Различают внутрихромосомные, межхромосомные и изохромосомные аберрации

Внутрихромосомные аберрации — аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся делеции, инверсии и дупликации.

Межхромосомные аберрации — обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. Они получили название транслокаций. Различают три варианта транслокаций: реципрокные (обмен фрагментами двух хромосом), нереципрокные (перенос фрагмента одной хромосомы на другую), робертсоновские(соединение двух акроцентрических хромосом).

Изохромосомные аберрации — образование одинаковых, но зеркальных фрагментов двух разных хромосом, содержащих одни и те же наборы генов. Это происходит в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры (отсюда другое название — центрическое соединение).

Механизмы - Специфические: связаны с изменением содержания структурных генов, кодирующих определённые специфические белки. Выяснение таких эффектов зависит от определения локализации отдельных генов в конкретных хромосомах и их участках, а также необходимо уметь с точностью определять активность соответствующих белков или иных ферментов организма.

Полуспецифические: эффекты, обусловленные изменением содержания таких генов, которые содержатся в многочисленных копиях и контролируют ключевые этапы метаболизма клетки, важные для её деления, миграции и других форм поведения. К этим генам относятся гены рибосомных и транспортных РНК, гистоновых и рибосомных белков, сократительных белков: актина, тубулина и других.

Каковы фенотипические эффекты их дисбаланса сказать пока трудно. Они являются важнейшими в изучении этого вопроса на человеке.

Неспецифические: связаны с изменённым содержанием гетерохроматина в клетке.

Трисомия – это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме (Синдром (болезнь) Дауна (СД) – синдром трисомии 21).

Помимо полных трисомий и моносомий известны синдромы, связанные с частичными трисомиями и моносомиями практически по любой.

Моносомия – это наличие всего одной из пары гомологичных хромосом. В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии.

Синдром кошачьего крика – частичная моносомия по короткому плечу хромосомы 5 р-).

Существует несколько классификаций генных мутаций.
Спонтанной (самопроизвольной) называют мутацию, которая происходит вне прямой связи с каким — либо физическим или химическим фактором внешней среды.
Если мутации вызываются намеренно, воздействием на организм факторами известной природы, они называются индуцированными. Агент, индуцирующий мутации, называют мутагеном.
Физические мутагены – различные виды излучений, температура, влажность и другие.

Химические -алкоголь, никотин, формалин.

Биологических – вирусы, бактерии.
Они вызывают:
— нарушения структуры генов и хромосом
— образование свободных радикалов, взаимодействующих с ДНК;
— разрывы нитей веретена деления;
— образования димеров соседних пиримидиновых оснований одной цепи ДНК (Т–Т, Т–Ц) и другие.

 

Антимутагенез. Антимутагены. Антимутационные барьеры у эукариот. Репарация генетического материала (фотореактивация и темновая репарация). Болезни, обусловленные нарушением репарации (пигментная ксеродерма и др.)

Антимутагенез - это механизм, снижающий неблагоприятный эффект мутаций. В результате мутаций изменяется смысл биологической информации, что негативно отражается на выживаемости организмов, поэтому важная роль принадлежит антимутационным механизмам, которые ограничивают неблагоприятные последствия мутаций, возникающие в процессе эволюции.

Антимутагены - вещества, понижающие частоту мутаций, препятствующие мутагенному действий химических или физических агентов.

К факторам защиты наследственного аппарата от мутаций относятся:

1. Репарация ДНК,

2. Вырожденность генетического кода,

3. Парность хромосом в диплоидном кариотипе

4. Иммунная система.

1. Репарация - это способность живых организмов восстанавливать повреждённую структуру ДНК (лат. reparatio - обновление). Известно два вида репарации:

а) световая(фотореактивация) - происходит активация фермента фотонами света, в состав фермента входит витамин В₁₂

б) темновая - участвуют ферменты, не требующие активации светом.

При световой репарации исправляются повреждения, которые возникают при действии ультрафиолетового излучения, а при темновой репарации - повреждения, которые возникают под действием ионизирующего облучения, химических факторов и других. Темновая репарация наблюдается как у прокариот, так и эукариот.

Этапы темновой репарации:

1) «узнавание» повреждённого участка ДНК специальным ферментом эндонуклеазой;

2) действие эндонуклеазы на разрыв одной цепочки молекулы ДНК вблизи повреждения;

3) «вырезание» поврежденного участка ДНК;

4) матричный синтез нового участка молекулы ДНК (репаративная репликация);

5) соединение новообразованного участка с ниткой ДНК.