиг рамки считывания, нонсенс -, миссенс - и сейсменс - мутации.

Нейтральная мутации(молчащаямутация)—мутацияне имеет фенотипи-ческого выражения (например, в результате вырожденности генетического кода).

Миссенс-мутация— замена нуклеотида в кодирующей части гена — приводит к замене аминокислоты в полипептиде.

Нонсенс-мутация— замена нуклеотида в кодирующей части гена — приводит к образованию кодона-терминатора (стоп-кодона) и прекращению трансляции.

Регуляторная мутация—мутацияв 5'- или З'-нетранслируемых областях гена, такаямутациянарушает экспрессию гена.

Динамические мутации—мутации, обусловленные увеличением числа три-нуклеотидных повторов в функционально значимых частях гена. Такиемутациимогут привести к торможению или блокаде транскрипции, приобретению белковыми молекулами свойств, нарушающих их нормальный метаболизм.

Сейменс-мутация вырожденный кодон замещается на другой. поскольку нас 20 аминокислот, а число кодонов 3^4=64, следовательно несколько кодонов выделяет одну аминокислоту -вырожденность кодонов и замена одного вырожденного кодона на другой вырожденный кодон не приводит к изменению белка

сдвиг рамки считывания- вставка или выпадение нескольких нуклиновых кислот, что приводит к изменению во всей дальнейшей последовательности кодонов

Транзиции-  тип мутаций, заключающихся в замене азотистого основания в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При Т. одно пуриновое основание заменяется на др. пуриновое (аденин на тимин, или наоборот), а пиримидиновое основание на др. пиримидиновое (гуанин на цитозин, или наоборот).

Трансверсии-  тип мутаций, заключающихся в замене азотистого основания в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При Т. пуриновое основание (аденин, тимин) заменяется пиримидиновым (гуанин, цитозин) или пиримидиновое основание — пуриновым.

31.Физические, химические и биологические мутагены

Мутагены - физические, химические и биологические факторы, вызывающие мутации - стойкие наследственные изменения, нарушения в структуре генов, структуре и количестве хромосом.

Физические мутагены

К физическим мутагенам относятся все виды электромагнитных излучений. При этом, чем меньше длина волны излучения, тем больше количество содержащейся в нём энергии и большая способность проникать внутрь живых клеток.

Инфракрасное излучение(тепловое). Обладает незначительной способностью вызывать мутации так же, как высокие и низкие температуры.

Ультрафиолетовое излучение. Обладает слабой способностью проникать внутрь клеток, но под его воздействием легко изменяетсяДНК, что приводит к структурным нарушениям на молекулярном уровне, способствуя появлению рака кожи.

Ионизирующее излучение(гамма- и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др.). Самый опасный вид излучения, под воздействием его лучей даже электроны сходят с атомных орбит, что приводит к появлению химически активных положительно-заряженных ионов внутри клетки. Воздействие ионизирующего излучения может отрицательно влиять наДНКихромосомы, вызывая мутации. Однако, если мутации не произошли непосредственно в половых клетках, то они не наследуются. Риск подвергнуться сильному ионизирующему облучению присутствует в местах выхода на поверхность урановых руд, на высокогорье от космических лучей, в местах ядерных испытаний и выбросов, а также при использовании рентгеновских лучей в медицине. Первые искусственные химические мутации получены удрожжейпод воздействием радиоактивного излучения радия в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым. С помощью рентгеновского излучения Г. Меллером в 1927 г. впервые были получены мутации удрозофилы. Частота мутаций, возникающих у дрозофилы (и других организмов), прямо пропорциональна дозе облучения. Определенная доза облучения вызывает одинаковое число мутаций как при однократном сильном, так и при нескольких облучениях небольшими дозами.

Единицей дозы излучения служит рентген(Р) - количество излучения, которое вызывает образование 2*109 пар ионов/см3 воздуха. На практике пользуются единицейрад, служащей мерой поглощения энергии; в воздухе 1 Р эквивалентен 0,876 рад.

Химические мутагены

Способность химических веществ вызывать мутации открыта в 1932 В. В. Сахаровым (действием иода на дрозофилы). Систематизация химических мутагенов начата в 1945 году, и с тех пор в список входят различные вещества, число которых возрастает по мере обнаружения мутагенного действия соединений, ранее в этом отношении не изученных. Наиболее сильные химические мутагены, увеличивающие частоту мутаций в сотни раз, называются супермутагенами. К химическим мутагенам относятся:

-азотистая кислота;

-акридиновые красители;

-алкилирующие агенты (например, иприт, диметилсульфат, нитрозометилмочевина, иодацетамид);

-аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот (например, 5-бромурацил, 2-аминопурин);

-лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, -иммунодепрессанты, некоторые алкалоиды);

-некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);

-органические растворители;

-перекись водорода;

-пестициды (например гербициды, фунгициды);

-продукты переработки нефти, бензол, биополимеры (чужеродная ДНК, а также, по-видимому, чужеродная РНК);

-формальдегид.

Биологические мутагены

мутагенным фактором ряда вирусов являются, видимо, их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК (вирус кори, краснухи, гриппа);

-продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

-антигены некоторых микроорганизмов.