Изменчивость 1 Рекомбинации 2 Мутации 3 Модификации

Изменчивость 1. Рекомбинации 2. Мутации 3. Модификации

Генные мутации. Генные мутации приводят к множественному аллелизму, приводящему к генетической гетерогенности популяций. Мутон представляет собой пару комплементарных нуклеотидов. Различают два основных типа внутригенных точковых мутаций : • замену спаренных оснований, • выпадение или вставку одного или нескольких оснований. Замены оснований. 1. «Молчащие мутации» Белок не изменит своих свойств и функциональной активности. 2. Мисенс-мутации (мутации с измененным смыслом). 3. Нонсенс-мутации.

Молчащие мутации

Вставка или выпадение одного или нескольких нуклеотидов приводят к мутациям со сдвигом рамки считывания.

Причинами генных мутаций являются: • нарушения процессов репликации, • внутригенной рекомбинации генетического материала, • нарушения в репарации ДНК, • мобильные элементы генома (транспозоны). Такие мутации называют спонтанными (10 х5 – 10 х6 на ген, на поколение). Частота мутирования различных генов неодинакова, например у человека мутация гена, приводящая к карликовости встречается в 5 -13 гаметах на миллион, гемофилии А - 30 -50 гаметах на миллион, серповидноклеточной анемии – 10 000 гаметах на миллион Мобильные элементы генома (транспозоны). Б. Мак Клинток впервые обнаружила локус хромосомы у кукурузы, который мог перемещаться вызывая разрывы хромосом, а у потомков появлялись мутации с повышенной частотой.

Если растение имеет аллель гена С дикого типа, зерно будет иметь пурпурную окраску, если Ас-элемент (активатор) индуцировал инсерцию Ds (диссоциатор) в ген С, возникает мутантный аллель с, и зерно будет желтым. В ходе развития Ds-элемент может в некоторых клетках выйти из гена С, в результате чего зерна вновь приобретут пурпурную окраску. Т. О. возникает мозаичность (е).

Мобильные элементы эукариот можно разделить на два типа : • Транспозоны – перемещаются в геноме путем синтеза промежуточной ДНК • Ретротранспозоны а) начинают перемещение с синтеза промежуточной РНК, б) на РНК-матрице обратная транскриптаза синтезирует ДНК, в) затем она перемещается из цитоплазмы в ядро, может встраивается в геном, образуя провирус. Транспозоны могут кодировать транспозазу и перемещаться: • путем «вырезания и вставки» , • а также – «копирования и вставки» . Многочисленные копии мобильных элементов и последовательностей присоединенных к ним разбросаны в эукариотических геномах (25 -50%).

Функциональное значение мобильных элементов 1. Перемещения и внедрение мобильных элементов в гены может вызывать мутации. 2. Изменение состояния активности генов 3. Формирование хромосомных перестроек. 4. Формирование теломер. 5. Участие в горизонтальном переносе генов. 6. Транспозоны используют для трансформации у эукариот, клонирования генов, поиска энхансеров и т. д.

Индуцированные мутации. Мутагены. • радиация, • ультрафиолетовое излучение, • химические соединения: аналоги оснований (5 -бромурацил, 2 -аминопурин), вещества, модифицирующие азотистые основания, интеркалирующие агенты. Скрининг показал, что большинство мутагенов обладают канцерогенным эффектом и наоборот – многие канцерогены являются одновременно и мутагенными агентами.

Обратные и супрессорные мутации • Прямые мутации гена (А а’ a’’) • Обратные мутации или реверсии (а’ A). Истинная обратная мутация, Супрессорная мутация (В в).

Хромосомные мутации. • • Делеции Дупликации Инверсии Транслокации

Робертсоновская транслокация.

Результатом хромосомных мутаций может быть: 1. Изменение взаимного расположения генов в хромосоме. 2. Нарушение деления клеток 3. Изменение характера функционирования генов. 4. Изменение количественного соотношения генов в генотипе.

Геномные мутации могут быть вызваны: • повреждением хромосом (их слипанием и нерасхождением), • повреждением микротрубочек ахроматинового веретена, • нарушением цитотомии. Анеуплоидии - (2 n+k). моносомии, трисомии, тетросомии, полисомии. Полиплоидии – (2 n+kn) Наблюдаемые при геномных мутациях: • изменения дозы значительного количества генов, • нарушение баланса генов в генотипе особи обычно сопровождаются резким снижением жизнеспособности или гибелью особей.