Генные мутации

Классификация мутаций

1. По уровню возникновения: а) генные, б)хромосомные, в) геномные.

2. По типу аллельных взаимодействий: а) рецессивные, б) доминантные, в) промежуточные.

3. По происхождению: а) спонтанные, б) индуцированные.

4. По месту возникновения: а) генеративные, б) соматические, в) ядерные, г) цитоплазматические (ДНК митохондрий, пластид).

5. По характеру проявления: а) гиперморфные (усиление действия гена), б) гипоморфные (ослабление действия гена), в) аморфные (инактивируют ген), г) антиморфные (противоположные по действию дикого аллеля), д) неоморфные (происходит синтез продукта, отличающегося от «дикого» аллеля.

6) По фенотипическому проявлению: а) биохимические, б) физиологические, в) морфологические.

7) По влиянию на жизнеспособность: а летальные (погибают на эмбриональной стадии развития), б) полулетальные (не доживают до репродуктивного возраста), в) вредные (понижают жизнеспособность), г) нейтральные (не влияют на жизнеспособность, д) полезные (повышают жизнеспособность).

Генные мутации – результат изменения нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК в пределах одного гена вследствие вставки, выпадения или замены нуклеотидов, перемещения, замещения нуклеотидов, приводящие к изменению количества или качества соответствующих белковых продуктов. В организации ДНК заложена возможность ошибок ее репликации наряду с возможностью изменения первичной структуры. Вероятность ошибки ничтожно мала, но, учитывая исключительно большое количество нуклеотидов в геноме, следует признать, что в сумме на геном клетки, на одно ее поколение приходится несколько мутаций в структурных генах. Нескорректированные изменения химической структуры генов, воспроизводимые в последовательных циклах репликации и проявляющиеся у потомков в виде новых вариантов признаков, называют генными мутациями. Выделяют три группы подобных изменений.

Мутации первой группы заключаются в замене одних оснований другими (около 20 % спонтанно возникающих генных изменений).

Примеры.

1. Замена одного пурина на другой, либо пиримидина на другой: А Г или

Т Г

2. Замена одного пурина на пиримидин и наоборот. Это трансверсии: А Т,

А Ц, Г Ц, Г Т.

Вторая группа мутаций обусловлена сдвигом рамки считывания, происходящим при изменении количества нуклеотидных пар в составе гена.

Третья группа - мутации, связанные с изменением порядка нуклеотидных последовательностей в пределах гена.

Мутации со сдвигом рамки считывания составляют значительную долю спонтанных мутаций. Они происходят вследствие выпадения или вставки в нуклеотидную последовательность одной или нескольких пар комплементарных нуклеотидов.

Замены оснований приводят к появлению трех типов мутантных кодонов: с измененным смыслом (миссенс-мутации), с неизмененным смыслом (нейтральные мутации) и бессмысленных, или терминирующих кодонов (нонсенс-мутации).

В результате миссенс-мутации в кодируемом данным геном полипептиде одна аминокислота замещается на другую, поэтому фенотипическое проявление мутации зависит от функциональной значимости затронутого домена. Так замены аминокислот в активных центрах белков могут сопровождаться полной потерей их функциональной активности. К примеру, миссенс-мутация в 553-м кодоне гена FAC, приводящая к замене лейцина на пролин, делает продукт этого гена неспособным комплементировать функциональный дефект в клетках больных анемией Фанкони. Пример миссенс-мутации – серповидно-клеточная анемия. В норме аминокислота ГЛУ заменена при заболевании (S) на аминокислоту ВАЛ.