Хромосомные аберрации выявляются цитогенетическими методами

4.2.4.3. Генные (точковые) мутации, или трансгенации, связаны с изменениями структуры гена (молекулы ДНК). Генные мутации подразделяются на:

Изменения структурных генов

Изменения функциональных генов.

Изменения структурных генов.

Сдвиг рамки считывания» — вставка или выпадение пары или нескольких пар нуклеотидов. Например, исходный порядок нуклеотидов: АГГАЦТЦГА..., а после вставки нуклеотида: ААГГАЦТЦГА...; в зависимости от места вставки или выпадения нуклеотидов изменяется меньшее или большее число кодонов.

2) Транзиция — замена оснований пуринового на пуриновое, или пиримидинового на пиримидиновое, например: А ++ Г, Ц ++ Т; при этом изменяется тот кодон, в котором произошла транзиция.

3) Трансверзия — замена пуринового основания на пиримидиновое или пиримидинового на пуриновое. Например: А ++ Ц, Г ++ Т; изменяется тот кодон, в котором произошла трансверзия.

Изменения структурных генов приводят к

а) мисценс-мутациям — изменению смысла кодонов и образованию других белков;

Б) нонсенс-мутациям — образованию «бессмысленных» кодонов (УАА, УАГ, УГА), не кодирующих аминокислоты (терминаторы, определяющие окончание считывания).

Результаты изменений функциональных генов.

Белок-репрессор «не подходит» к гену-оператору («ключ не входит в замочную скважину») — структурные гены работают постоянно (белки синтезируются все время).

Белок-репрессор плотно «присоединяется» к гену-оператору и не снимается индуктором («ключ не выходит из замочной скважины») — структурные гены постоянно не работают и не синтезируются белки, закодированные в данном транскриптоне.

Нарушение чередования репрессии и индукции-при отсутствии индуктора специфический белок синтезируется, а при его наличии белок не синтезируется. Вышеназванные нарушения работы транскриптонов связаны с мутациями гена-регулятора или гена-оператора.

Генные мутации в большинстве случаев проявляются фенотипически и являются причиной нарушения обмена веществ (генных болезней), частота проявления которых в популяциях человека 1 — 2%. Они выявляются биохимическими методами, и методами рекомбинантной ДНК.

Устойчивость и репарация генетического материала.

Устойчивость генетического материала обеспечивается:

1) диплоидным набором хромосом;

2) двойной спиралью ДНК;

3) вырожденностью (избыточностью) генетического кода;

4) повтором некоторых генов;

Репарацией нарушений структуры ДНК.

Репарация генетического материала — это внутриклеточный процесс, обеспечивающий восстановление поврежденной структуры молекулы ДНК. Нарушения структуры молекулы ДНК могут быть вызваны повреждениями азотистых оснований, разрывом одной или двух нитей молекулы, сшивками нитей ДНК, сшивками «ДНК-гистон».

Впервые возможность репарации молекулы ДНК была установлена в 1948 г. А. Кельнером и соавт. К. Руперт (1962) описал один из способов репарации — световую или фотореактивацию. Было установлено, что при ультрафиолетовом облучении фагов, бактерий и простейших наблюдается резкое снижение их жизнедеятельности. Однако их выживаемость значительно увеличивается, если

На них дополнительно воздействовать видимым светом. Оказалось, что под действием ультрафиолета в молекуле ДНК образуются димеры (химические связи между двумя пиримидиновыми основаниями одной цепочки, чаще Т-Т), что препятствует считыванию информации. Видимый свет активирует ферменты, разрушающие димеры.

Темновая (эксцизионная) репарация была изучена А. Герреном в 50-е годы. Она заключается в нахождении и удалении поврежденного участка нити ДНК путем его «вырезания», в синтезе и вставке нового фрагмента с участием четырех групп ферментов. Темновая репарация протекает в 4 стадии.