Робертсоновские транслокации

В этом случае разрывы в двух акроцентрических хромосомах локализуются в области центромер, или в непосредственной близости от них. Длинные плечи хромосом сливаются, а короткие теряются. Так как короткие плечи акроцентрических хромосом содержат гены рРНК, то их потеря никак не проявляется, так как множественные копии этих генов содержатся также в других акроцентрических хромосомах. Поэтому робертсоновская транслокация функционально является сбалансированной.

Генные мутации.

Генными или точковыми мутациями называют изменения структуры молекулы ДНК на участке определенного гена, кодирующего синтез соответствующей белковой молекулы.

Точковые мутации возникают в результате выпадения или добавления отдельных нуклеотидов в соответствующем участке ДНК или замены одного нуклеотида другим. При этом точковые мутации подразделяют на

a) Миссенс-мутации — точечные мутации, в результате которых измененный кодон начинает кодировать другую аминокислоту. В зависимости от того, насколько различаются свойства белков, синтезированных на основе измененных кодонов, от свойств изначальных протеинов, выделяют:

· Приемлемые миссенс-мутации — специфичные свойства протеинов совпадают. Например, гемоглобин Хикари может связывать кислород так же как и обычный гемоглобин.

· Частично приемлемые миссенс-мутации — специфичные свойства протеинов частично совпадают. Например, гемоглобин S тоже связывает кислород, но не так эффективно как обычный гемоглобин.

· Неприемлемые миссенс-мутации — свойства протеинов не совпадают. Например, метгемоглобин вообще не способен связывать кислород, в результате развивается метгемоглобинемия.

b) Нонсенс-мутации — точечные мутации в последовательности ДНК, которая приводит к появлению стоп-кодона, в результате чего происходит преждевременная терминация синтеза нужного белка. Обычно такой фрагмент не может выполнять функции изначально синтезируемого протеина.

Пример:

(до мутации)

ДНК: 5' - ATГ AЦT ЦАЦ ЦГА ГЦГ ЦГА AГЦ TГA - 3'

3' - TAЦ TГA ГТГ ГЦT ЦГЦ ГЦT TЦГ AЦT - 5'

мРНК: 5' - AУГ AЦУ ЦАЦ ЦГA ГЦГ ЦГA AГЦ УГA - 3'

Белок: Met Thr His Arg Ala Arg Ser Стоп

Предположим, что нонсенс-мутация произошла в четвёртом триплете последовательности ДНК. В результате чего цитозин был замещён тимином, и триплет ЦГА стал триплетом ТГА. По скольку ТГА транскрибируется как УГА, то процесс синтеза полипептидной цепи белка будет выглядеть следующим образом:

ДНК: 5' - ATГ AЦT ЦАЦ ТГA ГЦГ ЦГА AГЦ TГA - 3'

3' - TAЦ TГA ГТГ АЦT ЦГЦ ГЦT TЦГ AЦT - 5'

мРНК: 5' - AУГ AЦУ ЦАЦ УГA ГЦГ ЦГA AГЦ УГA - 3'

Белок: Met Thr His Стоп

Кодоны, стоящие после стоп-кодона, не транслируются и синтез прерывается. Образуется фрагмент белка, не обладающий свойствами изначально синтезируемого белка.

Патологии, вызванные нонсенс-мутациями:

• Кистозный фиброз (вызывается мутациями в гене регуляторного трансмембранного белка)
• Миодистрофия Дюшенна (мутация в гене, который кодирует белок дистрофин)
• Бета талассемия (β-глобин)

· Синдром Гурлера

c) сайленс-мутации – не приводят к изменению информации при трансляции вследствие вырожденности генетического кода.

Индуцированный мутагенез.

По источнику возникновения мутации различаются на спонтанные (т. е. природные, зависящие от условий внешней среды) и индуцированные, т. е. зависящие от человека и используемых им мутагенов.

Мутагены – это факторы, индуцирующие у живых организмов генные и хромосомные мутации.

Выделяют три класса мутагенов: физические, химические и биологические.

1. Физические мутагены: ионизирующие излучения (радиация), ультрафиолетовые лучи (солнце) и повышенная температура.

2. Химические мутагены: диэтилсульфат, иприт, фосфемид, акридиновые красители, формальдегид, уретан и др.

Мутагенным действием обладают пестициды, гербициды, используемые для борьбы с сорными растениями и вредными насекомыми.

3. Биологические мутагены: вирусы, бактерии, гельминты, актиномицеты и др.