Мутации. Причина возникновения мутаций. Мутагены, их классификация.

Мутации – скачкообразные качественные изменения наследственно обусловленного признака. Мутационная теория была предложена в 1901-1903 году Гюго де Фризом. С точки зрения «ПГЧ» мутации – это молекулярная основа для болезней; внезапные скачкообразные непредсказуемые изменения порядка расположения нуклеотидов в цепи ДНК.

Классификации мутаций:

Спонтанные и индуцированные

Спонтанные мутации происходят в природе без видимых причин, как результат ошибок при репликации ДНК. Индуцированные – при направленном воздействии мутагенных факторов.

Генеративные и соматические

Генеративные возникают в половых клетках и клетках полового зачатка, передаются по наследству при половом размножении. Соматические проявляются только у самой особи. Распространяются в организме всегда мозаично. Если эффект соматической мутации обнаружен у потомков мутантной клетки, такая мутация делает индивида мозаиком (н/р, по цвету глаз).

Лейтальные, сублейтальные, нейтральные.

Лейтальные характеризуются в виде 3 вариантов:

Дисморфогенез

Нарушение обмена веществ

Смешанные эффекты

К сублейтальным относится серповидноклеточная анемия

4. По изменению генетического материала.

Генные мутации

Затрагивают структуру самого гена, связана с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Механизм возникновения:

· Замена одних нуклеотидов другими

· Сдвиг рамки считывания при изменении количества нуклеотидых пар

· Инверсии – изменения порядка нуклеотидной последовательности.

А) могут быть связаны с изменением структуры основания, уже включенного в спираль ДНК или происходят на стадии репликации ДНК. (Миссенс-мутации- кодируется другая амк-та; ненсенсс-мутации- образование стоп-кодона)

Б) происходит при выпадении или вставки нуклеотида, что вызывает сдвиг приплетной рамки. (Делеции, дупликации, вставки)

В) поворот участка на 180*

Именно генные заболевания составляют основу наследсвенной патологии человека. Они могут проявляться в разном возрасте, в разные периоды онтогенеза, но большая часть формируется внутриутробно.

Хромосомные мутации.

Обусловлены изменением размеров и структуры хромосом.

1. Внутрихромосомные

А) Нехватки- потеря участка хромомсом. Нехватка в средней части называется делецией. Потеря значительного участка вызывает гибель, небольшого участка- изменения в генетическом материале.

Б)Дупликации- включение лишнего, дублирующего участка хромосомы.

В) Инверсия- разрыв участка хромосом, переворот на 180* и прикрепление обратно.

2. Межхромосомные

Транслокации – отрыв участка от одной хромосоы и присоединение его к другой.

Геномные мутации

Касаются изменения числа хромосом.

Полиплоидия- увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному.

Триплоидия- одна из наиболее часто встречающихся спонтанных аномалий набора хромосом в эмбриогенезе человека (20%)

Гетероплоидия и ануэплоидия- изменение числа хромосом не кратное гаплоидному (2n-1). Всегда проявляются фенотипически. (Трисомия по 21 паре хр. – синдром Дауна)

 

Классификация мутагенов.

Мутагены - химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутаций оказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.

По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:

Физические: высокая/низкая температура, ионизирующее излучение, радиоактивный распад, УФ-излучение.

Химические: алкалиоды, нитраты, нитриты, пестициды, растворители, перикиси, соли тяж. металлов.

Биологические: вирусы, продукты обмена веществ, гельминты, бактерии, голодание.