Tipuri de mutații și caracteristicile lor
Termenul „mutație“ se referă la modificări persistente ale ADN-ului. Aceste mutații care apar în celulele germinale, sunt transmise urmașilor și poate deveni o cauza de boli ereditare. Mutațiile în celulele somatice nu sunt transmise urmașilor, dar joacă un rol important în dezvoltarea cancerului și a unor defecte congenitale.
Mutațiile pot duce la ștergerea parțială sau completă a unei gene sau, mai frecvent, lovind-o singură bază nucleotidică. De exemplu, o bază poate fi înlocuită cu o alta, ceea ce conduce la o mutație punctuală. Mai puțin frecvente sunt inserții și deleții de una sau două perechi de baze ale ADN-ului care duce la o schimbare a cadrului de citire al lanțului nucleotidice. Aceste modificări se numesc mutații frameshift.
Câteva principii de bază legate de efectele mutațiilor genetice.
- mutații punctiforme în secvențele de codificare. Acest punct de mutație poate schimba codul în triplet de baze și conduc la substituția unui aminoacid cu altul în produsul proteic al genei. Datorită faptului că aceste mutații schimba valoarea secvenței de codificare de proteine, de multe ori numite mutatii missense. Dacă aminoacidul substituit nu produce perturbări semnificative functiei de proteine, o astfel de mutatie numita mutatie missense conservatoare.
Când ne-conservatoare missense mutație, pe de altă parte, substituția aminoacizilor normali fundamental diferite. Exemplul ideal de acest tip de mutatie este o mutatie in anemia celulelor secera, ceea ce duce la o schimbare în lanț b-globinei hemoglobinei. În acest caz, nucleotida triplet CTC (sau GAG ARNm) care codifică acidul glutamic este înlocuit cu CAC (sau GUG ARNm), care codifică valina.
O astfel de substituție a unui aminoacid modifică proprietățile fizice și chimice ale hemoglobinei, ceea ce duce la apariția anemiei falciforme. În plus față de substituția unui aminoacid cu un alt punct de mutații poate converti codonul care codifică un aminoacid la terminal, sau un codon stop (mutație nonsens). În exemplul de b-globinei mutație punctuală glutamină codon (CAG), unde C este înlocuită pe U, conduce la formarea unui codon stop (UAG). Această schimbare are ca rezultat o traducere oprire gena b-globinei prematură și distrugerea rapidă a lanțului peptidic rezultant scurt.
Format ca urmare a lipsei de lanțuri b-globinei poate determina apariția anemiei severe - b-talasemie;
conduce la o schimbare în cadrul de citire al locusului responsabil pentru alela 0
- mutații în secvențe necodificatoare. Mutațiile nu afectează exonii poate duce, de asemenea, la consecințe negative. Transcripția ADN este inițiată și reglementată de secvențele promotor și amplificator (amplificare). Infrangere aceste site-uri de reglementare prin mutații punctiforme pot preveni atașarea de factori de transcripție și astfel duce la o reducere considerabilă sau o oprire completă a transcrierii.
Deci, este cazul cu anumite forme de anemie ereditară. In plus, mutațiile punctiforme în introni pot duce la încălcări ale îmbinării secvențelor suprapuse. Aceasta, la rândul său, interferează cu procesarea normală a transcrierilor ARNm-primar și pentru a preveni formarea de ARNm matur. De aceea, procesul de traducere este perturbat si produsul genei este sintetizat;
- ștergere și inserare. deleții și inserții mici, care afectează secvențele de codificare duce la schimbare în cadrul de citire al catenei ADN-ului, prin care acestea sunt numite mutatii frameshift. Dacă numărul de perechi de baze implicate în mutația, este egală sau un multiplu de trei, o schimbare de cadru se produce, în schimb, este o sinteză a unei proteine anormale (cu un plus sau lipsesc unul sau mai mulți aminoacizi);
Aceste proprietăți afectează natura moștenire și fenotipice manifestări ale bolilor cauzate de aceste mutații; mai târziu în acest capitol, acestea vor fi descrise mai detaliat.
Astfel, mutațiile pot perturba sinteza proteinelor la diferite niveluri. Gene deleție și mutații punctiforme în regiunile promotor poate inhiba transcriere. procesarea ARNm incorectă poate apărea datorită mutațiilor care afectează intronilor sau conexiunile splicing sau ambele aceste domenii. În formarea unui codon stop în exonul se produce opri transmisiunea. Unele mutații punctiforme poate duce la formarea de proteine anormale, fără a încălca oricare dintre etapele de sinteza.
In concluzie, trebuie remarcat faptul că, în cazuri rare, o mutație poate produce un efect benefic. De exemplu, HIV utilizează receptorul chemokinei CCR5 pentru penetrare în celulă, astfel încât eliminarea CCR5 protejează împotriva infecției cu HIV.
Aceasta mutatie duce la dezvoltarea bolii Tay-Sachs evrei Ashkenazi.
În continuare, vor fi luate în considerare cele trei grupe majore de boli genetice.
(1), bolile cauzate de mutații cu manifestări severe;
(2) boală multifactorială;
(3) Tulburări cromozomala.
Noi nu va lua în considerare genetica umana normala. Cu toate acestea, este necesar să se clarifice sensul termenilor utilizați în mod obișnuit, cum ar fi „ereditar» (ereditar), «familie» (familială) și „congenitală» (congenital). tulburări ereditare, prin definiție, sunt derivate dintr-un părinte sunt transferate prin gârneții din generație în generație și, prin urmare, sunt familiale. Termenul se referă la o înnăscută „este prezentă la naștere.“
Trebuie remarcat faptul că unele boli congenitale nu sunt determinate genetic (de exemplu, sifilis congenital). Pe de altă parte, nu toate bolile genetice sunt congenitale: simptomele bolii Huntington apar numai în a treia sau a patra decadă de viață.
Deoarece ștergerea este un multiplu de trei, are loc o schimbare de cadru. ADN - acidul dezoxiribonucleic.