Наследственная изменчивость: Комбинативная – возникновение новых сочетаний неизменных

Наследственная изменчивость: Комбинативная – возникновение новых сочетаний неизменных генов за счет их перегруппировки в мейозе и случайности встречи гамет при оплодотворении. Мутационная – молекулярные, структурные или количественные изменения генетической информации под действием внешних факторов

Классификация мутаций. Ⅰ По месту возникновения: – соматические – генеративные Ⅱ По характеру влияния на организм: – повышающие жизнеспособность – нейтральные – полулетальные – летальные

Ⅲ В зависимости от причин возникновения: –спонтанные –индуцированные

Мутагены: 1) Физические (температура, все виды ионизирующего излучения и др. ) 2) Химические (колхицин, формалин, фенол, иприт, пестициды, гербициды, инсектициды, алкоголь, никотин, некоторые лекарственные препараты – талидомид) 3) Биологические (вирусы клещевого энцефалита, гриппа, краснухи, ветряной оспы)

Ⅳ По характеру нарушений генотипа: –геномные – изменение числа хромосом –хромосомные – нарушение структуры хромосом –генные (точковые) – изменение структуры ДНК

I. Геномные мутации - это изменение числа хромосом. 1. Гаплоидия 2. Анеуплоидия (гетероплоидия) 3. Полиплоидия

Геномные мутации Кратное “n” Некратное “n” изменение числа хромосом Гаплоидия Полиплоидия изменение числа хромосом по аутосомам моносомия полисомия по половым хромосомам моносомия полисомия

1. Гаплоидия – это уменьшение числа хромосомных наборов соматических клеток по сравнению с диплоидным

Полиплоидия – увеличение хромосомных наборов соматических клеток по сравнению с диплоидными – 3 n, 4 n, 5 n и т. д. Часто встречаются у растений. У человека такие события приводят к спонтанному аборту в первые 3 месяца беременности.

2. Анеуплоидия (гетероплоидия) – изменение количества отделенных хромосом: - отсутствие (моносомия) - наличие дополнительных хромосом (трисомия, тетрасомия, полисомия)

Анеуплоидия по аутосомам: при мейозе к одному полюсу отходят обе хромосомы одной гомологичной пары, к другому – ни одной. 13 14 О 23+24=47 23 Моносомики (как правило погибают) О + 22=45 Трисомики (полулетальны, летальны)

У человека аномалии: 1 -12 пары хромосом – летальны 13 – 18 пары хромосомы – полулетальны 19 – 22 пары хромосом неполноценны

Трисомия по 21 паре хромосом – болезнь Дауна – 47, хх, 21+ 47, ху, 21+ Трисомия по 13 паре хромосом – синдром Патау – 47, хх, 13+ 47, ху, 13+ Трисомия по 18 паре хромосом – синдром Эдвардса – 47, хх, 18+ 47, ху, 18+

Трисомия по 21 паре хромосом – болезнь Дауна – 47, хх, 21+ 47, ху, 21+

Трисомия по 13 паре хромосом – синдром Патау – 47, хх, 13+ 47, ху, 13+

Трисомия по 18 паре хромосом – синдром Эдвардса – 47, хх, 18+ 47, ху, 18+

Анеуплоидия по половым хромосомам – нерасхождение половых хромосом ♀ 44 А + хх ♂ 44 А + ху х гаметы 22 А + хх 22 А + о 22 А + у 44 А + ххх – трипло-х 44 А + хо – синдром Шерешевского. Тернера 44 А + хху – синдром Клайнфельтера

Моносомия по Х-хромосоме – синдром Шерешевского – Тернера - ♀ 45, хо Трисомия по Х-хромосоме – трипло-Х - ♀ 47, ххх Полисомия по Х-хромосоме у ♀ тетрасомия – 48, хххх

Моносомия по Х-хромосоме – синдром Шерешевского – Тернера - ♀ 45, хо

Трисомия по Х-хромосоме – трипло-Х - ♀ 47, ххх

Полисомия по Ххромосоме у ♀ тетрасомия – 48, хххх пентасомия – 49, ххххх

Полисомия по Х-хромосоме и У-хромосоме у ♂ - синдром Клайнфельтера – 47, хху 48, ххху 49, хххху 48, ххуу 49, хууу 47 хуу

II Хромосомные мутации (аберрации) – это видимые изменения структуры хромосом. Они могут быть: 1) внутрихромосомными 2) межхромосомными

Внутрихромосомные: - дефишенси - делеции - дупликации - инверсии Дефишенси – утеря концевого участка хромосом

Происходит обычно в мейозе при разделении хромосом на хроматиды и их расхождении А В С Д Е

Делеция – потеря участка внутри хромосомы, когда в хромосоме наблюдается два разрыва. Разорванные концы соединяются, но хромосома оказывается укороченной

Это приводит к нарушению генетической структуры хромосом, последовательности расположения генов, их взаимосвязи А В С Д Е F А В F

Р – верхнее (короткое) плечо хромосомы, q – нижнее (длинное) плечо 46, ххр синдром Шерешевского. Тернера 46, хх, 21 q – хроническая миелоидная лейкемия (белокровие) 46, ху, 5 р – синдром «кошачьего крика» 46, ху, 18 q – синдром Лежена 46, ху, 18 р – синдром де Груши –

Дупликация – удвоение одного и того же участка хромосомы, содержащего одни и те же гены. Удвоение участка хромосомы происходит за счет второй гомологичной хромосомы

Дупликация наблюдается часто одновременно с делецией А В С Д Е

46, хх, 4 р+ тяжелая умственная недостаточность; 46, ху, 4 q+ аномалия развития лица умирают в детском возрасте 46, хх, 9 р+ пороки мозговой и лицевой части черепа, и других костей 46, хх, 10 р+ доживают до 14 лет 46, ху, 11 q+ 46. ху, 12 р+ 46, ху, 18 q +

Инверсия – изменение порядка расположения генов в хромосоме, вызванные переворотом 0 большого или на 180 маленького участка внутри хромосомы

Возникают в момент расхождения хромосом после конъюгации в мейозе А В С Д Е F А В F Е Д С

46, ху, inv 1 –умственная отсталость задержка развития 46, хх, inv 21 – некоторые признаки болезни Дауна 46, хх, inv 6 – микроцефалия, умственная отсталость

Межхромосомные мутации: Транслокация – обмен участками между негомологичными хромосомами. Происходит резкое нарушение групп сцепления генов

Часто наблюдается транслокация между акроцентрическими хромосомами (13 -15 и 21 -22) А В С Д Е N P К L N P K L А В С Д Е А В С K L N P Д Е

21 ♀ 14 14 21 21 сперматозоид яйцеклетка норма выкидыш как мать болезнь Дауна

III Генные (точковые) мутации – это любые изменения в последовательности нуклеотидов внутри определенного участка ДНК. Они возникают, главным образом, в период редупликации ДНК

Точковые мутации: 1)Замена одной пары азотистых оснований на другую в молекуле ДНК АТ, ГЦ, АТ 2) Выпадение одной пары азотистых оснований АТ, АТ , ГЦ, АТ АТ, ГЦ, АТ

3) Вставка лишней пары азотистых оснований АТ, ГЦ, АТ 4) Перестановка положения азотистых оснований АТ, ГЦ, АТ АТ, АТ, ГЦ

Точковые мутации могут поразить в равной степени: Структурные гены 1) Изменение структуры специфического белка Контролирующие (функциональные) гены 1) Изменение степени функционирования 1 и более генов; 2) Изменение количества 1 и более белков без изменения структуры

Генные мутации могут буть: 1)Видимые – изменяют видимые морфологические или физиологические свойства организмов; 2)Невидимые – биохимические, изменяющие течение

3) Прямые – наследственные изменения нормальных признаков, свойственных данному виду, в аллельные признаки: красный белый цвет глаз длинные крыл. короткие крыл. серое тело черное тело у дрозофилы 4) Обратные – новая мутация, в результате которой ген возвращается к исходному типу: а А

У человека частота точковых мутаций 1 гена 10 -3 -10 -5 Выпадение 1 -2 нуклеотидов в цепи ДНК или вставка новых нуклеотидов относятся к летальным мутациям. Генные мутации у человека – это замена 1 -2 нуклеотидов в цепи ДНК на другие, т. е. они затрагивают только 1 ген

При этом 1) либо полностью нарушается работа гена и, следовательно, организм теряет одну из функций 2) либо происходит нарушение нормальной работы гена и изменяется соответствующая функция

Результатом генных мутаций у человека являются: - серповидно -клеточная анемия - фенилкетонурия - галактоземия - белая прядь волос болезни обмена в-в и др.