Мутации. Причина возникновения мутаций. Мутагены, их классификация.
Содержание книги
- Особенности реализации прокариотических и эукариотических клеток. Основные компоненты эукариотической клетки.
- Морфология хромосом. Нуклеосомная модель строения хромосом. Основные положения хромосомной теории.
- Нуклеосомная модель строения хромосом
- Хромосома, её химических состав. Структурная организация хроматина. Гетерохроматин и эухроматин.
- Особенности хромосомной организации в зависимости от стадии клеточной пролиферации. Морфология хромосом. Правила хромосом.
- Воспроизведение на молекулярном уровне. Биологическое значение редупликации днк.
- Репарация днк как механизм поддержания генетического гомеостаза. Виды репарации.
- Главные механизмы митотического цикла, обеспечивающие поддержание генетического гомеостаза. Регуляция митоза. Результаты нарушений митоза.
- Размножение – универсальное свойство живых организмов. Мейоз – основа полового размножения. Цитологическая и цитогенетическая характеристика мейоза.
- Морфофунциональная организация зрелой яйцеклетки. Пространственная упорядоченность цитоплазмы яйца. Значение генома яйцеклетки для начальных стадий онтогенеза.
- Прогенез. Особенности репродукции мужских половых клеток. Строение сперматозоидов человека.
- Оплодотворение – начальный этап развития нового организма. Фазы оплодотворения. Биологическая сущность и значение процесса оплодотворения.
- Эмбриональный период индивидуального развития. Гаструляция как процесс формирования многослойного зародыша.
- Закономерности постэмбрионального периода онтогенеза человека (рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция, старение).
- Постэмбриональный этап онтогенеза. Формирование совокупности половых признаков, их гормональное обеспечение. Половое созревание.
- Упорядоченность хода эмбриогенеза. Генетические и клеточные механизмы дифференцировки.
- Социальная и биологическая составляющая здоровья и смертности в популяциях людей. Влияние генетических факторов, условий и образа жизни на ее продолжительность. Проблемы долголетия.
- Старение как закономерный этап онтогенеза. Проявления старения на молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом и организменном уровнях.
- Фаза терминации, или завершения синтеза полипептида.
- Международная программа «геном человека» - энциклопедия молекулярной биологии 21 века.
- Этапы реализации генетической информации. Биосинтез белка как процесс реализации наследственной информации.
- Этапы реализации генетической информации. Посттранскрипционные процессы в клетке. Процессинг. Механизм осуществления, ферментативное обеспечение, значение для биосинтеза белка.
- Генные (точечные) и геномные, хромосомные аберрации.
- Генотип – сбалансированная система взаимодействующих генов. Медицинские аспекты аллельного и неаллельного взаимодействия генов.
- Митохондриальная наследственность. Митохондриальные болезни человека.
- Мутации. Причина возникновения мутаций. Мутагены, их классификация.
- Мутационный груз, его биологическая сущность и значение. Антимутагенные механизмы.
- Рекомбинация наследственного материала, её медицинское значение. Комбинативная изменчивость и её механизмы.
- Характеристика хромосом человека
- Геномные мутации, причины и механизмы их возникновения. Классификация и значение геномных мутаций. Нарушения мейоза и митоза как механизмы возникновения генеративных и соматических мутаций.
- Пол – важнейшая фенотипическая характеристика организма. Генетические механизмы формирования пола.
- Половые генетические и соматические аномалии. Причины и механизмы возникновения.
- Мутации нарушающие гаметогенез и формирование гонад.
- Молекулярные основы генных и мультифакториальных заболеваний человека.
- Стратегия идентификации генов наследственных болезней человека.
- Методы ДНК-диагностики. Использование ПЦР в медицинской диагностике.
- Генная терапия. Особенности лечения наиболее тяжелых наследственных мультифакториальных заболеваний.
- Особенности воздействия лекарственных средств на фенотипы с различным типом метаболизма.
- Особенности популяционной генетики человека. Генетическая структура популяции. Генофонд популяции.
- Мутационный процесс и генетическая комбинаторика в формировании генетической гетерогенной популяции. Генетический полиморфизм.
- Человек как объект изучения наследственности. Современные методы диагностики наследственных заболеваний человека.
- Основные принципы и задачи медико-генетического консультирования.
- Экологические аспекты радиационной биологии.
- Ионизирующая радиация. Опасные виды излучения и дозы воздействия. Искусственные и естественные источники радиации. Виды облучения.
- Реакции различных структур клеток, органов и тканей человека на радиационное поражение.
- Медицинская экология. Особенности подхода к диагностике и лечению заболеваний с позиций экологической медицины.
- Общие закономерности действия факторов среды на человека.
- Самарская область является регионом с высоким уровнем антропотехногенной нагрузки.
- Особенности диагностики, лечения и профилактики экологически зависимых заболеваний.
- Экологически зависимые заболевания. Механизм возникновения и развития экологически зависимых заболеваний.
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.
|
