Скачать презентацию ИЗМЕНЧИВОСТЬ Взаимодействие генов Появление новых фенотипов вследствие Скачать презентацию ИЗМЕНЧИВОСТЬ Взаимодействие генов Появление новых фенотипов вследствие

Лекция изменчивость общ..ppt

  • Количество слайдов: 151

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Взаимодействие генов Появление новых фенотипов вследствие взаимодействия аллелей или различных (неаллельных) генов. Аллель – Взаимодействие генов Появление новых фенотипов вследствие взаимодействия аллелей или различных (неаллельных) генов. Аллель – одно из состояний гена, возникшее за счет мутаций. Аллели одного гена отличаются по своему проявлению в фенотипе.

Аллельная частота Доля особей в популяции, несущих определенный аллель. Доминирование – экспрессия одного из Аллельная частота Доля особей в популяции, несущих определенный аллель. Доминирование – экспрессия одного из признаков (доминантного) в фенотипе гетерозиготы.

Неполное доминирование – проявление в фенотипе гетерозиготы признаков, промежуточных по отношению к признакам родителей. Неполное доминирование – проявление в фенотипе гетерозиготы признаков, промежуточных по отношению к признакам родителей.

Сверхдоминирование – преобладание признака в гетерозиготном фенотипе по отношению к гомозиготному. АА< Аа > Сверхдоминирование – преобладание признака в гетерозиготном фенотипе по отношению к гомозиготному. АА< Аа > аа

Кодоминирование – совместная экспрессия двух аллелей в гетерозиготном генотипе. Пример: наследование групп крови у Кодоминирование – совместная экспрессия двух аллелей в гетерозиготном генотипе. Пример: наследование групп крови у человека.

АВ АВ АВ 0 АВ А А В В Часть родословной женщины с фенотипом АВ АВ АВ 0 АВ А А В В Часть родословной женщины с фенотипом крови Бомбей. Генетически она имеет группу крови В, но из-за отсутствия антигенов АВ ее кровь отнесена к группе 0.

II А В А I А 1 В В 1 С С D E II А В А I А 1 В В 1 С С D E С 1 D А В С 2 E С 3 III С F F Упрощенные схемы течения метаболических процессов

Фен (от греч. phaino – являю, обнаруживаю) – дискретные, альтернативные (взаимоисключающие), наследственно обусловленные и Фен (от греч. phaino – являю, обнаруживаю) – дискретные, альтернативные (взаимоисключающие), наследственно обусловленные и неразделимые путем скрещивания и расщепления варианты признака.

Примеры Ф: желтая и зеленая окраска семядолей гороха, высокий и низкий рост растений садового Примеры Ф: желтая и зеленая окраска семядолей гороха, высокий и низкий рост растений садового гороха, гладкая и морщинистая форма семядолей гороха, форма и расположение пятен на крыле у бабочки, или на надкрыльях жука, способность или неспособность ощущать вкус фенилтиокарбамида у человека, наличие изоформ ферментов, наличие или отсутствие активности у фермента и т. д.

Ф. позволяют выделять внутрипопуляционные структуры – семьи, демы, микропопуляции, находить границы между отдельными популяциями Ф. позволяют выделять внутрипопуляционные структуры – семьи, демы, микропопуляции, находить границы между отдельными популяциями (по редким и устойчивым изменениям частот проявления Ф. в ряду поколений).

Аллель – одна из двух или нескольких форм (разновидностей) гена, каждая из которых ответственна Аллель – одна из двух или нескольких форм (разновидностей) гена, каждая из которых ответственна за фенотипическое проявление одного из двух или более состояний (вариантов) признака. Например, карий цвет глаз определяет аллель «В» , а голубой цвет – «в» . Оба аллеля являются разновидностями одного гена, определяющего цвет глаз.

Аллели - (от греч. allelon – взаимно) – разновидности одного гена (или формы состояния Аллели - (от греч. allelon – взаимно) – разновидности одного гена (или формы состояния одного гена), определяющие варианты развития одного признака. Если в генофонде вида обнаружены всего лишь два аллельных варианта какого-либо гена, то в этом случае принято говорить о диаллельной системе, если же таких вариантов больше, то используется термин «множественный аллелизм» . Аллели являются результатом многократных мутаций одного гена.

В ранних формулировках менделевской теории считалось, что генетические факторы всегда представлены парами и определяют В ранних формулировках менделевской теории считалось, что генетические факторы всегда представлены парами и определяют альтернативные контрастные признаки (например, высокий – низкий рост гороха). Для многих генов известны только два аллеля. Однако чаще встречаются серии множественных (более двух) аллелей.

Классический пример: четыре аллеля (А, а 1, а 2, а 3 одного гена, определяют Классический пример: четыре аллеля (А, а 1, а 2, а 3 одного гена, определяют черную, шиншиловую, гималайскую и белую окраску шерсти кролика. Из множества аллелей одного гена в соматической диплоидной клетке может присутствовать только два аллеля (по одному в каждой гомологичной хромосоме). Разные аллели одного гена чаще всего символически обозначают одной и той же прописной либо строчной буквой латинского алфавита (например, А или а).

Эпистаз – взаимодействие двух генов из разных пар аллелей. Различают доминантный и рецессивный эпистаз. Эпистаз – взаимодействие двух генов из разных пар аллелей. Различают доминантный и рецессивный эпистаз. При доминантном эпистазе доминантный ген подавляет экспрессию другого доминантного гена таким образом, что кодируемый им признак либо утрачивается, либо изменяется

Эпистаз (от греч. epistasis – остановка, препятствие) – один из типов взаимодействия неаллельных генов Эпистаз (от греч. epistasis – остановка, препятствие) – один из типов взаимодействия неаллельных генов при котором происходит подавление действия одной аллельной пары генов доминантным (доминантный эпистаз) геном или рецессивными (рецессивный эпистаз) генами другой не аллельной им пары генов.

Символически эпистатирование обозначают знаком ( «больше» ). Подавляемый ген называют гипостатичным. Рецессивный эпистаз (эпистатируют Символически эпистатирование обозначают знаком ( «больше» ). Подавляемый ген называют гипостатичным. Рецессивный эпистаз (эпистатируют рецессивные аллели) выражается формулой: аа > ВВ, Вв, вв. Доминантный эпистаз (эпистатируют доминантные аллели) выражается формулой: А > ВВ, Вв, вв.

Характерным для эпистаза является то, что определенные группы, имеющие разный генотип, обладают одинаковым фенотипом. Характерным для эпистаза является то, что определенные группы, имеющие разный генотип, обладают одинаковым фенотипом. В связи с этим при эпистазе во втором поколении дигибридного скрещивания наблюдается изменение соотношения расщепления по фенотипу 9: 3: 3: 1 – 13: 3, 9: 3: 3: 1 – 12: 3: 1 при доминантном, или 9: 3: 3: 1 – 9: 3: 4 при рецессивном эпистазе.

Биохимической основой эпистаза может быть многоэтапность процесса биосинтеза продукта, участвующего в формировании анализируемого признака, Биохимической основой эпистаза может быть многоэтапность процесса биосинтеза продукта, участвующего в формировании анализируемого признака, причем этапы этого процесса должны контролироваться разными генами. При этом аллели гена контролирующего более ранние этапы этого процесса, будут эпистатировать над аллелями контролирующими более поздние этапы.

Экспрессивность гена – (лат. expressio – выражение), синоним выражение гена – степень и (или) Экспрессивность гена – (лат. expressio – выражение), синоним выражение гена – степень и (или) характер фенотипического проявления одного и того же аллеля определенного гена у разных особей. При отсутствии изменчивости признака, контролируемого данным аллелем, говорят о постоянной экспрессивности, при наличии изменчивости признака – об изменчивой (вариабильной) экспрессивности.

Аллели различных генов могут характеризоваться различной степенью экспрессии, например аллели системы групп крови АВО Аллели различных генов могут характеризоваться различной степенью экспрессии, например аллели системы групп крови АВО у человека имеют постоянную экспрессивность, а аллели, определяющие окраску глаз, - изменчивую экспрессивность. Варьирующая экспрессивность хорошо известна в мед. генетике. Классический пример – синдром Марфана, как правило, не одинаков у разных членов семьи.

На экспрессивность генов влияют гены – модификаторы или специфические условия среды. В случаях крайне На экспрессивность генов влияют гены – модификаторы или специфические условия среды. В случаях крайне изменчивой экспрессивности (вплоть до отсутствия проявления признака у некоторых особей) используют дополнительную характеристику проявления генов – пенетрантность.

Пенетрантность гена (англ. penetranse – проявление) – частота или вероятность проявления гена в доминантном Пенетрантность гена (англ. penetranse – проявление) – частота или вероятность проявления гена в доминантном или гомозиготно-рецессивном состоянии, выражаемые в процентах (т. е. способность гена проявлять себя тем или иным образом фенотипически). Пенетрантность гена определяют по относительному количеству особей популяции из числа несущих данный ген, у которых этот фенотипически проявился. Различают полную пенетрантность (доминантный аллель проявляется у всех (100%) особей и неполную (доминантный аллель не проявляется у части особей).

Тоже самое справедливо и для рецессивных генов и в гомозиготном состоянии. Неполная пенетрантность свойственна Тоже самое справедливо и для рецессивных генов и в гомозиготном состоянии. Неполная пенетрантность свойственна проявлению многих мутантных генов. Например, у человека пенетрантность врожденного вывиха бедра 25%. В результате экстремальных воздействий (недостаток кислорода, беременность и др. ) может наблюдаться пенетрантность аутосомно-рецессивных генов даже у гетерозигот.

Существенное влияние на проявление многих генов оказывает пол. Так, ген, вызывающий раннее облысение локализуется Существенное влияние на проявление многих генов оказывает пол. Так, ген, вызывающий раннее облысение локализуется в аутосоме и является доминантным с преимущественным проявлением у мужчин.

Ахондроплазия (а- отрицание, от греч. chondros - хрящ и plasis – образование) - наследственное Ахондроплазия (а- отрицание, от греч. chondros - хрящ и plasis – образование) - наследственное заболевание, связанное с недоразвитием хрящевой ткани при остеогенезе длинных трубчатых костей.

Определяется доминантным мутантным геном FGFR 3 (глицин замещен аргинином в позиции 380 рецептора фактора Определяется доминантным мутантным геном FGFR 3 (глицин замещен аргинином в позиции 380 рецептора фактора роста фибробластов 3 хромосомы 4) с полной пенетрантностью. Гомозиготы погибают в плодном периоде. Установлена зависимость этой болезни от возраста отца. Частота в популяции 1 на 100000 живорожденных.

Больные имеют укороченные конечности при нормально развитом туловище (средний рост мужчин 131 см. , Больные имеют укороченные конечности при нормально развитом туловище (средний рост мужчин 131 см. , женщин 124 см), седловидную переносицу, искривление ног, тугоухость и др. признаки. Часто страдают от воспаления среднего уха.

Гипохондроплазия характеризуется менее выраженными признаками, сохранением интеллекта. Ахондроплазия и гипохондроплазия являются формами хондроплазии. Репродуктивная Гипохондроплазия характеризуется менее выраженными признаками, сохранением интеллекта. Ахондроплазия и гипохондроплазия являются формами хондроплазии. Репродуктивная функция у таких людей значительно снижена. Поэтому в 80% случаев рождение детей с этой аномалией является результатом новых мутаций гена (мутации de novo)

Плейотропный ген (греч. pleios – больше, trop - обращение) ген, кодирующий многочисленные, явно не Плейотропный ген (греч. pleios – больше, trop - обращение) ген, кодирующий многочисленные, явно не связанные фенотипические проявления (например, плейотропный ген у кошек определяет глухоту, альбинизм и голубые глаза).

Известны случаи плейотропии у человека. Например, ген синдрома Барде-Бидля обусловливает полидактилию, ожирение, слабоумие и Известны случаи плейотропии у человека. Например, ген синдрома Барде-Бидля обусловливает полидактилию, ожирение, слабоумие и пигментную дегенерацию сетчатки.

Эффект положения гена (э. п. г. ) - изменение проявления активности гена при перемещении Эффект положения гена (э. п. г. ) - изменение проявления активности гена при перемещении его в другой участок хромосомы. Различают два типа э. п. г. – стабильный и нестабильный. Стабильный э. п. г. наблюдается при перемещении гена между эухроматиновыми участками хромосом. Нестабильный э. п. г. наблюдается при перемещении гена из эухроматина в гетерохроматин, или наоборот. Ранее активный ген при перемещении в гетерохроматиновый район может быть инактивирован.

С эволюционной точки зрения различают два вида биологической изменчивости: групповую изменчивость, под которой понимают С эволюционной точки зрения различают два вида биологической изменчивости: групповую изменчивость, под которой понимают различия между популяциями, этносами или расами, и индивидуальную т. е. различия между особями одной популяции.

Индивидуальная изменчивость гораздо шире групповой. Она включает все различия между конкретными индивидами по характеру, Индивидуальная изменчивость гораздо шире групповой. Она включает все различия между конкретными индивидами по характеру, темпераменту, цвету глаз, наличию определенной группы крови, особенностям внешнего облика, росту, телосложению и т. д.

Известно, что в геноме человека содержится примерно около 26 тыс. генов. Около трети всех Известно, что в геноме человека содержится примерно около 26 тыс. генов. Около трети всех генов имеют более чем один аллель, т. е. Являются полиморфными. В связи с этим при рекомбинации (вследствие перемешивания генных комплексов) возникает колоссальное множество уникальных генотипов.

Процессы, определяющие изменчивость, неоднородны. Одни из них могут проявляться только в виде вариации признаков, Процессы, определяющие изменчивость, неоднородны. Одни из них могут проявляться только в виде вариации признаков, т. е. только как изменение признака; другие затрагивают генетический аппарат. Соответственно этому выделяют фенотипическую (ненаследственную) и генетическую ( наследственную) изменчивость.

Ненаследственная изменчивость Если изменение признака является реакцией на действие определенного фактора и по выраженности Ненаследственная изменчивость Если изменение признака является реакцией на действие определенного фактора и по выраженности не выходит за пределы нормы реакции, то такие изменения называют модификационными.

Степень вариабельности признака под влиянием факторов окружающей среды характеризуется нормой реакции. Норма реакции обозначает, Степень вариабельности признака под влиянием факторов окружающей среды характеризуется нормой реакции. Норма реакции обозначает, в каких пределах может изменяться признак под воздействием внешней среды при одном и том же генотипе. Этот термин был предложен в 30 -е годы ХХ века И. И. Шмальгаузеном.

Норма реакции неодинакова для разных признаков и бывает широкой или узкой. Узкая норма реакции Норма реакции неодинакова для разных признаков и бывает широкой или узкой. Узкая норма реакции характерна для признаков, фенотипическое проявление которых практически не меняется под влиянием факторов внешней среды. Например, антигены групп крови.

Наиболее четко модификационная изменчивость проявляется как реакция организма на изменения факторов среды: например, географических Наиболее четко модификационная изменчивость проявляется как реакция организма на изменения факторов среды: например, географических условий проживания, интенсивности солнечной радиации, характера питания и т. д.

Широкая норма реакции – это большой диапазон, в пределах которого признак может модифицироваться при Широкая норма реакции – это большой диапазон, в пределах которого признак может модифицироваться при меняющихся факторах. Например, цвет кожи изменяется под действием ультрафиолетовых лучей, масса тела колеблется в зависимости от разной калорийности питания.

Модификационная изменчивость имеет адаптивное значение. В тех случаях, когда изменения появляются в результате действия Модификационная изменчивость имеет адаптивное значение. В тех случаях, когда изменения появляются в результате действия большого количества факторов, их называют случайными.

Одним из проявлений модификационной изменчивости является феномен фенокопирования. Термин «фенокопия» был предложен для обозначения Одним из проявлений модификационной изменчивости является феномен фенокопирования. Термин «фенокопия» был предложен для обозначения признаков, болезней или пороков развития, возникающих под воздействием определенных условий среды, но фенотипически похожих на такие же состояния, обусловленные генетическими факторами (мутациями).

В некоторых случаях внешняя среда так воздействует на фенотип человека, что проявляется действие гена, В некоторых случаях внешняя среда так воздействует на фенотип человека, что проявляется действие гена, которого на самом деле нет в генотипе. Такое состояние получило название фенокопия. Например, длительное воздействие солнечных лучей на светлокожего человека летом делает окраску его кожи похожей на таковую некоторых народов Африки.

Таким образом, фенокопия – это признак, развивающийся под действием средовых факторов, но лишь копирующий Таким образом, фенокопия – это признак, развивающийся под действием средовых факторов, но лишь копирующий наследственно обусловленный признак.

Фенокопия – ненаследуемая фенотипическая модификация, когда признак обусловлен не действием гена, а влиянием фактора Фенокопия – ненаследуемая фенотипическая модификация, когда признак обусловлен не действием гена, а влиянием фактора внешней среды. Фенокопии имитируют фенотип, обусловленный мутацией.

Лекция Наследственная (генотипическая) изменчивость Лекция Наследственная (генотипическая) изменчивость

Содержание лекции: 2) Формы изменчивости организмов и ее причины; 2) классификация мутаций; 3) мутагенные Содержание лекции: 2) Формы изменчивости организмов и ее причины; 2) классификация мутаций; 3) мутагенные факторы.

Изменчивость – свойство живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития (онтогенеза) новые морфофункциональные признаки Изменчивость – свойство живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития (онтогенеза) новые морфофункциональные признаки и особенности, отличающиеся от родительских.

Изменчивость – это свойство организмов, связанное с их способностью приобретать новые состояния генотипа и Изменчивость – это свойство организмов, связанное с их способностью приобретать новые состояния генотипа и фенотипа на том или ином этапе своей жизнедеятельности.

Это фундаментальное (неотъемлемое) свойство всего живого породило на Земле более 5 -ти млн различных Это фундаментальное (неотъемлемое) свойство всего живого породило на Земле более 5 -ти млн различных форм жизни, приспособленных к существованию в самых разнообразных средах от глубоких недр земной коры и дна океанов до поверхности высочайших вершин.

Это разнообразие жизни описывается такими понятиями как «вариативность» , «индивидуальные различия» , «полиморфизм (многоформность)» Это разнообразие жизни описывается такими понятиями как «вариативность» , «индивидуальные различия» , «полиморфизм (многоформность)» и др. Однако в генетике чаще всего употребляется понятие изменчивость,

которое выражает 1) количественное и качественное разнообразие признаков, наблюдаемое среди особей одного или разных которое выражает 1) количественное и качественное разнообразие признаков, наблюдаемое среди особей одного или разных видов; 2) способность организмов реагировать на воздействие факторов среды морфофизиологическими изменениями.

Процессы, определяющие изменчивость, неднородны. Одни из них могут проявляться только в виде вариации признаков, Процессы, определяющие изменчивость, неднородны. Одни из них могут проявляться только в виде вариации признаков, т. е. только как изменение признака; другие затрагивают генетический аппарат. Соответственно этому выделяют ненаследственную изменчивость.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ Модификационная ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ Случайная В генеративных клетках В соматических клетках Комбинативная Мутационная ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ Модификационная ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ Случайная В генеративных клетках В соматических клетках Комбинативная Мутационная

Общая фенотипическая изменчивость Ненаследственная Модификационная Онтогенетическая Наследственная (генотипическая) комбинативная мутационная Общая фенотипическая изменчивость Ненаследственная Модификационная Онтогенетическая Наследственная (генотипическая) комбинативная мутационная

В тех случаях, когда изменения появляются в результате действия большого количества факторов, их называют В тех случаях, когда изменения появляются в результате действия большого количества факторов, их называют случайными.

Комбинативная изменчивость возникает в генотипах потомков вследствие случайной перекомбинации аллелей. Сами гены при этом Комбинативная изменчивость возникает в генотипах потомков вследствие случайной перекомбинации аллелей. Сами гены при этом не изменяются, но генотипы родителей и детей различны. Комбинативная изменчивость является главным источником наблюдаемого генетического разнообразия.

Комбинативная изменчивость возникает в результате нескольких процессов: а) независимого расхождения хромосом в процессе мейоза; Комбинативная изменчивость возникает в результате нескольких процессов: а) независимого расхождения хромосом в процессе мейоза; б) рекомбинации генов при кроссинговере; в) случайной встречи гамет при оплодотворении.

Мутации (от лат. mutatio – изменение, перемена) – это внезапные, естественные или вызванные искусственно Мутации (от лат. mutatio – изменение, перемена) – это внезапные, естественные или вызванные искусственно наследуемые нарушения структуры, количества наследственного материала (нуклеотидов, генов, хромосом) или его функционирования, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

В зависимости от причин вызывающих мутации: 1. Спонтанные, возникающие без видимой причины, т. е. В зависимости от причин вызывающих мутации: 1. Спонтанные, возникающие без видимой причины, т. е. без какихлибо индуцирующих воздействий со стороны экспериментатора. 2. Индуцированные мутации.

Спонтанные мутации могут возникать, например, в результате действия химических соединений, образующихся в процессе метаболизма, Спонтанные мутации могут возникать, например, в результате действия химических соединений, образующихся в процессе метаболизма, воздействия естественного фона радиации или УФ-излучения; ошибок репликации и т. д.

Спонтанные мутации возникают при обычных физиологических состояниях организма без видимого дополнительного воздействия на организм Спонтанные мутации возникают при обычных физиологических состояниях организма без видимого дополнительного воздействия на организм внешних факторов.

Индуцированные мутации – это мутации, вызванные направленным воздействием факторов внешней или внутренней среды. Индуцированные мутации – это мутации, вызванные направленным воздействием факторов внешней или внутренней среды.

Мутации различаются по своим фенотипическим эффектам. Они бывают: вредные, полезные, нейтральные. Большинство мутаций являются Мутации различаются по своим фенотипическим эффектам. Они бывают: вредные, полезные, нейтральные. Большинство мутаций являются нейтральными. Полезность или вредность мутаций зависит от условий, в которых живет организм. Мутация вредная в данных условиях, может оказаться полезной для другого организма в других условиях.

По отношению к возможности наследования: 1. Генеративные, происходящие в половых клетках. 2. Соматические, происходящие По отношению к возможности наследования: 1. Генеративные, происходящие в половых клетках. 2. Соматические, происходящие в соматических клетках.

А. По характеру изменения генома: 1. Геномные мутации – изменение числа хромосом 2. Хромосомные А. По характеру изменения генома: 1. Геномные мутации – изменение числа хромосом 2. Хромосомные мутации, или хромосомные перестройки, - изменение структуры хромосом. 3. Генные мутации – изменения генов.

Точковые мутации THE CAT SAW THE DOG THE CAT SAW THE HOG THE BAT Точковые мутации THE CAT SAW THE DOG THE CAT SAW THE HOG THE BAT SAW THE DOG Кошка видит собаку; Кошка видит свинью; Летучая мышь видит собаку

Ахондроплазия (а- отрицание, от греч. chondros - хрящ и plasis – образование) - наследственное Ахондроплазия (а- отрицание, от греч. chondros - хрящ и plasis – образование) - наследственное заболевание, связанное с недоразвитием хрящевой ткани при остеогенезе длинных трубчатых костей.

Определяется доминантным мутантным геном FGFR 3 (глицин замещен аргинином в позиции 380 рецептора фактора Определяется доминантным мутантным геном FGFR 3 (глицин замещен аргинином в позиции 380 рецептора фактора роста фибробластов хромосомы 4) с полной пенетрантностью. Гомозиготы погибают в плодном периоде. Установлена зависимость этой болезни от возраста отца. Частота в популяции 1 на 100000 живорожденных.

Онкоген – видоизменённый ген, который способствует развитию рака Анти-онкоген - ген, предотвращающий нежелательное деление Онкоген – видоизменённый ген, который способствует развитию рака Анти-онкоген - ген, предотвращающий нежелательное деление клеток

Рак – это болезнь, которая возникает изза неконтролируемого роста и деления мутантных соматических клеток Рак – это болезнь, которая возникает изза неконтролируемого роста и деления мутантных соматических клеток

Онкогены существуют в трёх формах: «хорошей» , «плохой» и «безобразной» . «Хорошая» форма онкогена Онкогены существуют в трёх формах: «хорошей» , «плохой» и «безобразной» . «Хорошая» форма онкогена – это первоначальный здоровый невидоизменённый аллель дикого типа, который иногда называют протоонкогеном.

Протоонкоген – первоначальная здоровая форма гена, который может дать начало онкогену. Протоонкоген необходим для Протоонкоген – первоначальная здоровая форма гена, который может дать начало онкогену. Протоонкоген необходим для роста и деления клеток.

Мутантные варианты протоонкогена являются «плохими» онкогенами. Они способны трансформировать клетку, т. е. превратить её Мутантные варианты протоонкогена являются «плохими» онкогенами. Они способны трансформировать клетку, т. е. превратить её в раковую (злокачественную клетку).

Тератоген (teratos – чудовище) – агент (фактор), который может вызвать ужасные мутации или уродства Тератоген (teratos – чудовище) – агент (фактор), который может вызвать ужасные мутации или уродства

«Безобразными» онкогены становятся при попадании в ретровирусы. Ретровирусы при размножении в клетке способны «Безобразными» онкогены становятся при попадании в ретровирусы. Ретровирусы при размножении в клетке способны захватывать онкоген, в результате получается вирус, вызывающий рак (c-onc v-onc).

Канцероген – любое вещество или фактор, который вызывает рак Канцероген – любое вещество или фактор, который вызывает рак

Индуцированный мутационный процесс может быть контролируемым (например, в эксперименте с целью изучения действия механизма Индуцированный мутационный процесс может быть контролируемым (например, в эксперименте с целью изучения действия механизма и /или его последствий и неконтролируемым (например, в результате облучения при выбросе радиоактивных элементов в среду обитания).

В. По уклонению от нормы или так называемого дикого типа: 1. Прямые мутации. 2. В. По уклонению от нормы или так называемого дикого типа: 1. Прямые мутации. 2. Реверсии. Иногда говорят об обратных мутациях, однако очевидно, что они представляют собой только часть реверсий, поскольку в действительности широко распространены так называемые супрессорные мутации.

Существуют и более частные подходы к классификации мутаций: Д. По локализации в клетке: 1. Существуют и более частные подходы к классификации мутаций: Д. По локализации в клетке: 1. Ядерные. 2. Цитоплазматические. В этом случае обычно подразумевают мутации неядерных генов.

Частота мутаций не одинакова для разных генов, для разных организмов. Она возрастает иногда очень Частота мутаций не одинакова для разных генов, для разных организмов. Она возрастает иногда очень резко, в ответ на воздействие внешних факторов, таких как ионизирующая радиация, некоторые химические соединения, вирусы и при изменениях внутреннего состояния организма (старение, стресс т. п. )

Установлено, что средняя частота мутаций составляет 10 - 5 – 10 -6 на 1 Установлено, что средняя частота мутаций составляет 10 - 5 – 10 -6 на 1 гамету. Но вероятность формирования мутаций может варьировать от 10 -4 – 10 11 в зависимости от размера, структуры и функции определенного гена, особенностей генотипа, физиологического состояния организма. -

Средняя частота мутаций у бактерий оценивается как 10 -9 на ген, на клетку за Средняя частота мутаций у бактерий оценивается как 10 -9 на ген, на клетку за поколение. У человека она выше и составляет в среднем 10 -5 на ген на гамету за поколение. Иными словами только в одной из 100 000 гамет ген оказывается измененным. По современным оценкам геном человека содержит около 26 тыс. генов. Следовательно в каждом поколении около трети человеческих гамет несут новые мутации по какому-нибудь гену.

Синдром Марфана – наследственная доминантная болезнь соединительной ткани. Причиной синдрома Марфана являются мутации в Синдром Марфана – наследственная доминантная болезнь соединительной ткани. Причиной синдрома Марфана являются мутации в гене фибриллина (локализация в хромосоме 15 q 21). Выявлено несколько типов мутаций (в основном миссенс), ведущих к нарушению синтеза фибриллина.

Известны многочисленные варианты мутаций внутри одного патологического гена. Так, в гене муковисцидоза найдены делеции Известны многочисленные варианты мутаций внутри одного патологического гена. Так, в гене муковисцидоза найдены делеции разной длины, вставки и нуклеотидные замены, изменяющие смысл кодона либо обуславливающие появление сигнала остановки синтеза белка.

Описаны мутации на границах экзонов и интронов, приводящие к нарушению сплайсинга. Выявлены изменения в Описаны мутации на границах экзонов и интронов, приводящие к нарушению сплайсинга. Выявлены изменения в промоторе. Всего идентифицировано 64 различных мутаций. Причем в каждой конкретной болезни проявляется ее фенотипическое разнообразие. Описан 31 тип мутаций гена фенилкетонурии.

Причинами, вызывающими мутации, могут быть различные факторы. Их обозначают как мутагены (от лат. mutatio Причинами, вызывающими мутации, могут быть различные факторы. Их обозначают как мутагены (от лат. mutatio + genos – происхождение). По происхождению мутагены можно разделить на :

Экзогенные. Их большинство. К ним относятся многие факторы внешней среды; Эндогенные. Они образуются в Экзогенные. Их большинство. К ним относятся многие факторы внешней среды; Эндогенные. Они образуются в процессе жизнедеятельности организма. По природе возникновения различают: физические, химические и биологические мутагены.

Мутагены По происхождению Экзонные Эндогенные По природе возникновения Физические Химические Биологические Мутагены По происхождению Экзонные Эндогенные По природе возникновения Физические Химические Биологические

К физическим мутагенам относятся: а) ионизирующие изучения (например, α-, β-, γ- излучения, рентгеновское излучение, К физическим мутагенам относятся: а) ионизирующие изучения (например, α-, β-, γ- излучения, рентгеновское излучение, нейтроны); б) радиоактивные элементы (например, стронций, радон, изотопы калия, углерода и т. п. как источники ионизирующего излучения). в) ультрафиолетовое излучение; г) чрезмерно высокая или низкая температура

Химические мутагены – самая многочисленная группа. К ним относятся: а) сильные окислители или восстановители Химические мутагены – самая многочисленная группа. К ним относятся: а) сильные окислители или восстановители (например, нитраты, нитриты, активные формы кислорода); б) алкилирующие агенты (например, иодацетамид);

в) пестициды (например, гербициды, фунгициды); г) некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); д) в) пестициды (например, гербициды, фунгициды); г) некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); д) продукты переработки нефти; е) органические растворители; ж) лекарственные препараты (например, цитостатики, ртутьсодержащие средства, иммунодепрессанты) и другие химические соединения.

К биологическим мутагенам относят: а) некоторые вирусы (например, кори, краснухи, гриппа): б) продукты обмена К биологическим мутагенам относят: а) некоторые вирусы (например, кори, краснухи, гриппа): б) продукты обмена веществ (например, продукты липопероксидации); в) антигены некоторых микробов и паразитов.

Брюс Эймс (р. 1928), с 1967 года живет и работает в Беркли (Калифорния). Автор Брюс Эймс (р. 1928), с 1967 года живет и работает в Беркли (Калифорния). Автор нескольких фундаментальных открытии в биохимии окислительного стресса. Разработчик знаменитого теста Эймса (1973), который до сих пор считается самым надежным методом выявления потенциальных канцерогенов. Входит в двадцатку наиболее цитируемых ученых планеты.

Если изменения признака являются реакцией на действие определенного фактора и по выраженности не выходят Если изменения признака являются реакцией на действие определенного фактора и по выраженности не выходят за пределы нормы реакции, то такие изменения называют модификационными.

Полиморфным признаком называется менделевский (моногенный) признак, по которому в популяции присутствуют по крайней мере Полиморфным признаком называется менделевский (моногенный) признак, по которому в популяции присутствуют по крайней мере два фенотипа (и предположительно по крайней мере два генотипа),

причем ни один из них не является редким, т. е. не встречается с частотой причем ни один из них не является редким, т. е. не встречается с частотой менее 1 -2%. Первый полиморфный признак – система групп крови АВО – был открыт Ландштейнером в 1909 г.

Существует еще и внешняя средовая причина: эндэмический зоб или фенокопия врожденного гипотиреоза, при которой Существует еще и внешняя средовая причина: эндэмический зоб или фенокопия врожденного гипотиреоза, при которой из-за отсутствия или недостатка неорганического йода в воде и продуктах питания развивается картина болезни, сходная с болезнью, вызванной генетическими причинами.

Проблемы полиморфизма тесно связаны с такими понятиями как эффект положения гена, плейотропное действие гена, Проблемы полиморфизма тесно связаны с такими понятиями как эффект положения гена, плейотропное действие гена, пенетрантность и экспрессивность гена и признака.

Разнообразие генетических причин полиморфизма проявляется в полилокусности или генокопирования. Разнообразие генетических причин полиморфизма проявляется в полилокусности или генокопирования.

Разнообразие генетических причин проявляется: Во-первых, в виде различий в механизмах взаимодействия двух родительских аллельных Разнообразие генетических причин проявляется: Во-первых, в виде различий в механизмах взаимодействия двух родительских аллельных и неаллельных генов и множественном аллелизме.

Во-вторых, в большом количестве мутаций внутри одного гена, затрагивающих разные его точки. При этом Во-вторых, в большом количестве мутаций внутри одного гена, затрагивающих разные его точки. При этом будут фенотипически более выражены повреждения экзонов и менее выражены повреждения интронов данного гена.

Полиморфизм – это различия в проявлении одного и того же заболевания, наблюдаемые у разных Полиморфизм – это различия в проявлении одного и того же заболевания, наблюдаемые у разных лиц, имеющих это заболевание, т. е. это различия в клинической картине болезни.

Полиморфизм проявляется на разных уровнях: - популяционный уровень. В разных популяциях описаны разные варианты Полиморфизм проявляется на разных уровнях: - популяционный уровень. В разных популяциях описаны разные варианты сходных между собой генетических заболеваний (наследственный нефрит, ладонноподошвенный гиперкератоз и др. ).

-Уровень межсемейных различий. В разных семьях одно и то же заболевание протекает по- разному. -Уровень межсемейных различий. В разных семьях одно и то же заболевание протекает по- разному. -Уровень внутрисемейных различий. У разных членов одной семьи одно и то же заболевание протекает поразному (синдром Марфана).

Полиморфизм признаков характерен также для органного уровня (например, разные размеры органов), тканевого уровня (различная Полиморфизм признаков характерен также для органного уровня (например, разные размеры органов), тканевого уровня (различная активность ферментов в различных тканях), клеточного уровня (различная клеточная морфология), т. е. полиморфизм проявляется на различных уровнях дискретности организма.

Причины полиморфизма обусловлены бесконечным генетическим разнообразием человека как биологического вида, т. е. его генетической Причины полиморфизма обусловлены бесконечным генетическим разнообразием человека как биологического вида, т. е. его генетической уникальностью

В основе полиморфизма лежит генетическая гетерогенность, т. е. разнообразие (множество) генетических причин, обусловленное взаимодействием В основе полиморфизма лежит генетическая гетерогенность, т. е. разнообразие (множество) генетических причин, обусловленное взаимодействием как между отдельными генами, так и между отдельным геном и генотипом организма в целом.

Так, только при 10 генах, содержащих по 4 аллеля каждый, теоретическое число уникальных диплоидных Так, только при 10 генах, содержащих по 4 аллеля каждый, теоретическое число уникальных диплоидных генотипов составляет 10 миллиардов! Неповторимость генетической конституции во многом определяет уникальность и неповторимость каждого человека.

Суть этого проявления заключается в том, что к одной и той же (либо сходной) Суть этого проявления заключается в том, что к одной и той же (либо сходной) клинической картине приводят разные генетические причины (разные гены, расположенные в разных локусах на разных хромосомах), т. е. картина одного и того же заболевания как бы «копируется» при действии различных генов (известны дефекты пяти различных генов, приводящие к врожденному гипотиреозу).

Это понятие тесно связано с гетерогенностью генотипов, которая базируется на множестве генетических и негенетических Это понятие тесно связано с гетерогенностью генотипов, которая базируется на множестве генетических и негенетических причин, приводящих к нормальному полиморфизму признаков (от нижней до верхней границы нормы) и клиническому полиморфизму признаков у отдельного индивида.

Ген, определяющий у человека Рост у человека находится под рыжую окраску волос, контролем Ген, определяющий у человека Рост у человека находится под рыжую окраску волос, контролем примерно 16 генов. обусловливает также более светлый цвет кожи и появление веснушек.

Пищевые добавки: Консерванты. Ракообразующие: Е 210, 211 -217, 219. Вредные для кожи: Е 230 Пищевые добавки: Консерванты. Ракообразующие: Е 210, 211 -217, 219. Вредные для кожи: Е 230 -232, 238. Вызывают расстройство кишечника: Е 221, 226. Влияют на кровяное давление: Е 250, 251. Опасные: Е 201, 222 – 224, 233, 270 (для детей).

Красители. Мутагены: Е 131 -142, 153. Запрещенные: Е 103, 105, 111, 121, 125, 126, Красители. Мутагены: Е 131 -142, 153. Запрещенные: Е 103, 105, 111, 121, 125, 126, 130, 152. Опасные: Е 102, 110, 123, 124, 127, 155.

Канцерогéнные вещества (лат. cancer – рак) – химические вещества, воздействие которых на организм при Канцерогéнные вещества (лат. cancer – рак) – химические вещества, воздействие которых на организм при определенных условиях вызывает рак и другие опухоли. Наиболее известным канцерогеном является бенз(а)пирен – вещество из группы полициклических ароматических углеводородов.

Бенз(а)пирен поступает в атмосферу с промышленными газообразными выбросами и выхлопными газами транспорта; содержится также Бенз(а)пирен поступает в атмосферу с промышленными газообразными выбросами и выхлопными газами транспорта; содержится также в сигаретном дыме, обжаренных на открытом огне продуктах. В чипсах в недопустимо высокой концентрации содержится еще один канцероген – акриламид.

Мутации, связанные с изменением последовательности нуклеотидов в ДНК, происходят спонтанно, постоянно и в случайных Мутации, связанные с изменением последовательности нуклеотидов в ДНК, происходят спонтанно, постоянно и в случайных местах генома при репликации ДНК, рекомбинации и перемещении мобильных генов. Частота (скорость) возникновения мутаций в гене – 1 х10 -6 – 1 х10 -7, т. е. одна мутация в определенном гене может встретиться в популяции с численностью особей от одного до 10 млн. особей.