- •Структурно-функциональные уровни организации наследственного материала
- •Генный уровень
- •Хромосомный уровень
- •Геномный уровень
- •Молекулярные основы наследственности
- •Инициация –
- •Элонгация –
- •Терминация –
- •2. Процессинг
- •3. Трансляция
- •Инициация
- •Элонгация
- •Терминация
- •Регуляция экспрессии генов
- •Разновидности генов
- •Генотип и фенотип. Качественная и количественная специфика проявления генов в признаки
- •Ген фермент биохимическая реакция признак
- •Взаимодействие генов
- •Взаимодействие аллельных генов
- •Полное доминирование
- •Сверхдоминирование
- •Кодоминирование
- •Межаллельная комплементация
- •Аллельное исключение
- •Взаимодействие неаллельных генов
- •Комплементарное взаимодействие
- •Эпистаз
- •Полимерия
- •Эффект положения
- •Регуляторные взаимодействия
- •Закономерности наследования сцепленных признаков
- •Генетика пола
- •Формирование пола в онтогенезе
- •Закономерности наследования признаков, сцепленных с полом
- •Цитоплазматическая наследственность
- •Пластидная наследственность
- •Митохондриальная наследственность
- •Центриолярная наследственность
- •Изменчивость
- •Классификация мутаций
- •Генные мутации
- •Хромосомные мутации
- •Геномные мутации
- •Хромосомные болезни человека
- •Гетерохромосомные болезни
- •Аутосомные болезни
- •Причины и частота возникновения мутаций
- •Физические факторы
- •Химические факторы
- •Биологические факторы
- •Различия в действии ионизирующей радиации и химических мутагенов
- •Антимутационные барьеры
- •Генетика популяций
- •Дрейф генов
- •Введение в генетику человека
- •Дерматоглифики и пальмоскопии.
- •Генеалогический метод
- •Признаки, характерные для родословной при аутосомно-доминантном типе наследования
- •Цитогенетический метод
- •1. Исследование кариотипа.
- •Биохимический метод
- •Методы генетики соматических клеток
- •Популяционно-статистический метод
- •Методы моделирования
- •Методы изучения днк
- •Классификация наследственной патологии человека
- •1.Генные болезни.
- •2.Хромосомные болезни.
- •Принципы профилактики, диагностики и лечения наследственных заболеваний Профилактика и диагностика наследственной патологии
- •Прегаметический уровень
- •Презиготический уровень
- •Пренатальный уровень
- •Неонатальный уровень
- •Принципы лечения наследственных заболеваний
Химические факторы
Сегодня известны десятки и сотни тысяч химических веществ, вызывающих мутации. Приведем некоторые из них:
колхицин, митотический яд – разрушает веретено и останавливает деление клетки на метафазе; селекционеры используют его для получения полиплоидных форм;
формальдегид и его производное – формалин;
пестициды, гербициды;
кофеин;
многие лекарственные препараты (отечественный аспирин, сульфаниламиды);
фотореактивы;
консерванты;
ракетное топливо.
Биологические факторы
Вирусы (герпес, ветряная оспа, коревая краснуха, энцефалит, полиомиелит).
Живые вакцины, сыворотки, гистамин, стероидные гормоны.
Возраст (чем больше, тем выше вероятность возникновения наследственных заболеваний,– так, синдром Дауна в 14 раз чаще возникает у детей от матерей, рожающих после 40 лет).
Нарушение функции какого-то органа (рак молочной железы чаще возникает у нерожавших женщин).
Различия в действии ионизирующей радиации и химических мутагенов
Химические мутагены обладают определенной специфичностью действия (можно предвидеть, какие именно гены будут мутировать). Ионизирующая же радиация действует неспецифически. С другой стороны, она обладает кумулятивным эффектом, т.е. способна накапливаться в организме. Так, один и тот же эффект будет получен как при однократном облучении дозой 20 рад, так и при воздействии четыре раза по 5 рад.
Возникшая мутация фенотипически проявляется не всегда. В природе существует мощная система антимутационных барьеров на молекулярном, субклеточном, клеточном и организменном уровнях.
Антимутационные барьеры
1. Наличие двух нитей молекулы ДНК. Изменения, возникшие в одной нити, могут быть восстановлены благодаря существованию второй неизмененной нити ДНК. Процесс восстановления поврежденной молекулы ДНК называется репарацией. Она бывает нескольких видов:
дорепликативная (световая и темновая),
пострепликативная,
SOS-репарация.
Световая дорепликативная репарация – устраняет повреждения, возникшие под действием ультрафиолетовых лучей. Протекает только на свету. Ультрафиолетовые лучи вызывают образование в ДНК димеров, которые нарушают ее функцию. Димер – это возникновение дополнительной связи между двумя нуклеотидами одной цепи и разрыв связей между нуклеотидами противоположных цепей:
Ц – А – Т – А – Г – Т = Т – А – Г
║ ║ ║ ║ ║ ║ ║
Г – Т – А – Т – Ц – А – А – Т – Ц
Под действием квантов видимого света в клетке образуется фермент дезоксириботидпиримидинфотолиаза, которая восстанавливает нарушенные связи.
Темновая дорепликативная репарация происходит как на свету, так и в отсутствие света. Способна устранять повреждения, вызванные любым мутагенным фактором. Условно в ней выделяют пять фаз: 1) узнавание; 2) надрезание; 3) вырезание; 4) синтез нового участка; 5) сшивание вновь синтезированного участка с концами неповрежденной ДНК.
У человека есть рецессивная мутация, которая проявляется в виде неспособности клеток устранять димеры, образованные под действием ультрафиолетовых лучей. Это заболевание называется пигментная ксеродерма. Оно характеризуется сухостью и шелушением кожи, образованием пигментных пятен, заболеванием глаз.
Пострепликативная репарация наблюдается в синтетический период интерфазы. Во время репликации ДНК участки с димерами не реплицируются, поэтому вновь синтезированная нить содержит бреши. Потом эти бреши заполняются путем рекомбинативного синтеза с неповрежденной молекулой ДНК.
SOS-репарация происходит в том случае, если молекула ДНК сильно разрушена. Тогда нить строится из первых попавшихся нуклеотидов и исходная структура ДНК не восстанавливается.
2. Сходство аминокислот по функциональному действию. В результате мутации одна аминокислота заменена на другую, сходную по функциональному действию, поэтому свойства и функции белка не изменились.
3. Вырожденность генетического кода. В связи с тем, что триплетов существует 64, а аминокислот 20, одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько триплетов (до 6). Поэтому во многих случаях замена одного нуклеотида на другой ведет к образованию триплета-синонима.
4. Дублирование генов. Многие гены в клетке дублируются от 100 до 1000000 раз.
5. Парность хромосом в диплоидном наборе. Благодаря этому рецессивные мутации не проявляются.
6. Отбор. Он происходит на всех уровнях: молекулярном, клеточном, организменном (гибель эмбриона, мертворождение, гибель в раннем детстве, бесплодие). Направлен на защиту популяции от вырождения. Благодаря этому виды существуют длительное время.