Мутации и их классификация

Мутации – дискретные, стабильнаые изменения наследственного материала, приводящие к изменению фенотипа.

Классификация: 1) по происхождению: спонтанные и индуцированные; 2) по проявлению в гетерозиготном состоянии: доминантные и рецессивные; 3) по направлению прямые (состояние дикого типа в качественно иное), обратные (реверсии, возвращают мутантное состояние к дикому типу); 4) по уровню организации изменяемого генетического материала: геномные, хромосомные, генные; 5) по силе проявления аллелей: гиперморфные (проиводят к усилению действия гена за счёт увеличения количества синтезируемого продукта); гипоморфные (ослабляют действие гена за счёт уменьшения количества биохимического продукта, кодируемого аллелем дикого типа); неоморфные (кодируют синтерз продукта, отличающегося от синтезируемого под контролем аллеля дикого типа, и не взаимодейтсуют с ним); аморфные (инактивируют действие гена); антиморфные (действуют противоположно аллелям дикого типа); 6) по влиянию на жизнеспособность или плодовитолсь особей: летальные, полулетальные, условно летальные, стерильные, нейтральные, повышающие жизнеспособность и пложовитость; 7) по характеру регистрируемого проявления: морфологические, физиологические, поведенческие, биохимиеские;(8) по лоаклизации изменяемого генетического материала: цитоплазматические (мтх, пластиды), ядерные; 9) по месту возникновения и характеру наследования: генеративные, соматические.

 

 

24. Генные мутации – изменения числа и/или послежовательнойсти нуклеотидов в структуре ДНК в пределах отдельных генов.

1)Замена оснований: миссенс-мут (изм смысл – одна АМК замещ на другую, фенотипич проявл зависит от функц значимости домана), нейтр (неизм смысл), нонсенс-м (бессмысл, терминирующие – кодон, определяющий какую-либо АМК, проевращается в стоп-кодон – предевременаая терминация рансляции и обрыв полипептидной цепи. Облаают наибольшим повреждающим действием).

2)Вставки, перемещения, выпадения отдельных оновний – сдвиг рамки считывания. Меняются все триплеты ниже сайта дупликации или делеции по ходу считывания, повышается вероятность образования стоп-кодонов и терминации трансляции.

Мутации: 1) в регуляторнах областях генов: в промоторной части снижают уроень синтеза белкового продукта, в сайте полиаденилирования снижают уровень транскрипцииж 2) в кодирующих областях генов – в экзонах могут привести к преждевременному окончанию белкового синтеза, в интронах – генерация новых сайтов сплайсинга, которые, конкурируя с нормальными, в итоге заменяют их, в сайтах сплайсинга нарушают синтез первичного РНК-транскрипта и приводят к трансляции бессмысленных белков.

ТпиАпуЦпиГпу: Транзиция – замена пурина на пурин или пиримидина на другой пиримидин (происходят при репликации ДНК вследствие таутомеризации, трансверсия – замена пурина на пиримидин.

Летальные мутации

Учет летальных мутаций и мутаций с видимым фенотипическим проявлением легче удается для Х-хромосом дрозофилы бла­годаря специфике ее наследования. Однако существуют методы учета летальных мутаций в аутосомах. Например, для учета ре­цессивных летальных мутаций в хромосоме 2 используют так на­зываемый метод сбалансированных леталеи. Для этого применяют линию, гетерозиготную по хромосоме 2. В одном гомологе нахо­дятся доминантные гены Cyrly (Су — загнутые крылья) и Lobe (L — уменьшенные глаза лопастной формы), в другом гомоло­ге— Plum (Рпг — сливово-коричневый цвет глаз). Кроме того, хромосома Су L содержит инверсии, препятствующие кроссинговеру. Все три доминантные мутации обладают рецессивным леталь­ным действием. Благодаря этому при разведении такой линии выживают только гетерозиготы по указанным генам. Это и есть система сбалансированных леталеи.

Для изучения рецессивных летальных мутаций, а также ре­цессивных мутаций с видимым проявлением исследуемых мух скрещивают с мухами CyL/Pm. В fi получают мух, гетерозигот­ных по той или другой хромосоме исследуемой линии, и инди­видуально вновь скрещивают сегрегантов CyL с мухами CyL/Pm. В F2 (в индивидуальных культурах) скрещивают между собой самцов и самок с признаками CyL и анализируют F3. В отсутствие рецессивной летальной мутации расщепление в F3 бу­дет 2CyL: 1 Су L, а если в половых клетках мух исходной линии возникали летальные мутации, то в соответствую­щих индивидуальных культурах в F3 не будет нормальных мух 2CyL:Q Cy+L+. Аналогично учитывают в F3 и рецессивные мутации с видимым проявлением в хромосоме.

 

 

26. хромосомное мутации ( хромосомные перестройки), их значение в регуляции экспрессии генов и использование в генетическом анализе.

 

Хромосомные перестройки (аберрации, мутации)-перемещения генетического материала, приводящие к изменению структуры хромосом в пределах кариотипа.

Внутрихромосомные - дефишенси(концевые нехватки), делеции(выпадения частей хромосом), дупликации(умножения частей хром.), инверсии(изменения чередования генов вследствии поворота участка хромосомы на 1800). Межхромосомные - транслока-ции(перемещение части хромосомы на другую негомологичную ей). Транспозиции и инсерции - изм локализ небольш участков генет материала, включ 1 или несколько генов. Транспозиции могут между негомологичными хромосомами или в 1хр.

Делеции и дефишенси. вследствии нехваток хромосомы укорачиваются и отсутствие участка одного из гомологов приводит к гемизиготному состоянию генов, находящихся в нормальном гомологе. Если теряются доминантные аллели одного из гомологов гете-розиготы, то наблюдается фенотипическое проявление рецессивных аллелей хромосо-мы, незатронутой аберрацией. Поскольку вследствии делеции теряются участки хромо-сом, у гетерозигот по этим перестройкам наблюдаются характерные нарушения конъю-гации гомологов. Более длинная нормальная хромосома образует петлю на участке, соотв делеции. Границы делеций уточняют по нарушению конъюгации и изменению рисунка хромосом. Делеции летальны в гомозиготе. Оч.короткие делеции могут не нарушать жизнеспособности в гомозиготе. Дефишенси устанавливают по тем же критериям. При конъюгации не петля, а 1 короче другой. Примет дефишенси у чел - синдром кошачьего крика, гетерозиготность по дефишенси в 5-й хромосоме, умственная отсталость, рано умирают.

Дупликации - двукратное повторение одного и того же участка хромосомы. Мультипли-кации(амплификации) многократ повтор. Повторы могут происходить в пределах 1 хр. или переноситься на др. Повторы в 1хр. могут распол тандемно(ABCBCDE) или инвер-тировано(ABCCBDE). Причина - неравный кроссинговер. Гетерозиготы по дупликации выявляются - петля при конъюгации. дупликации и др. повторы не оказывают такого отрицательного воздействия на жизнеспособность, как делеции и дефишенси. Роль в эволюции генома - доп участки генет материала, ф-ция кот м.б. изменена в результате мутаций и последущего естественного отбора.

Инверсии - изменение чередования генов,

-перичентрические(захватыв центромеру и включающие ее в инвертированный участок)

-парацентрические(не включ центромеру в инвертиров участок)

Летально если разрыв в жизненноважным генам.

Подавляется кроссинговер если инверсия в гетерозиготе.

У гетерозигот по инверсиям - петли.Если в такой петле произойдет кроссинговер, то в случае парацентрической инверсии возникает 1хроматида с 2 центромерами, которые порвут ее при расхождение в анафазе, образующийся бесцентромерный фрагмент будет потерян. Из 4 гамет полноценными будут только 2. При перицентрической инверсии 2 хроматиды несут делеции по некоторым генам, нет препятствий нормальному расхождению.

Могут способствовать эволюционной дивергенции новых форм, образующихся в преде-лах вида.

Транслокации - реципрокный обмен участками негомологичных хромосом. Изменяется характер сцепления генов. В гетерозиготе по транслокации гены принадлежащие к разным негомологичным хромосомам наследуются как принадлежащие к 1 группе сцепления. Это объясняется тем, что полностью функциональными оказываются только те споры и гаметы, которые несут родительское сочетание хромосом. Характер конъюгации транслоцированных хромосом меняется, образуется фигура креста. Плотная конъюгация оказывается затрудненной вблизи точек разрывов, что приводит к подавлению кроссинговера в этих участках. У гетерозиготы по транслокации в профазе мейоза образуются квадриваленты, а не биваленты, как обычно, поскольку гомологичные