3.Геномные мутации

мутации, обусловленные изменением числа хромосом.К ним относится полиплоидия и гетероплоидия(анеуплоидия).Полиплоидия- увеличение числам хромосом, кратное гаплоидному набору( 3n-триплоид, 4n- тетраплоид,5n- пентаплоид).Появляется в результате нарушения хода митоза и мейоза.Полиплоидные организмы часто встречаются среди растений.Полиплоидия позволяет сохраняться и побеждать в борьбе за существование.

 Типы полиплоидов:

1.Автополиплоидия- это формы , возникшие в результате умножения хромосом одного генома( одного биологического вида).Этот тип мутаций может возникать при выпадении цитокинеза, завершающего процесс митоза,при отсутствии редукционного деления во время мейоза, либо при разрушении веретена деления при делении клеток.Сопровождается увеличением размеров организма, но понижением его фертильности.

2.Аллонолиплоидия- это формы , возникшие в результате умножения числа хромосом двух разных геномов.

3.Эндополиплоидия- увеличение числа хромасом в одной клетке.

 Полиплоидные формы известны и у животных, но встречаются очень редко( тутовый шелкопряд, морские креветки, аксолотль)

 У человека в норме некоторые соматические клетки полиплоидны: клетки печени(в интерфазе у полиплоидной клетки печени ядро крупнее, чем у диплоидной клетки).Они сохраняют способность делиться; в клетках мегакариоцитов полиплоидия представляет собой нормальное состояние.

 У человека описаны геномные мутации  по типу полиплоидии, которые редко наблюдаются у живорожденных, а в основном обнаруживаются у абортированных эмбрионов и плодов и мертворождённых.Если в некоторых клетках человека насчитывается по 69 хромосом- это триплоидия,по 92- тетроплоидия.Триплоидия - одна из наиболее часто встречающихся спонтанных аномалий набора хромосом в эмбриогенезе человека.Около 20% нарушений хромосом у зародышей приходится на триплоидию.Синдром триплоидии(69,ХХУ)был впервые обнаружен у человека в 60-х годах, к настоящему времени опублтковано около 60 случаев триплоидии у детей, максимальная продолжительность жизни которых составляет семь дней.

 Тетраплоидия встречается крайне редко.Из всех зародышей с хромосомными нарушениями обнаруживается лишь 5-6 % случаев, сопровождающихся серьёзными пороками  развития, такие зародыши редко вступают в плодный период, погибая обычно в течении первых двух месяцев эмбриогенеза.

 Гетероплоидия или анеуплоидия- изменения числа хромосом в кариотипе не кратно гаплоидному набору.В результате гетероплоидии возникают особи с аномальным числом хромосом: моносомики( 2n-1) и полисомики(трисомики, тетрасомики и т. д.)Когда одна из хромосом может быть повторена трижды и более раз(2n+1,2...)

 Механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе, в результате чего образуются аномальные гаметы( по количеству хромосом), после оплодотворения которых возникают гетероплоидные зиготы.

 Гетероплоидии могут быть как по аутосомам, так и по гетеросомам.Полные трисомии описаны у человека по большому числу хромосом:8,9,13,14, 18, 21, Х.Аномалии крупных хромосом ( 1-12) обычно летальны.Трисомии 13 и 18 пар хромосом сублетальны. Достаточная жизнеспособность имеет место только при трисомии по 21,аномалиях половых хромосом и частично аутосомных трисомиях.

 Трисомии по аутосомам.

1.Трисомия 21 хромосомы - синдром Дауна- наиболее частая хромосомная патология человека.Частота СД среди новорожденных 1:700 - 1:800; зависит от возраста матери и в меньшей мере от возраста отца(в возрасте 45 лет вероятность рождения возрастает: 1:12) Случаи полной трисомии - 21  составляют 94-95 %.В кариотипе 47 хромосом.При этом лишней является 21 хромосома.На мозаичные формы ( 47 + 21/46) приходится примерно 2 %.Характерно :уплощение профиля лица (90%), мышечная гипотония( 80%), монголоидный разрез глазных щелей( 80%) , избыток кожи на шее( 80%), разболтанность суставов(80%), диспластичный таз ( 70%) , деформированные ушные раковины ( 60%), клинодактилия мизинца( 60%), задержка в умственном развитии, рост больных на 20 см ниже среднего.Дети ласковые, внимательные, послушные,терпеливые при обучении.Лечение должно быть многоплановым и неспецифичным.Многие люди с трисомией -21 способны вести самостоятельную жизнь, овладевать несложными профессиями, создавать семьи , хотя их браки бесплодны.

2.Трисомии по 13 хромосоме- синдром Патау.Частота среди новорожденных 1:7000.Соотношение полов 1:1.Характерны множественные пороки развития головного мозга и лица.Микроцефальный череп с низким скошенным лбом, переносье запавшее, ушные раковины низко расположены и деформированы, типичный признак-"Заячья губа", "волчья пасть", а так же полидактилия , дефекты перегородок сердца , кисты почек, 95 % детей умирают в первые недели или месяцы( до 1 года).Отмечается тенденция увеличения продолжительности жизни до 5 лет( примерно 15 % детей) и даже до 10 лет( 2-3 %).

 3.Трисомия по 18 хромосоме-синдром Эдвардса.Частота встречаемости 1:7000.Соотношение мальчиков и девочек 1:3.Отмечаются множественные врождённые пороки развития лицевой части черепа , сердца, костной системы, половых органов.Дети погибают в раннем возрасте( 90% до одного года).

4.Трисомия по 17 хромосоме- вызывает "треугольный" рот  у новорожденных , отсутствие шеи, дефекты ушей , сердца.

5.Трисомия по 22 хромосоме- характерна шизофрения .

 Описаны трисомии по 8-й (синдром Варкани), 9,14.

К настоящему времени описаны около 100 синдромов , в основе которых лежат различные хромосомные аномалии.

 Гетероплоидии по половым хромосомам

Особенно тяжелы моносомии .Считают,что 20% случаев моносомии заканчиваются летально ещё в первые дни эмбриогенеза и на более поздних стадиях(спонтанные аборты).Причины - в утрате целой группы сцеплений генов ( хромосомы) в кариотипе.

 Синдром Шерешевского -Тернера.45, Х0.

 единственная форма моносомии у человека.Частота встречаемости среди новорожденных девочек 1:2000 , 1: 5000.Клинически проявляется в 3 направлениях:

1.Гипогонадизм, недоразвитие половых органов и вторичных половых признаков;

2.Врождённые пороки развития;

3.Низкий рост

 

 Синдром трисомии Х- среди новорожденных девочек частота встречаемости составляет 1:1000.Синдром Клайнфельтера- среди новорожденных мальчиков частота встречаемости 1:500, 1:750.

 Геномные мутации обнаруживаются цитогенетическими методами.Фенотипически проявляются всегда.

 

Комбинативная изменчивость.Причины, значение в эволюционном процессе.

зависит от перекомбинации аллелей в генотипах потомков  по сравнению с генотипами родителей.Она связана с получением новых сочетаний генов в генотипе.

 Комбинативная изменчивость возникла с появлением полового процесса.Вероятность появления двух одинаковых в генетическом отношении потомков равна о.(исключение составляют однояйцевые близнецы).Практически любая особь оказывается генетически уникальной.Это важно для действия естественного отбора.

 Причины комбинативной изменчивости.

1.Независимое расхождение хромосом при мейозе.

2.Случайная встреча гамет при оплодотворении;

3.Рекомбинация генов благодаря кроссинговеру

 

 все источники Комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно , создавачя огромное разнообразие генотипов.Однако в эволюции выработались механизмы , не только определяюшие увеличение изменчивости, но и ведущие к понижению и даже к разрушению комбинаций генов.Поэтому часто в потомстве выдающихся по своим качествам живых организмив появляются особи, уступающие родителям.А на уровне особи генетическая стабильность подерживается механизмом митоза.И распределением генов в геноме по группам сцепления в определённых хромосомах.А на уровне ДНК - механизмами репарации.Комбинативная изменчивость является мощным фактором, повышающим гетерогенность популяций.Подсчитанно, что около 98% всех наследственных изменений в популяции обязано своим распространением процессу генетической комбинаторики.Первично сравнительно редких мутаций.Возможность комбинативной изменчивости зависит от наличия разнообразного исходного материала, поставляемого мутационным процессом

  Примером проявления комбинативной изменчивости может быть рождение у родителей гетерозиготных по второй и третьей группам крови детей с любой  

 из 4-х групп крови.

 Высокий уровень комбинативной изменчивости обусловлен большим количеством генов, которые объединены в 23 группы сцепления.Изменчивость является источником разнообразия сочетаемых признаков.

  В эволюции- комб измен имеет огромное значение и ведёт к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов, служит неиссякаемым источником наследственного разнообразия видов и основой для естественного отбора.В природе играет роль в  водообразовании.В селекции комб измен используется для выведения новых сортов растений, животных и штаммов микроорганизмов.

  Комб измен даёт возможность организмам приспосабливаться мк изменяющимся условиям окружающей среды, тем самым способствуя выживанию вида.В изменяющихся условиях его существования