Kromozomal, gen ve genomik mutasyonlar ve özellikleri. İnsanlarda mutasyon türleri
Bir hücrenin kalıtsal bilgisi, bir DNA nükleotid dizisi şeklinde kaydedilir. Genetik bilginin zarar görmemesi için DNA'yı dış etkilerden koruyan mekanizmalar vardır, ancak bu tür ihlaller düzenli olarak gerçekleşir, bunlara denir. mutasyonlar.
mutasyonlar- Hücrenin genetik bilgisinde ortaya çıkan değişiklikler, bu değişiklikler farklı ölçekte olabilir ve türlere ayrılır.
Mutasyon türleri
genomik mutasyonlar- genomdaki tüm kromozomların sayısıyla ilgili değişiklikler.
kromozomal mutasyonlar- aynı kromozom içindeki bölgelere ilişkin değişiklikler.
gen mutasyonları- tek bir gende meydana gelen değişiklikler.
Genomik mutasyonların bir sonucu olarak, genom içindeki kromozom sayısında bir değişiklik olur. Bunun nedeni, bölme milinin arızalanmasıdır, bu nedenle homolog kromozomlar hücrenin farklı kutuplarına ayrılmaz.
Sonuç olarak, bir hücre olması gerekenden iki kat daha fazla kromozom alır (Şekil 1):
Pirinç. 1. Genomik mutasyon
Haploid kromozom seti aynı kalır, sadece homolog kromozom setlerinin sayısı (2n) değişir.
Doğada, bu tür mutasyonlar genellikle yavrularda sabitlenir, en sık olarak bitkilerde, ayrıca mantarlarda ve alglerde görülürler (Şekil 2).
Pirinç. 2. Yüksek bitkiler, mantarlar, algler
Bu tür organizmalara poliploid denir, poliploid bitkiler üç ila yüz haploid seti içerebilir. Çoğu mutasyondan farklı olarak, poliploidi çoğunlukla vücuda yarar sağlar, poliploid bireyler normal olanlardan daha büyüktür. Birçok bitki çeşidi poliploiddir (Şekil 3).
Pirinç. 3. Poliploid mahsul bitkileri
Bir kişi, bitkileri kolşisin ile etkileyerek yapay olarak poliploidi oluşturabilir (Şekil 4).
Pirinç. 4. Kolşisin
Kolşisin, iğ liflerini yok eder ve poliploid genomların oluşumuna yol açar.
Bazen bölünme sırasında mayoz bölünmede ayrılmama herkes için değil, sadece bazı kromozomlar için meydana gelebilir, bu tür mutasyonlara denir. anöploid. Örneğin, mutasyon trizomi 21 bir kişi için tipiktir: bu durumda, yirmi birinci kromozom çifti ayrılmaz, sonuç olarak çocuk iki yirmi birinci kromozom değil üç alır. Bu, çocuğun zihinsel ve fiziksel olarak özürlü ve kısır olduğu Down sendromunun (Şekil 5) gelişmesine yol açar.
Pirinç. 5. Down sendromu
Çeşitli genomik mutasyonlar aynı zamanda bir kromozomun ikiye bölünmesi ve iki kromozomun bir kromozomda birleşmesidir.
Kromozomal mutasyonlar türlere ayrılır:
- silme- bir kromozom segmentinin kaybı (Şekil 6).
Pirinç. 6. Silme
- çoğaltma- kromozomların bir kısmının kopyalanması (Şekil 7).
Pirinç. 7. Çoğaltma
- ters çevirme- bir kromozom bölgesinin 180 0 döndürülmesi, bunun sonucunda bu bölgedeki genlerin normla karşılaştırıldığında ters sırada yer alması (Şekil 8).
Pirinç. 8. İnversiyon
- yer değiştirme- kromozomun herhangi bir parçasını başka bir yere taşımak (Şekil 9).
Pirinç. 9. Yer Değiştirme
Delesyonlar ve duplikasyonlarla birlikte, genetik materyalin toplam miktarı değişir, bu mutasyonların fenotipik tezahür derecesi, genlerin bu alanlara ne kadar önemli girdiğinin yanı sıra, değiştirilen alanların boyutuna bağlıdır.
İnversiyonlar ve translokasyonlar sırasında genetik materyalin miktarı değişmez, sadece yeri değişir. Bu tür mutasyonlar evrimsel olarak gereklidir, çünkü mutantlar artık orijinal bireylerle artık çiftleşemezler.
bibliyografya
- Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biyoloji, 11. sınıf. Genel biyoloji. Profil seviyesi. - 5. baskı, basmakalıp. - toy kuşu, 2010.
- Belyaev D.K. Genel biyoloji. Temel bir seviye. - 11. baskı, basmakalıp. - E.: Eğitim, 2012.
- Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Genel biyoloji, 10-11. sınıflar. - M.: Toy kuşu, 2005.
- Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Biyoloji 10-11 sınıfı. Genel biyoloji. Temel düzeyde. - 6. baskı, ekleyin. - toy kuşu, 2010.
- İnternet portalı "genetics.prep74.ru" ()
- İnternet portalı "shporiforall.ru" ()
- İnternet portalı "licey.net" ()
Ev ödevi
- Genom mutasyonları en yaygın nerede?
- Poliploid organizmalar nelerdir?
- Kromozom mutasyonlarının türleri nelerdir?
Hücrenin kendini yeniden üretme yeteneğini koruduğu kromozom yapısındaki veya sayısındaki hemen hemen her değişiklik, organizmanın özelliklerinde kalıtsal bir değişikliğe neden olur. Genomdaki değişimin doğası gereği, yani. haploid kromozom setinde bulunan gen setleri, gen, kromozomal ve genomik mutasyonları ayırt eder. kalıtsal mutant kromozomal genetik
gen mutasyonlarıışık mikroskobunda görülemeyen DNA yapısındaki moleküler değişikliklerdir. Gen mutasyonları, bulundukları yer ve canlılık üzerindeki etkisi ne olursa olsun, DNA'nın moleküler yapısındaki herhangi bir değişikliği içerir. Bazı mutasyonların karşılık gelen proteinin yapısı ve işlevi üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Gen mutasyonlarının bir başka (çoğu) kısmı, doğru işlevini yerine getiremeyen kusurlu bir proteinin sentezine yol açar.
Moleküler değişikliklerin türüne göre:
Silmeler (Latince deletio - yıkımdan), yani. bir nükleotitten bir gene bir DNA segmentinin kaybı;
Kopyalar (Latince duplikatio ikiye katlamadan), yani. bir DNA segmentinin bir nükleotitten tüm genlere kopyalanması veya yeniden kopyalanması;
İnversiyonlar (Latin inversio'dan - ters çevirme), yani. boyutu iki nükleotitten birkaç gen içeren bir parçaya kadar değişen bir DNA segmentinin 180° dönüşü;
Eklemeler (Latince ekleme - ekten), yani. bir nükleotitten tüm gene kadar değişen büyüklükte DNA parçalarının eklenmesi.
Çoğu kalıtsal patoloji formunun gelişmesine neden olan gen mutasyonlarıdır. Bu tür mutasyonların neden olduğu hastalıklara gen veya monogenik hastalıklar denir. gelişimi tek bir genin mutasyonuyla belirlenen hastalıklar.
Gen mutasyonlarının etkileri son derece çeşitlidir. Çoğu resesif oldukları için fenotipik olarak görünmezler. Bu, yeni ortaya çıkan mutasyonların çoğu zararlı olduğu için türün varlığı için çok önemlidir. Ancak, çekinik yapıları onlara izin verir. uzun zaman türün bireylerinde vücuda zarar vermeden heterozigot durumda kalır ve gelecekte homozigot duruma geçerken kendini gösterir.
Şu anda 4500'den fazla monogenik hastalık var. Bunlardan en yaygın olanları: kistik fibroz, fenilketonüri, Duchenne-Becker miyopatileri ve bir dizi başka hastalık. Klinik olarak vücutta metabolik bozuklukların (metabolizma) belirtileri ile kendini gösterirler.
Aynı zamanda, belirli bir gendeki sadece bir bazdaki bir değişikliğin fenotip üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olduğu birkaç durum bilinmektedir. Bir örnek, orak hücreli anemi gibi genetik bir anomalidir. Bu kalıtsal hastalığa homozigot halde neden olan çekinik alel, (hemoglobin molekülünün B-zincirinde (glutamik asit? ?> valin) sadece bir amino asit kalıntısının yer değiştirmesi ile ifade edilir. bu tür hemoglobine sahip hücreler kanda deforme olur (yuvarlaklıktan orak şeklini alır) ve hızla yok edilir. Aynı zamanda akut anemi gelişir ve kanın taşıdığı oksijen miktarında azalma olur. Anemi fiziksel zayıflığa neden olur, kalp ve böbrek bozuklukları ve mutant alel için homozigot insanlarda erken ölüme yol açabilir.
kromozomal mutasyonlar kromozomal hastalıkların nedenleridir.
Kromozomal mutasyonlar, genellikle ışık mikroskobu altında görülebilen, bireysel kromozomlardaki yapısal değişikliklerdir. Normal diploid sette bir değişikliğe yol açan bir kromozomal mutasyonda çok sayıda (onlardan birkaç yüze kadar) gen yer alır. Kromozomal sapmalar genellikle spesifik genlerdeki DNA dizisini değiştirmese de, genomdaki genlerin kopya sayısının değiştirilmesi, genetik materyalin eksikliği veya fazlalığı nedeniyle genetik bir dengesizliğe yol açar. İki büyük kromozomal mutasyon grubu vardır: kromozom içi ve kromozomlar arası (bkz. Şekil 2).
İntrakromozomal mutasyonlar, bir kromozom içindeki anormalliklerdir (bkz. Şekil 3). Bunlar şunları içerir:
Silmeler - kromozomun dahili veya terminal bölümlerinden birinin kaybı. Bu, embriyogenezin ihlaline ve çoklu gelişim anomalilerinin oluşumuna yol açabilir (örneğin, 5p- olarak adlandırılan 5. kromozomun kısa kolu bölgesinde bir silme, gırtlak, kalp kusurları, zeka geriliğinin az gelişmesine yol açar) Bu semptom kompleksi "kedi ağlaması" sendromu olarak bilinir, çünkü hasta çocuklarda gırtlak anomalisi nedeniyle ağlama bir kedinin miyavlamasına benzer);
inversiyonlar. Kromozomdaki iki kırılma noktasının bir sonucu olarak, ortaya çıkan parça 180°'lik bir dönüşten sonra orijinal yerine yerleştirilir. Sonuç olarak, sadece genlerin sırası ihlal edilir;
Çoğaltma - kromozomun herhangi bir bölümünün iki katına çıkması (veya çoğalması) (örneğin, 9. kromozomun kısa kolu boyunca trizomi, mikrosefali, gecikmiş fiziksel, zihinsel ve entelektüel gelişim dahil olmak üzere çoklu kusurlara neden olur).
Pirinç. 2.
İnterkromozomal mutasyonlar veya yeniden düzenleme mutasyonları, homolog olmayan kromozomlar arasındaki parça değişimidir. Bu tür mutasyonlara translokasyon denir (Latince trans - for, through ve locus - place). BT:
Karşılıklı translokasyon - iki kromozom parçalarını değiştirir;
Karşılıklı olmayan translokasyon - bir kromozomun bir parçası diğerine taşınır;
? "sentrik" füzyon (Robertsonian translokasyonu) - iki akrosentrik kromozomun sentromer bölgelerinde kısa kolların kaybıyla bağlantısı.
Sentromerlerden enine kromatit kırılmasıyla, “kardeş” kromatitler, aynı gen setlerini içeren iki farklı kromozomun “ayna” kolları haline gelir. Bu tür kromozomlara izokromozom denir.
Pirinç. 3.
Dengeli kromozomal yeniden düzenlemeler olan translokasyonlar ve inversiyonlar fenotipik belirtiler göstermezler, ancak mayozda yeniden düzenlenmiş kromozomların ayrılması sonucunda dengesiz gametler oluşturabilirler ve bu da kromozomal anormalliklere sahip yavruların ortaya çıkmasına neden olur.
genomik mutasyonlar, kromozomal olduğu kadar kromozomal hastalıkların nedenleridir.
Genomik mutasyonlar, anöploidi ve yapısal olarak değişmemiş kromozomların ploidisindeki değişiklikleri içerir. Genomik mutasyonlar sitogenetik yöntemlerle tespit edilir.
Anöploidi, bir haploid olanın (2n+1, 2n-1, vb.) katları değil, diploid bir setteki kromozom sayısındaki değişikliktir (azalma - monozomi, artış - trizomi).
Poliploidi - kromozom setlerinin sayısında bir artış, haploid olanın bir katı (3n, 4n, 5n, vb.).
İnsanlarda poliploidi ve çoğu anöploidi öldürücü mutasyonlardır.
En yaygın genomik mutasyonlar şunları içerir:
Trizomi - karyotipte üç homolog kromozomun varlığı (örneğin, Down hastalığı olan 21. çift için, Edwards sendromu için 18. çift için, Patau sendromu için 13. çift için; cinsiyet kromozomları için: XXX, XXY, XYY);
Monozomi, iki homolog kromozomdan sadece birinin varlığıdır. Herhangi bir otozom için monozomi ile embriyonun normal gelişimi mümkün değildir. İnsanlarda yaşamla uyumlu tek monozomi - X kromozomundaki monozomi - Shereshevsky-Turner sendromuna (45,X) yol açar.
Anöploidiye yol açan neden, germ hücrelerinin oluşumu sırasında hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılmaması veya anafaz gecikmesinin bir sonucu olarak kromozomların kaybıdır, bu durumda homolog kromozomlardan biri diğer homolog olmayan kromozomların gerisinde kalabilir. kutup. Ayrılmama terimi, mayoz veya mitozda kromozomların veya kromatitlerin ayrılmasının olmaması anlamına gelir.
Kromozom ayrışmaması en çok mayoz bölünme sırasında gözlenir. Mayoz bölünme sırasında normalde bölünmesi gereken kromozomlar bir arada kalır ve anafazda hücrenin bir kutbuna hareket eder, böylece biri fazladan kromozomlu, diğerinde bu kromozomu olmayan iki gamet oluşur. Normal bir kromozom setine sahip bir gamet, bir gamet tarafından döllendiğinde ekstra kromozom trizomi meydana gelir (yani, hücrede üç homolog kromozom vardır), bir kromozomu olmayan bir gamet tarafından döllendiğinde, monozomili bir zigot meydana gelir. Herhangi bir otozomal kromozom üzerinde monozomik bir zigot oluşursa, organizmanın gelişimi en son noktada durur. erken aşamalar gelişim.
Miras türüne göre baskın ve çekinik mutasyonlar. Bazı araştırmacılar yarı baskın, ortak baskın mutasyonları ayırt eder. Baskın mutasyonlar, vücut üzerinde doğrudan bir etki ile karakterize edilir, yarı baskın mutasyonlar, fenotipteki heterozigot formun AA ve aa formları arasında orta düzeyde olması ve kodominant mutasyonlar, A 1 A 2 heterozigotlarının her ikisinin de belirtilerini göstermesi ile karakterize edilir. aleller. Çekinik mutasyonlar heterozigotlarda görülmez.
Gametlerde baskın bir mutasyon meydana gelirse, etkileri doğrudan yavrularda ifade edilir. İnsanlarda birçok mutasyon baskındır. Hayvanlarda ve bitkilerde yaygın olarak bulunurlar. Örneğin, generatif bir baskın mutasyon, kısa bacaklı koyunların Ancona cinsine yol açmıştır.
Yarı baskın mutasyona bir örnek, AA ve aa organizmaları arasında fenotipte ara olan, heterozigoz bir Aa formunun mutasyonel oluşumudur. Bu, biyokimyasal özellikler söz konusu olduğunda, her iki alelin özelliğine katkısı aynı olduğunda gerçekleşir.
Kodominant mutasyona bir örnek, IV kan grubunu belirleyen I A ve I B alelleridir.
Çekinik mutasyonlarda etkileri diploidlerde gizlidir. Sadece homozigot durumda görünürler. Bir örnek, insan gen hastalıklarını belirleyen çekinik mutasyonlardır.
Bu nedenle, bir organizmada ve popülasyonda bir mutant allelin ortaya çıkma olasılığını belirleyen ana faktörler sadece evre değildir. üreme döngüsü, aynı zamanda mutant alelin baskınlığı.
Doğrudan mutasyonlar? bunlar vahşi tip genleri inaktive eden mutasyonlardır, yani. DNA'da kodlanmış bilgiyi doğrudan değiştiren, orijinal (vahşi) tipteki bir organizmadan bir değişiklikle sonuçlanan mutasyonlar, doğrudan mutant tip organizmaya gider.
Geri mutasyonlar mutant olanlardan orijinal (vahşi) türlere dönüşlerdir. Bu dönüşler iki çeşittir. Geri dönüşlerin bazıları, orijinal fenotipin restorasyonu ile benzer bir sitenin veya lokusun tekrarlanan mutasyonlarından kaynaklanır ve gerçek geri mutasyonlar olarak adlandırılır. Diğer geri dönüşler, mutant genin ifadesini orijinal tipe doğru değiştiren başka bir gendeki mutasyonlardır, yani. mutant gendeki hasar korunur, ancak bir şekilde fenotipin restore edilmesinin bir sonucu olarak işlevini geri yükler. Orijinal genetik hasarın (mutasyon) korunmasına rağmen fenotipin böyle bir restorasyonuna (tam veya kısmi) baskılama, bu tür geri mutasyonlara baskılayıcı (ekstrajen) adı verildi. Kural olarak, baskılamalar, tRNA ve ribozomların sentezini kodlayan genlerdeki mutasyonların bir sonucu olarak meydana gelir.
AT Genel görünüm bastırma olabilir:
? intragenik? Halihazırda etkilenmiş bir gendeki ikinci bir mutasyon, doğrudan bir mutasyonun sonucu olarak kusurlu bir kodonu, bu proteinin fonksiyonel aktivitesini geri yükleyebilecek bir amino asidin polipeptite eklendiği şekilde değiştirdiğinde. Aynı zamanda, bu amino asit, orijinal olana (ilk mutasyonun ortaya çıkmasından önce) karşılık gelmez, yani. gerçek bir tersine çevrilebilirlik gözlemlenmedi;
? katkıda bulundu? tRNA'nın yapısı değiştiğinde, bunun sonucunda mutant tRNA, sentezlenen polipeptidde kusurlu üçlü tarafından kodlanan amino asit yerine başka bir amino asit içerir (doğrudan bir mutasyondan kaynaklanır).
Fenotipik bastırma nedeniyle mutajenlerin etkisi için tazminat dışlanmamıştır. Hücrenin, çeviri sırasında mRNA okumasında hata olasılığını artıran bir faktörden (örneğin, bazı antibiyotikler) etkilenmesi beklenebilir. Bu tür hatalar, yanlış amino asidin ikamesine yol açabilir, ancak bu, doğrudan bir mutasyon sonucu bozulmuş olan proteinin işlevini geri yükler.
Mutasyonlar, niteliksel özelliklere ek olarak, meydana gelme şekillerini de karakterize eder. Doğal(rastgele) - normal yaşam koşullarında meydana gelen mutasyonlar. onlar sonuç doğal süreçler Hücrelerde meydana gelen olaylar, Dünya'nın doğal radyoaktif arka planının koşulları altında, kozmik radyasyon, Dünya yüzeyindeki radyoaktif elementler, bu mutasyonlara neden olan organizmaların hücrelerine dahil edilen radyonüklidler veya DNA replikasyon hatalarının bir sonucu olarak ortaya çıkar. İnsanlarda somatik ve generatif dokularda spontan mutasyonlar meydana gelir. Kendiliğinden mutasyonları belirleme yöntemi, ebeveynleri buna sahip olmasa da, çocuklarda baskın bir özelliğin ortaya çıkması gerçeğine dayanmaktadır. Danimarka'da yapılan bir araştırma, yaklaşık 24.000 gametten birinin baskın bir mutasyon taşıdığını gösterdi. Her türde spontan mutasyonun sıklığı genetik olarak belirlenir ve belirli bir seviyede tutulur.
uyarılmış mutajenez, çeşitli nitelikteki mutajenleri kullanarak mutasyonların yapay üretimidir. Fiziksel, kimyasal ve biyolojik mutajenik faktörler vardır. Bu faktörlerin çoğu ya DNA moleküllerindeki azotlu bazlarla doğrudan reaksiyona girer ya da nükleotid dizilerine dahil edilir. İndüklenen mutasyonların sıklığı, mutajenle tedavi edilen ve edilmeyen organizmaların hücre veya popülasyonlarının karşılaştırılmasıyla belirlenir. Bir mutajen ile tedavi sonucunda bir popülasyondaki mutasyon oranı 100 kat artarsa, popülasyonda sadece bir mutantın kendiliğinden olacağına, geri kalanının uyarılacağına inanılır. Çeşitli mutajenlerin belirli genler üzerinde yönlendirilmiş etkisine yönelik yöntemlerin oluşturulmasına yönelik araştırmalar, bitkilerin, hayvanların ve mikroorganizmaların seçimi için pratik öneme sahiptir.
Mutasyonların meydana geldiği hücre tipine göre, generatif ve somatik mutasyonlar ayırt edilir (bkz. Şekil 4).
üretken mutasyonlar üreme germ hücrelerinde ve germ hücrelerinde meydana gelir. Genital hücrelerde bir mutasyon (üretken) meydana gelirse, o zaman birkaç gamet mutant geni bir kerede alabilir, bu da bu mutasyonu yavrudaki birkaç birey (birey) tarafından kalıtım yoluyla alma potansiyelini artıracaktır. Mutasyon gamette meydana geldiyse, o zaman muhtemelen yavrudaki sadece bir birey (birey) bu geni alacaktır. Germ hücrelerindeki mutasyonların sıklığı organizmanın yaşından etkilenir.
Pirinç. dört.
somatik mutasyonlar organizmaların somatik hücrelerinde meydana gelir. Hayvanlarda ve insanlarda mutasyonel değişiklikler sadece bu hücrelerde devam edecektir. Ancak bitkilerde vejetatif olarak çoğalma yetenekleri nedeniyle mutasyon somatik dokuların ötesine geçebilir. Örneğin, lezzetli elmaların ünlü kış çeşidi, somatik hücredeki bir mutasyondan kaynaklanır, bu da bölünmenin bir sonucu olarak mutant tip özelliklerine sahip bir dal oluşumuna yol açar. Bunu, bu çeşidin özelliklerine sahip bitkilerin elde edilmesini mümkün kılan vejetatif çoğaltma izledi.
Fenotipik etkilerine bağlı olarak mutasyonların sınıflandırılması ilk olarak 1932'de G. Möller tarafından önerildi. Sınıflandırmaya göre tahsis edildi:
amorf mutasyonlar. Bu, anormal alel normal alel ile karşılaştırıldığında aktif olmadığı için anormal alel tarafından kontrol edilen özelliğin oluşmadığı bir durumdur. Bu mutasyonlar, albinizm genini ve yaklaşık 3.000 otozomal çekinik hastalığı içerir;
antimorfik mutasyonlar. Bu durumda, patolojik alel tarafından kontrol edilen özelliğin değeri, normal alel tarafından kontrol edilen özelliğin değerinin tersidir. Bu mutasyonlar yaklaşık 5-6 bin otozomal dominant hastalık genini içerir;
hipermorfik mutasyonlar. Böyle bir mutasyon durumunda, patolojik alel tarafından kontrol edilen özellik, normal alel tarafından kontrol edilen özellikten daha belirgindir. Örnek? genom kararsızlığı hastalık genlerinin heterozigot taşıyıcıları. Sayıları dünya nüfusunun yaklaşık% 3'ü ve hastalıkların sayısı 100 nozolojiye ulaşıyor. Bu hastalıklar arasında: Fanconi anemi, ataksi telenjiektazi, pigment kseroderma, Bloom sendromu, progeroid sendromlar, birçok kanser türü vb. Aynı zamanda, bu hastalıklar için genlerin heterozigot taşıyıcılarında kanser sıklığı 3-5 kat daha fazladır. normdan ve hastaların kendilerinde ( bu genler için homozigotlar) kanser insidansı normalden on kat daha yüksektir.
hipomorfik mutasyonlar. Bu, patolojik bir alel tarafından kontrol edilen bir özelliğin ifadesinin, normal bir alel tarafından kontrol edilen bir özelliğe kıyasla zayıfladığı bir durumdur. Bu mutasyonlar, pigment sentezi genlerindeki (1q31; 6p21.2; 7p15-q13; 8q12.1; 17p13.3; 17q25; 19q13; Xp21.2; Xp21.3; Xp22) mutasyonları ve 3000'den fazla formdaki mutasyonları içerir. otozomal çekinik hastalıklar.
neomorfik mutasyonlar. Böyle bir mutasyona, patolojik alel tarafından kontrol edilen özelliğin normal alel tarafından kontrol edilen özelliğe kıyasla farklı (yeni) bir kalitede olduğu söylenir. Örnek: yabancı antijenlerin vücuda girmesine yanıt olarak yeni immünoglobulinlerin sentezi.
G. Möller'in sınıflandırmasının kalıcı öneminden bahsederken, yayınlanmasından 60 yıl sonra, nokta mutasyonlarının fenotipik etkilerinin yapı üzerindeki etkilerine bağlı olarak farklı sınıflara ayrıldığı belirtilmelidir. protein ürünü geni ve/veya ifadesinin seviyesi.
Gen mutasyonları - bir genin yapısındaki bir değişiklik. Bu, nükleotit dizisindeki bir değişikliktir: bırakma, yerleştirme, değiştirme vb. Örneğin, a'nın m ile değiştirilmesi Nedenler - DNA'nın iki katına çıkarılması (çoğaltma) sırasındaki ihlaller
Gen mutasyonları, ışık mikroskobu altında görülemeyen DNA yapısındaki moleküler değişikliklerdir. Gen mutasyonları, bulundukları yer ve canlılık üzerindeki etkisi ne olursa olsun, DNA'nın moleküler yapısındaki herhangi bir değişikliği içerir. Bazı mutasyonların karşılık gelen proteinin yapısı ve işlevi üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Gen mutasyonlarının bir başka (çoğu) kısmı, doğru işlevini yerine getiremeyen kusurlu bir proteinin sentezine yol açar. Çoğu kalıtsal patoloji formunun gelişimini belirleyen gen mutasyonlarıdır.
İnsanlarda en yaygın monogenik hastalıklar şunlardır: kistik fibroz, hemokromatoz, adrenogenital sendrom, fenilketonüri, nörofibromatoz, Duchenne-Becker miyopatileri ve bir dizi başka hastalık. Klinik olarak vücutta metabolik bozuklukların (metabolizma) belirtileri ile kendini gösterirler. Mutasyon olabilir:
1) bir kodondaki bir baz ikamesinde, buna sözde yanlış anlamlı mutasyon(İngilizce'den, yanlış - yanlış, yanlış + lat. sensus - anlam) - genin kodlama kısmında bir nükleotit ikamesi, polipeptidde bir amino asit ikamesine yol açar;
2) bilgi okumada durmaya yol açacak kodonlarda böyle bir değişiklikte, buna sözde anlamsız mutasyon(Latince olmayan - no + sensus - anlamı) - genin kodlama kısmındaki bir nükleotid değişimi, bir sonlandırıcı kodon (durdurma kodonu) oluşumuna ve çevirinin sona ermesine yol açar;
3) okuma bilgisinin ihlali, okuma çerçevesinde bir kayma, denilen çerçeve kayması(İngilizce çerçeveden - çerçeve + kayma: - kayma, hareket), DNA'daki moleküler değişiklikler polipeptit zincirinin çevirisi sırasında üçlülerde bir değişikliğe yol açtığında.
Diğer gen mutasyonları türleri de bilinmektedir. Moleküler değişikliklerin türüne göre:
bölüm(lat. deletio - yıkımdan), boyutu bir nükleotitten bir gene kadar değişen bir DNA segmenti kaybı olduğunda;
kopyalar(lat. duplicatio - ikiye katlamadan), yani. bir DNA segmentinin bir nükleotitten tüm genlere kopyalanması veya yeniden kopyalanması;
ters çevirmeler(lat. inversio'dan - ters çevirme), yani. boyut olarak iki nükleotitten birkaç gen içeren bir parçaya kadar değişen bir DNA segmentinin 180° dönüşü;
eklemeler(lat. insertio - ekten), yani. bir nükleotitten tüm gene kadar değişen büyüklükte DNA parçalarının eklenmesi.
Bir ila birkaç nükleotidi etkileyen moleküler değişiklikler, nokta mutasyonları olarak kabul edilir.
Bir gen mutasyonunun temel ve ayırt edici özelliği, 1) genetik bilgide bir değişikliğe yol açması, 2) nesilden nesile aktarılabilmesidir.
Gen mutasyonlarının belirli bir kısmı, fenotipte herhangi bir değişikliğe yol açmadıkları için nötr mutasyonlar olarak sınıflandırılabilir. Örneğin, genetik kodun bozulması nedeniyle, aynı amino asit, yalnızca bir bazda farklılık gösteren iki üçlü tarafından kodlanabilir. Öte yandan, aynı gen birkaç farklı duruma dönüşebilir (mutasyona uğrayabilir).
Örneğin, AB0 sisteminin kan grubunu kontrol eden gen. Üç aleli vardır: 0, A ve B, kombinasyonları 4 kan grubunu belirler. AB0 kan grubu, normal insan özelliklerinin genetik değişkenliğinin klasik bir örneğidir.
Kalıtsal patoloji biçimlerinin çoğunun gelişimini belirleyen gen mutasyonlarıdır. Bu tür mutasyonların neden olduğu hastalıklara gen veya monogenik hastalıklar, yani gelişimi bir genin mutasyonuyla belirlenen hastalıklar denir.
Genomik ve kromozomal mutasyonlar
Genomik ve kromozomal mutasyonlar, kromozomal hastalıkların nedenleridir. Genomik mutasyonlar, anöploidi ve yapısal olarak değişmemiş kromozomların ploidisindeki değişiklikleri içerir. Sitogenetik yöntemlerle tespit edildi.
anöploidi- haploid olanın katı olmayan (2n + 1, 2n - 1, vb.) diploid setteki kromozom sayısının değişmesi (azalma - monozomi, artış - trizomi).
poliploidi- kromozom setlerinin sayısında bir artış, haploid olanın bir katı (3n, 4n, 5n, vb.).
İnsanlarda poliploidi ve çoğu anöploidi öldürücü mutasyonlardır.
En yaygın genomik mutasyonlar şunları içerir:
trizomi- karyotipte üç homolog kromozomun varlığı (örneğin, Down sendromlu 21. çift için, Edwards sendromu için 18. çift için, Patau sendromu için 13. çift için; cinsiyet kromozomları için: XXX, XXY, XYY);
monozomi- iki homolog kromozomdan sadece birinin varlığı. Herhangi bir otozom için monozomi ile embriyonun normal gelişimi imkansızdır. İnsanlarda yaşamla uyumlu tek monozomi - X kromozomundaki monozomi - (Shereshevsky-Turner sendromuna (45, X0) yol açar).
Anöploidiye yol açan neden, germ hücrelerinin oluşumu sırasında hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılmaması veya anafaz gecikmesi sonucunda kromozomların kaybıdır, bu durumda homolog kromozomlardan biri diğer tüm homolog olmayan kromozomların gerisinde kalabilir. direğe hareket. "Ayrılmama" terimi, mayoz veya mitozda kromozomların veya kromatitlerin ayrılmasının olmaması anlamına gelir. Kromozom kaybı, bir e'nin olduğu mozaikçiliğe yol açabilir. yukarı doğru(normal) hücre hattı ve diğer monosomik.
Kromozom ayrışmaması en çok mayoz bölünme sırasında gözlenir. Mayoz bölünme sırasında normalde bölünen kromozomlar birbirine bağlı kalır ve anafazda hücrenin bir kutbuna hareket eder. Böylece, biri fazladan bir kromozoma sahip olan ve diğeri bu kromozoma sahip olmayan iki gamet ortaya çıkar. Normal kromozom setine sahip bir gamet, ekstra kromozomlu bir gamet tarafından döllendiğinde, trizomi meydana gelir (yani, hücrede üç homolog kromozom vardır), bir kromozomu olmayan bir gamet döllendiğinde, monozomili bir zigot oluşur. Herhangi bir otozomal (cinsiyet dışı) kromozom üzerinde bir monozomal zigot oluşursa, organizmanın gelişimi, gelişimin en erken aşamalarında durur.
kromozomal mutasyonlar- Bunlar, genellikle ışık mikroskobunda görülebilen bireysel kromozomlardaki yapısal değişikliklerdir. Normal diploid sette bir değişikliğe yol açan bir kromozomal mutasyonda çok sayıda (onlardan birkaç yüze kadar) gen yer alır. Kromozomal sapmalar genellikle spesifik genlerdeki DNA dizisini değiştirmese de, genomdaki genlerin kopya sayısının değiştirilmesi, genetik materyalin eksikliği veya fazlalığı nedeniyle genetik bir dengesizliğe yol açar. İki büyük kromozomal mutasyon grubu vardır: kromozom içi ve kromozomlar arası.
İntrakromozomal mutasyonlar, bir kromozom içindeki anormalliklerdir. Bunlar şunları içerir:
—silmeler(lat. deletio - yıkımdan) - kromozomun iç veya terminal bölümlerinden birinin kaybı. Bu, embriyogenezin ihlaline ve çoklu gelişimsel anomalilerin oluşumuna yol açabilir (örneğin, 5p- olarak adlandırılan 5. kromozomun kısa kolu bölgesinde bölünme, gırtlak, kalp kusurları, zeka geriliğinin az gelişmesine yol açar) . Bu semptom kompleksi "kedi ağlaması" sendromu olarak bilinir, çünkü hasta çocuklarda gırtlak anomalisi nedeniyle ağlama bir kedinin miyavlamasına benzer;
—ters çevirmeler(lat. inversio'dan - ters çevirme). Kromozomda iki nokta kırılması sonucunda ortaya çıkan parça 180° döndürüldükten sonra orijinal yerine yerleştirilir. Sonuç olarak, sadece genlerin sırası ihlal edilir;
— kopyalar(Lat duplicatio'dan - ikiye katlamadan) - kromozomun herhangi bir bölümünün ikiye katlanması (veya çoğaltılması) (örneğin, 9. kromozomun kısa kollarından biri boyunca trizomi, mikrosefali, gecikmiş fiziksel, zihinsel ve entelektüel gelişim dahil olmak üzere çoklu kusurlara neden olur).
En sık görülen kromozomal sapmaların şemaları:
Bölüm: 1 - terminal; 2 - geçiş reklamı. İnversiyonlar: 1 - perisentrik (sentromerin yakalanması ile); 2 - parasentrik (bir kromozom kolu içinde)
İnterkromozomal mutasyonlar veya yeniden düzenleme mutasyonları- homolog olmayan kromozomlar arasında parça değişimi. Bu tür mutasyonlara translokasyon denir (Latin tganlarından - + lokus - yer için). BT:
Karşılıklı translokasyon, iki kromozom parçalarını değiştirdiğinde;
Bir kromozomun bir parçası diğerine taşındığında karşılıklı olmayan translokasyon;
- "sentrik" füzyon (Robertsonian translokasyonu) - iki akrosentrik kromozomun sentromer bölgelerinde kısa kolların kaybıyla bağlantısı.
Sentromerler boyunca kromatitlerin enine yırtılmasıyla, "kardeş" kromatitler, aynı gen setlerini içeren iki farklı kromozomun "ayna" kolları haline gelir. Bu tür kromozomlara izokromozom denir. Hem intrakromozomal (silmeler, inversiyonlar ve duplikasyonlar) hem de kromozomlar arası (translokasyonlar) sapmalar ve izokromozomlar, fiziksel değişiklikler mekanik kırılmalar da dahil olmak üzere kromozom yapıları.
Kalıtsal değişkenliğin bir sonucu olarak kalıtsal patoloji
Ortak tür özelliklerinin varlığı, dünyadaki tüm insanları tek bir Homo sapiens türünde birleştirmeyi mümkün kılar. Bununla birlikte, kalabalığın içinde tanıdığımız bir kişinin yüzünü bir bakışta kolayca ayırt edebiliriz. yabancı insanlar. Hem bir grup içindeki (örneğin, bir etnik grup içindeki çeşitlilik) hem de gruplar arasındaki olağanüstü insan çeşitliliği, genetik farklılıklarından kaynaklanmaktadır. Artık tüm tür içi değişkenliğin, doğal seçilim tarafından ortaya çıkan ve sürdürülen farklı genotiplerden kaynaklandığına inanılmaktadır.
İnsan haploid genomunun 3,3x109 çift nükleotit kalıntısı içerdiği ve teorik olarak 6-10 milyona kadar genin bulunmasına izin verdiği bilinmektedir. Aynı zamanda modern çalışmaların verileri, insan genomunun yaklaşık 30-40 bin gen içerdiğini göstermektedir. Tüm genlerin yaklaşık üçte biri birden fazla alele sahiptir, yani bunlar polimorfiktir.
Kalıtsal polimorfizm kavramı, 1940 yılında E. Ford tarafından, bir popülasyonda iki veya daha fazla farklı formun varlığını açıklamak için formüle edildi, ancak bunlardan en nadirinin sıklığı sadece mutasyonel olaylarla açıklanamıyor. Gen mutasyonu nadir görülen bir olay (1x106) olduğundan, %1'den fazla olan mutant alel sıklığı, bu mutasyonun taşıyıcılarının seçici avantajları nedeniyle popülasyonda kademeli olarak birikmesiyle açıklanabilir.
Bölünme lokuslarının çokluğu, her birinde alellerin çokluğu, rekombinasyon fenomeni ile birlikte, tükenmez bir genetik insan çeşitliliği yaratır. Hesaplamalar gösteriyor ki, tüm insanlık tarihi boyunca, dünya üzerinde genetik bir tekrar yoktur, yoktur ve öngörülebilir gelecekte de olmayacaktır. doğan her insan evrende benzersiz bir fenomendir. Genetik yapının benzersizliği, her bir kişide hastalığın gelişiminin özelliklerini büyük ölçüde belirler.
İnsanlık, uzun süre aynı koşullarda yaşayan izole popülasyon grupları olarak evrimleşmiştir. çevre iklimsel ve coğrafi özellikler, beslenmenin doğası, patojenler, kültürel gelenekler vb. Bu, popülasyonda, çevresel koşullara en uygun olan, her biri için normal alellerin spesifik kombinasyonlarının sabitlenmesine yol açtı. Habitatın kademeli olarak genişlemesi, yoğun göçler, insanların yeniden yerleşimi ile bağlantılı olarak, belirli koşullar altında diğer koşullarda yararlı olan belirli normal genlerin kombinasyonlarının bazı vücut sistemlerinin optimal işleyişini sağlamadığı durumlar ortaya çıkar. Bu, patolojik olmayan insan genlerinin olumsuz bir kombinasyonundan kaynaklanan kalıtsal değişkenliğin bir kısmının, kalıtsal yatkınlığa sahip sözde hastalıkların gelişiminin temeli haline gelmesine yol açar.
Buna ek olarak, sosyal bir varlık olarak insanlarda, doğal seçilim zaman içinde kalıtsal çeşitliliği de genişleten daha spesifik biçimlerde ilerlemiştir. Hayvanlarda bir kenara atılabilenler korunmuş ya da tersine, hayvanların kurtardıkları kaybolmuştur. Böylece, C vitamini ihtiyacının tam olarak karşılanması, evrim sürecinde askorbik asit sentezini katalize eden L-gulonodakton oksidaz geninin kaybına yol açtı. Evrim sürecinde insanlık, doğrudan patolojiyle ilgili istenmeyen işaretler de edindi. Örneğin insanlarda, evrim sürecinde difteri toksinine veya çocuk felci virüsüne duyarlılığı belirleyen genler ortaya çıktı.
Bu nedenle, insanlarda, diğer biyolojik türlerde olduğu gibi, özelliklerde normal değişikliklere yol açan kalıtsal değişkenlik ile kalıtsal hastalıkların ortaya çıkmasına neden olan kalıtsal değişkenlik arasında keskin bir çizgi yoktur. Biyolojik bir Homo sapiens türü haline gelen insan, türünün "makullüğünü" patolojik mutasyonların birikmesiyle ödemiş gibi. Bu konum, insan popülasyonlarında patolojik mutasyonların evrimsel birikimiyle ilgili tıbbi genetiğin ana kavramlarından birinin temelini oluşturur.
Hem doğal seçilim tarafından korunan hem de azaltılan insan popülasyonlarının kalıtsal değişkenliği, sözde genetik yükü oluşturur.
Bazı patolojik mutasyonlar, tarihsel olarak uzun bir süre boyunca popülasyonlarda kalabilir ve yayılabilir, bu da sözde segregasyon genetik yüküne neden olur; diğer patolojik mutasyonlar, kalıtsal yapıdaki yeni değişikliklerin bir sonucu olarak her nesilde ortaya çıkar ve bir mutasyon yükü oluşturur.
Genetik yükün olumsuz etkisi, artan ölüm oranı (gametlerin, zigotların, embriyoların ve çocukların ölümü), doğurganlığın azalması (yavruların üremesinin azalması), yaşam beklentisinin azalması, sosyal uyumsuzluk ve sakatlık ile kendini gösterir ve ayrıca tıbbi tedaviye olan ihtiyacın artmasına neden olur. bakım.
İngiliz genetikçi J. Hodden, terimin kendisi 40'lı yılların sonlarında G. Meller tarafından önerilmiş olmasına rağmen, araştırmacıların dikkatini genetik bir yükün varlığına çeken ilk kişiydi. "Genetik yük" kavramının anlamı, biyolojik bir türün değişen çevresel koşullara uyum sağlayabilmesi için gerekli olan yüksek derecede genetik değişkenlik ile ilişkilidir.
Mutasyon anlaşıldı DNA miktarında ve yapısında değişiklik bir hücrede veya bir organizmada. Diğer bir deyişle, mutasyon genotipte bir değişikliktir. Genotip değişikliğinin bir özelliği, mitoz veya mayoz bölünme sonucu oluşan bu değişikliğin sonraki nesil hücrelere aktarılabilmesidir.
Çoğu zaman, mutasyonlar, DNA nükleotid dizisindeki küçük bir değişiklik (bir gendeki değişiklikler) olarak anlaşılır. Bunlar sözde. Bununla birlikte, bunlara ek olarak, değişikliklerin DNA'nın büyük bölümlerini etkilediği veya kromozom sayısının değiştiği durumlar da vardır.
Bir mutasyonun sonucu olarak, bir organizmada aniden yeni bir özellik ortaya çıkabilir.
Nesiller boyunca aktarılan yeni özelliklerin ortaya çıkmasının nedeninin mutasyon olduğu fikri ilk olarak 1901'de Hugh de Vries tarafından ifade edildi. Daha sonra Drosophila'daki mutasyonlar T. Morgan ve okulunun personeli tarafından incelenmiştir.
Mutasyon - zarar mı yoksa fayda mı?
DNA'nın "önemsiz" ("sessiz") bölümlerinde meydana gelen mutasyonlar, organizmanın özelliklerini değiştirmez ve nesilden nesile kolayca aktarılabilir (doğal seleksiyon bunlar üzerinde etkili olmaz). Bu tür mutasyonlar nötr olarak kabul edilebilir. Bir gen segmenti eş anlamlı olanla değiştirildiğinde de mutasyonlar nötrdür. Bu durumda belli bir bölgedeki nükleotid dizisi farklı olsa da aynı protein (aynı amino asit dizisi ile) sentezlenecektir.
Bununla birlikte, bir mutasyon önemli bir geni etkileyebilir, sentezlenen proteinin amino asit dizisini değiştirebilir ve sonuç olarak organizmanın özelliklerinde bir değişikliğe neden olabilir. Daha sonra, bir popülasyondaki bir mutasyonun konsantrasyonu belirli bir seviyeye ulaşırsa, bu bir değişikliğe yol açacaktır. Karakteristik özellik tüm nüfus.
Vahşi yaşamda mutasyonlar DNA'da hatalar olarak meydana gelir, dolayısıyla hepsi a priori zararlıdır. Çoğu mutasyon organizmanın canlılığını azaltır, çeşitli hastalıklara neden olur. Somatik hücrelerde meydana gelen mutasyonlar bir sonraki nesle aktarılmaz, ancak mitoz sonucunda belirli bir dokuyu oluşturan yavru hücreler oluşur. Çoğu zaman, somatik mutasyonlar, çeşitli tümörlerin ve diğer hastalıkların oluşumuna yol açar.
Eşey hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar bir sonraki nesle aktarılabilir. Kararlı çevre koşullarında, genotipteki hemen hemen tüm değişiklikler zararlıdır. Ancak çevresel koşullar değişirse, daha önce zararlı olan bir mutasyonun faydalı hale geleceği ortaya çıkabilir.
Örneğin, bir böcekte kısa kanatlara neden olan bir mutasyon, kuvvetli rüzgar olmayan yerlerde yaşayan bir popülasyonda zararlı olabilir. Bu mutasyon deformiteye, hastalığa benzer. Onunla böcekler çiftleşme ortakları bulmakta zorlanacaklar. Ancak arazide daha güçlü rüzgarlar esmeye başlarsa (örneğin, bir yangın sonucu bir ormanlık alan tahrip olmuştur), uzun kanatlı böcekler rüzgar tarafından uçup gidecek, hareket etmeleri daha zor olacaktır. Bu şartlar altında kısa kanatlı bireyler avantaj elde edebilir. Uzun kanatlılardan daha sık ortaklar ve yiyecek bulacaklar. Bir süre sonra, popülasyonda daha kısa kanatlı mutantlar olacaktır. Böylece mutasyon sabitlenecek ve norm haline gelecektir.
Mutasyonlar doğal seçilimin altında yatar ve bu onların ana faydasıdır. Vücut için, ezici sayıda mutasyon zararlıdır.
Mutasyonlar neden oluşur?
Doğada mutasyonlar rastgele ve kendiliğinden oluşur. Yani herhangi bir gen herhangi bir zamanda mutasyona uğrayabilir. Bununla birlikte, farklı organizmalarda ve hücrelerde mutasyonların sıklığı farklıdır. Örneğin, süre ile ilgilidir. yaşam döngüsü: ne kadar kısa olursa, o kadar çok mutasyon meydana gelir. Bu nedenle, mutasyonlar bakterilerde ökaryotik organizmalardan çok daha sık meydana gelir.
Hariç kendiliğinden mutasyonlar(doğal olarak oluyor) uyarılmış(laboratuvar koşullarında veya olumsuz çevre koşullarında bir kişi tarafından) mutasyonlar.
Temel olarak mutasyonlar, DNA replikasyonundaki (iki katına çıkma), DNA'nın onarımı (restorasyonu) hataları, eşit olmayan çaprazlama, mayoz bölünmede uygun olmayan kromozom ayrımı vb.
Böylece hücrelerde, hasarlı DNA bölümlerinin restorasyonu (onarımı) sürekli olarak gerçekleşir. Ancak, eğer sonuç olarak çeşitli sebepler onarım mekanizmaları ihlal edilirse, DNA'daki hatalar kalır ve birikir.
Bir replikasyon hatasının sonucu, DNA zincirindeki bir nükleotidin bir başkasıyla yer değiştirmesidir.
Mutasyonlara ne sebep olur?
Gelişmiş Seviye mutasyonlar x ışınlarına, ultraviyole ve gama ışınlarına neden olur. Ayrıca mutajenler, α- ve β-parçacıkları, nötronlar, kozmik radyasyonu içerir (bütün bunlar yüksek enerjili parçacıklardır).
mutajen mutasyona neden olabilecek bir şeydir.
Çeşitli radyasyonlara ek olarak, birçok kimyasal maddeler: formaldehit, kolşisin, tütün bileşenleri, pestisitler, koruyucular, bazıları ilaçlar ve benzeri.
kalıtsal değişkenlik
Kombinasyon değişkenliği. Kalıtsal veya genotipik değişkenlik, birleştirici ve mutasyonel olarak ikiye ayrılır.
Değişkenlik, rekombinasyonların oluşumuna dayanan, yani. ebeveynlerin sahip olmadığı bu tür gen kombinasyonları.
Kombinatif değişkenlik, organizmaların cinsel üremesine dayanır ve bunun sonucunda çok çeşitli genotipler ortaya çıkar. Üç süreç, neredeyse sınırsız genetik değişkenlik kaynağı olarak hizmet eder:
Birinci mayotik bölünmede homolog kromozomların bağımsız sapması. Mendel'in üçüncü yasasının temeli, mayoz bölünme sırasında kromozomların bağımsız kombinasyonudur. Sarı düz ve yeşil buruşuk tohumlarla çapraz bitkilerden ikinci nesilde yeşil pürüzsüz ve sarı buruşuk bezelye tohumlarının görünümü, birleşimsel değişkenliğin bir örneğidir.
Homolog kromozom bölümlerinin karşılıklı değişimi veya geçiş (bkz. Şekil 3.10). Yeni bağlantı grupları yaratır, yani alellerin genetik rekombinasyonunun önemli bir kaynağı olarak hizmet eder. Bir kez zigotta bulunan rekombinant kromozomlar, ebeveynlerin her biri için atipik olan belirtilerin ortaya çıkmasına katkıda bulunur.
Döllenme sırasında rastgele gamet kombinasyonu.
Bu birleştirici değişkenlik kaynakları, farklı genotip ve fenotipe sahip organizmaların ortaya çıkmasına yol açan (genlerin kendileri değişmez) genlerin sürekli bir "karıştırılmasını" sağlarken, bağımsız ve aynı anda hareket eder. Bununla birlikte, yeni gen kombinasyonları, nesilden nesile aktarıldığında oldukça kolay bir şekilde dağılır.
Kombine değişkenlik, canlı organizmaların tüm devasa kalıtsal çeşitliliğinin en önemli kaynağıdır. Bununla birlikte, listelenen değişkenlik kaynakları, evrim teorisine göre yeni türlerin ortaya çıkması için gerekli olan, hayatta kalmak için gerekli olan genotipte istikrarlı değişikliklere yol açmaz. Bu tür değişiklikler mutasyonlardan kaynaklanır.
mutasyonel değişkenlik. mutasyonel genotipin kendisinin değişkenliği denir. mutasyonlar - bunlar, organizmanın belirli belirtilerinde bir değişikliğe yol açan, genetik materyalde ani kalıtsal değişikliklerdir.
Mutasyon teorisinin ana hükümleri, 1901-1903'te G. De Vries tarafından geliştirildi. ve aşağıdakine kadar kaynatın:
Mutasyonlar, özelliklerde ayrık değişiklikler olarak aniden, aniden ortaya çıkar.
Kalıtsal olmayan değişikliklerin aksine, mutasyonlar nesilden nesile aktarılan niteliksel değişikliklerdir.
Mutasyonlar kendilerini farklı şekillerde gösterirler ve hem yararlı hem de zararlı, hem baskın hem de çekinik olabilirler.
Mutasyonları tespit etme olasılığı, çalışılan bireylerin sayısına bağlıdır.
Benzer mutasyonlar tekrar tekrar meydana gelebilir.
Mutasyonlar yönsüzdür (kendiliğinden), yani kromozomun herhangi bir kısmı mutasyona uğrayarak hem küçük hem de hayati belirtilerde değişikliklere neden olabilir.
Hücrenin kendini yeniden üretme yeteneğini koruduğu kromozom yapısındaki veya sayısındaki hemen hemen her değişiklik, organizmanın özelliklerinde kalıtsal bir değişikliğe neden olur. Değişimin doğası gereği genetik şifre, yani haploid kromozom setinde bulunan genlerin toplamı, gen, kromozomal ve genomik mutasyonları ayırt eder.
genetik, veya nokta mutasyonu- tek bir gen içindeki bir DNA molekülündeki nükleotid dizisindeki bir değişikliğin sonucu. Gendeki böyle bir değişiklik, mRNA'nın yapısındaki transkripsiyon sırasında yeniden üretilir; sırayı değiştirir amino asitler ribozomlar üzerinde translasyon sırasında oluşan polipeptit zincirinde. Sonuç olarak, organizmanın ilgili özelliğinde bir değişikliğe yol açan başka bir protein sentezlenir. Bu, en yaygın mutasyon türüdür ve organizmalarda kalıtsal değişkenliğin en önemli kaynağıdır.
Gendeki nükleotidlerin eklenmesi, kaybı veya yeniden düzenlenmesi ile ilişkili farklı gen mutasyonları vardır. BT kopyalar(bir genin bir bölümünün tekrarı), ekler(fazladan bir çift nükleotid dizisindeki görünüm), silmeler("bir veya daha fazla baz çiftinin kaybı") nükleotid çiftlerinin yer değiştirmeleri (AT -> <- HZ; AT -> <- ; CG; veya AT -> <- TA), inversiyonlar(gen bölümünün 180° ters çevrilmesi).
Gen mutasyonlarının etkileri son derece çeşitlidir. Çoğu resesif oldukları için fenotipik olarak görünmezler. Bu, yeni ortaya çıkan mutasyonların çoğu zararlı olduğu için türün varlığı için çok önemlidir. Ancak çekinik yapıları, türün bireylerinde organizmaya zarar vermeden heterozigot durumda uzun süre kalmalarına ve gelecekte homozigot duruma geçtiklerinde kendini göstermelerine olanak tanır.
Aynı zamanda, belirli bir gendeki sadece bir bazdaki bir değişikliğin fenotip üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olduğu birkaç durum bilinmektedir. Bir örnek, genetik bir anomalidir. orak hücreli anemi gibi. Homozigot durumda bu kalıtsal hastalığa neden olan resesif alel, yalnızca bir amino asit kalıntısının değiştirilmesiyle ifade edilir ( B- hemoglobin molekülünün zincirleri (glutamik asit -» -> valin). Bu, kanda, bu tür hemoglobine sahip kırmızı kan hücrelerinin deforme olmasına (yuvarlaktan hilal şeklinde) ve hızla yok olmasına yol açar. Bu durumda akut anemi gelişir ve kanın taşıdığı oksijen miktarında azalma gözlenir. Anemi, fiziksel zayıflığa, kalp ve böbreklerin işlev bozukluğuna neden olur ve mutant alel için homozigot olan kişilerde erken ölüme yol açabilir.
Kromozomal mutasyonlar (yeniden düzenlemeler, veya sapmalar)- Bunlar, ışık mikroskobu altında tanımlanabilen ve incelenebilen kromozom yapısındaki değişikliklerdir.
bilinen perestroyka farklı şekiller(Şekil 3.13):
eksikliği, veya eksiklik,- kromozomun terminal bölümlerinin kaybı;
silme- orta kısmında bir kromozom segmentinin kaybı;
çoğaltma - kromozomun belirli bir bölgesinde lokalize olan genlerin iki veya çoklu tekrarı;
ters çevirme- kromozomun bir bölümünün 180 ° döndürülmesi, bunun sonucunda bu bölümdeki genlerin normal olana göre ters sırada yerleştirilmesi;
yer değiştirme- kromozom setindeki kromozomun herhangi bir parçasının pozisyonundaki değişiklik. En yaygın translokasyon türü, bölgelerin homolog olmayan iki kromozom arasında değiş tokuş edildiği karşılıklıdır. Bir kromozomun bir parçası, karşılıklı değişim olmaksızın, aynı kromozomda kalarak veya başka bir kromozoma dahil olmadan bile konumunu değiştirebilir.
saat eksiklikler, silinmeler ve kopyalar genetik materyalin miktarı değişir. Fenotipik değişimin derecesi, kromozomların karşılık gelen bölümlerinin ne kadar büyük olduğuna ve önemli genler içerip içermediğine bağlıdır. Eksiklik örnekleri, insanlar da dahil olmak üzere birçok organizmada bilinmektedir. Şiddetli kalıtsal hastalık -sendromu "kedi ağlaması"(hasta bebeklerin çıkardığı seslerin doğasına göre adlandırılır), 5. kromozomdaki eksikliğin heterozigotluğu nedeniyle. Bu sendroma şiddetli displazi ve zeka geriliği eşlik eder. Genellikle bu sendromlu çocuklar erken ölür, ancak bazıları yetişkinliğe kadar yaşar.
3.13 . Genlerin kromozomlardaki yerini değiştiren kromozomal yeniden düzenlemeler.
genomik mutasyonlar- vücut hücrelerinin genomundaki kromozom sayısındaki değişiklik. Bu fenomen iki yönde gerçekleşir: tüm haploid kümelerinin sayısında bir artışa doğru (poliploidi) ve bireysel kromozomların kaybolmasına veya dahil edilmesine doğru (anöploidi).
poliploidi- haploid kromozom setinde çoklu artış. Farklı sayıda haploid kromozom setine sahip hücrelere triploid (3n), tetraploid (4n), heksanoid (6n), oktaploid (8n), vb. denir.
Çoğu zaman, poliploidler, mayoz veya mitoz sırasında kromozomların hücrenin kutuplarına ayrılma sırası ihlal edildiğinde oluşur. Bu, fiziksel ve kimyasal faktörlerin etkisinden kaynaklanabilir. Kolşisin gibi kimyasallar, bölünmeye başlayan hücrelerde mitotik iğ oluşumunu engeller, bunun sonucunda kopyalanan kromozomlar ayrılmaz ve hücre tetragonal hale gelir.
Birçok bitki için sözde poliploit çizgiler. 2'den 10n'ye kadar olan formları ve daha fazlasını içerirler. Örneğin, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 ve 144 kromozomlu bir poliploid dizisi, Solanum (Solanum) cinsinin temsilcileridir. Buğday (Triticum) cinsi, üyeleri 34, 28 ve 42 kromozomlu bir seridir.
Poliploidi, bir organizmanın özelliklerinde bir değişiklikle sonuçlanır ve bu nedenle, özellikle bitkilerde, evrim ve seleksiyonda önemli bir değişkenlik kaynağıdır. Bunun nedeni, bitki organizmalarında hermafroditizm (kendi kendine tozlaşma), apomiksis (partenogenez) ve vejetatif üremenin çok yaygın olmasıdır. Bu nedenle, gezegenimizde dağıtılan bitki türlerinin yaklaşık üçte biri poliploidlerdir ve yüksek dağlık Pamirlerin keskin kıta koşullarında, poliploidlerin %85'e kadarı büyür. Hemen hemen tüm kültür bitkileri, yabani akrabalarının aksine daha büyük çiçeklere, meyvelere ve tohumlara sahip olan ve depolama organlarında (gövde, yumrular) daha fazla besin biriken poliploidlerdir. Poliploidler olumsuz yaşam koşullarına daha kolay uyum sağlar, düşük sıcaklıkları ve kuraklığı daha kolay tolere eder. Bu nedenle kuzey ve yüksek dağlık bölgelerde yaygındırlar.
Ekili bitkilerin poliploid formlarının verimliliğindeki keskin artış, fenomene dayanmaktadır. polimerler(bkz. § 3.3).
anöploidi veya heteroplodi,- Vücut hücrelerinin, haploid setin katı olmayan, değiştirilmiş sayıda kromozom içerdiği bir fenomen. Aneuploidler, bireysel homolog kromozomlar ayrılmadığında veya mitoz ve mayoz sırasında kaybolmadığında ortaya çıkar. Gametogenez sırasında kromozomların ayrılmamasının bir sonucu olarak, ekstra kromozomlu germ hücreleri ortaya çıkabilir ve daha sonra normal haploid gametlerle sonraki füzyonla bir zigot 2n + 1 oluştururlar. (trisomik) belirli bir kromozom üzerinde Gamette birden az kromozom varsa, sonraki döllenme 1n - 1 zigot oluşumuna yol açar. (monozom) kromozomlardan herhangi biri üzerinde Ek olarak, 2n - 2 formları vardır veya nullizomik, homolog kromozom çifti olmadığı için ve 2n + X, veya polisomi.
Anöploidler hem bitkilerde hem de hayvanlarda olduğu kadar insanlarda da bulunur. Aneuploid bitkiler düşük canlılığa ve doğurganlığa sahiptir ve insanlarda bu fenomen genellikle kısırlığa yol açar ve bu durumlarda kalıtsal değildir. 38 yaş üstü annelerden doğan çocuklarda anöploidi olasılığı artar (%2,5'e kadar). Ayrıca insanlarda anöploidi vakaları kromozomal hastalıklara neden olur.
Hem doğal hem de yapay koşullarda ikievcikli hayvanlarda poliploidi oldukça nadirdir. Bunun nedeni, cinsiyet kromozomları ve otozomların oranında bir değişikliğe neden olan poliploidi, homolog kromozomların konjugasyonunun ihlaline yol açması ve dolayısıyla cinsiyetin belirlenmesini zorlaştırmasıdır. Sonuç olarak, bu tür formlar sonuçsuz ve yaşayamaz hale gelir.
Spontan ve indüklenmiş mutasyonlar. Doğal Bilinmeyen doğal faktörlerin etkisi altında, çoğunlukla genetik materyalin (DNA veya RNA) çoğaltılmasındaki hataların bir sonucu olarak meydana gelen mutasyonlar olarak adlandırılır. Her türde spontan mutasyonun sıklığı genetik olarak belirlenir ve belirli bir seviyede tutulur.
indüklenmiş mutajenez- bu, fiziksel ve kimyasal mutajenlerin yardımıyla mutasyonların yapay olarak elde edilmesidir. Keskin artış mutasyon frekansı (yüzlerce kez), her türlü iyonlaştırıcı radyasyonun (gama ve x-ışınları, protonlar, nötronlar vb.), ultraviyole radyasyonun, yüksek ve düşük sıcaklıkların etkisi altında meydana gelir. Kimyasal mutajenler, formalin, nitrojen hardal, kolşisin, kafein, tütünün bazı bileşenleri, ilaçlar, gıda gibi maddeleri içerir. koruyucular ve pestisitler. Biyolojik mutajenler, bir dizi küf mantarının virüsleri ve toksinleridir.
Şu anda, çeşitli mutajenlerin belirli genler üzerinde yönlendirilmiş etkisine yönelik yöntemler oluşturma çalışmaları devam etmektedir. İstenen genlerde mutasyonların yapay olarak üretilmesi, bitki, hayvan ve mikroorganizmaların seçimi için büyük pratik öneme sahip olabileceğinden, bu tür çalışmalar çok önemlidir.
Kalıtsal değişkenlikte homolog seriler yasası. 20. yüzyılın başında değişkenlik çalışması üzerine çalışmaların en büyük genellemesi. oldu kalıtsal değişkenlikte homolog seriler yasası. 1920 yılında seçkin Rus bilim adamı N. I. Vavilov tarafından formüle edilmiştir. Yasanın özü aşağıdaki gibidir: Genetik olarak yakın olan, köken birliği ile birbirine bağlı olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir. Bir türde hangi değişkenlik biçimlerinin bulunduğu bilindiğinde, ilgili türlerde benzer biçimlerin ortaya çıkacağı öngörülebilir.
İlgili türlerdeki homolojik fenotipik değişkenlik serisi yasası, doğal seleksiyon sürecinde bir atadan kökenlerinin birliği fikrine dayanmaktadır. Ortak ataların belirli bir gen kümesi olduğundan, onların soyundan gelenlerin yaklaşık olarak aynı kümeye sahip olması gerekir.
Ayrıca, ortak bir kökene sahip ilgili türlerde benzer mutasyonlar ortaya çıkar. Bu, benzer bir gen kümesine sahip farklı ailelerin ve bitki ve hayvan sınıflarının temsilcilerinin bulunabileceği anlamına gelir. paralellik- morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal özelliklere ve özelliklere göre homolog mutasyon serileri. Böylece, benzer mutasyonlar farklı omurgalı sınıflarında meydana gelir: kuşlarda albinizm ve tüy eksikliği, memelilerde albinizm ve tüysüzlük, birçok memeli ve insanda hemofili. Bitkilerde, zarlı veya çıplak tahıl, kılçıklı veya kılsız başak, vb. gibi özellikler için kalıtsal değişkenlik kaydedilmiştir.
Mutasyon sürecinin genel düzenini ve organizmaların morfogenezini yansıtan homolojik seriler yasası, tarımsal üretim, ıslah ve tıpta pratik kullanımı için geniş fırsatlar sunar. Birkaç ilgili türün değişkenliğinin doğası hakkında bilgi, bunlardan birinde olmayan, ancak diğerlerinin özelliği olan bir özelliği aramayı mümkün kılar. Bu sayede özellikle mekanize toprak işlemede önemli olan tahılların çıplak formları, kırılması gerekmeyen tek tohumlu şeker pancarı çeşitleri toplanmış ve incelenmiştir. Tıp bilimi, insan hastalıklarının incelenmesi için homolog hastalıkları olan hayvanları model olarak kullanabilmiştir: bunlar diyabet sıçanlar; farelerin, köpeklerin, kobayların doğuştan sağırlığı; farelerin, sıçanların, köpeklerin vb. gözündeki katarakt.
Homolojik seriler yasası, ekonomi için değerli yeni formlar yaratmak için ıslahta kullanılabilecek, bilim tarafından henüz bilinmeyen mutasyonların ortaya çıkma olasılığını da öngörmeyi mümkün kılar.
Mutasyon türleri
Muller'in ışınladığı meyve sineklerinin tespit edebileceğinden çok daha fazla mutasyona sahip olması muhtemeldir. Tanım olarak mutasyon, DNA'daki herhangi bir değişikliktir. Bu, mutasyonların genomun herhangi bir yerinde meydana gelebileceği anlamına gelir. Ve genomun çoğu, hiçbir şeyi kodlamayan "çöp" DNA tarafından işgal edildiğinden, çoğu mutasyon fark edilmez.
Mutasyonlar değişir fiziksel özellikler organizma (özellikler) sadece gen içindeki DNA dizisini değiştirirlerse (Şekil 7.1).
Pirinç. 7.1. Bu üç amino asit dizisi, küçük değişikliklerin ne kadar büyük bir fark yaratabileceğini gösteriyor. Normal bir proteindeki amino asit zincirlerinden birinin başlangıcı en üst sırada gösterilir. Aşağıda hemoglobin proteininin anormal bir varyantının amino asit zinciri yer almaktadır: altıncı pozisyonda valinin yerini glutamik asit almıştır. GAA kodonunu GUA kodonuna mutasyona uğratan bu tek ikame, hafif anemiden (bireyde mutasyona uğramış genin normal bir kopyasına sahipse) ölüme (bireyin iki mutasyona uğramış olması durumunda) kadar değişen semptomlarla orak hücreli aneminin nedenidir. genin kopyaları)
Muller, meyve sineklerini yüksek dozda radyasyona maruz bırakarak mutasyona neden olsa da, vücutta mutasyonlar her zaman meydana gelir. Bazen bunlar hücrede meydana gelen normal süreçlerin basit hatalarıdır ve bazen de çevresel etkilerin sonucudur. Bu tür spontane mutasyonlar, bazen spontan arka plan olarak adlandırılan belirli bir organizmanın karakteristik frekanslarında meydana gelir.
Normal DNA dizisinde sadece bir baz çiftini değiştiren en yaygın nokta mutasyonları meydana gelir. İki şekilde elde edilebilirler:
1. DNA, bir baz diğerine dönüşecek şekilde kimyasal olarak değiştirilir. 2. DNA replikasyonu hatalarla çalışır, DNA sentezi sırasında yanlış bazın ipliğe yerleştirilmesi.
Görünüşlerinin nedeni ne olursa olsun, nokta mutasyonları iki türe ayrılabilir:
1. geçişler. En yaygın mutasyon türü. Geçişte, bir pirimidin başka bir pirimidin ile değiştirilir veya bir pürin başka bir pürin ile değiştirilir: örneğin, bir G-C çifti bir A-T çifti olur veya tam tersi.
2. Dönüşümler. Daha nadir bir mutasyon türü. Purin, pirimidin ile değiştirilir veya tam tersi: örneğin, çift A-T bir çift T-A veya C-G olur.
Nitröz asit, geçişlere neden olan bir mutajendir. Sitozini urasile dönüştürür. Sitozin genellikle guaninle, urasil ise adeninle eşleşir. Sonuç olarak çift C-G A sonraki çoğaltmada T ile eşleştiğinde T-A çifti olur. Nitröz asit, adenin üzerinde aynı etkiye sahiptir ve A-T çiftini bir C-G çiftine dönüştürür.
Geçişlerin bir başka nedeni de uyumsuzluk gerekçesiyle. Bu, herhangi bir nedenle, bir DNA dizisine yanlış baz yerleştirildiğinde ve ardından eşleşmesi gereken eş yerine yanlış eşle (tamamlayıcı olmayan baz) eşleştiğinde olur. Sonuç olarak, bir sonraki çoğaltma döngüsü sırasında çift tamamen değişir.
Nokta mutasyonlarının etkisi, baz dizisinde nerede oluştuklarına bağlıdır. Bir baz çiftindeki bir değişiklik sadece bir kodonu ve dolayısıyla bir amino asidi değiştirdiğinden, ortaya çıkan protein hasar görebilir, ancak hasara rağmen normal aktivitesinin bir kısmını koruyabilir.
Nokta mutasyonlarından çok daha güçlü DNA'ya zarar verir çerçeve kayması mutasyonları. Genetik baz dizisinin (dizi) örtüşmeyen üçlüler (üç baz) dizisi olarak okunduğunu hatırlayın. Bu, okumanın başlangıç noktasına bağlı olarak, bir dizi bazların okunmasının (okuma çerçevelerinin) üç yolu olduğu anlamına gelir. Bir mutasyon fazladan bir baz çıkarır veya eklerse, çerçeve kaymasına neden olur ve tüm baz dizisi yanlış okunur. Bu, tüm amino asit dizisinin değişeceği ve ortaya çıkan proteinin yüksek bir olasılıkla tamamen çalışmaz olacağı anlamına gelir.
Çerçeve kayması mutasyonları neden olur akridinler, DNA'ya bağlanan ve yapısını o kadar çok değiştiren kimyasallar ki, replike olurken DNA'ya bazlar eklenebilir veya DNA'dan çıkarılabilir. Bu tür mutasyonların etkisi, eklemenin meydana geleceği baz dizisinin konumuna bağlıdır ( sokma) veya terk ( silme) bazların yanı sıra elde edilen dizideki göreceli konumları (Şekil 7.2).
Pirinç. 7.2. Çerçeve kayması mutasyonunun DNA baz dizisinin okunmasını etkileme yollarından biri
Başka bir mutasyon türü, ek genetik materyalin uzun parçalarının genoma eklenmesidir (yerleştirilmesi). gömülü transpoze (hareketli genetik) elementler, veya transpozonlar, bir DNA bölgesinden diğerine hareket edebilen dizilerdir. Transpozonlar ilk olarak 1950'lerde genetikçi Barbara McClintock tarafından keşfedildi. Bunlar, genomdaki bir noktadan diğerine atlayabilen kısa DNA elementleridir (bu nedenle genellikle "atlama genleri" olarak adlandırılırlar). Bazen yanlarında yakındaki DNA dizilerini de alırlar. Tipik olarak transpozonlar, biri enzim geni olan bir veya daha fazla genden oluşur. transpozazlar. Bu enzim, transpozonlar tarafından hücre içinde bir DNA bölgesinden diğerine hareket etmek için gereklidir.
Ayrıca orada retrotranspozonlar, veya retropozonlar kim kendi başına hareket edemez. Bunun yerine mRNA'larını kullanırlar. İlk önce DNA'ya kopyalanır ve ikincisi genomun başka bir noktasına eklenir. Retrotranspozonlar retrovirüslerle ilgilidir.
Bir gene bir transpozon sokulursa, baz kodlama dizisi bozulur ve çoğu durumda gen kapatılır. Transpozonlar ayrıca, aşağı yöndeki diğer genlerin ekspresyonunu etkili bir şekilde bloke eden transkripsiyonel veya translasyonel sonlandırma sinyallerini de taşıyabilir. Böyle bir etkiye denir kutupsal mutasyon.
Retrotranspozonlar memeli genomlarının tipik bir örneğidir. Aslında, genomun yaklaşık %40'ı bu tür dizilerden oluşur. Genomun bu kadar çok "çöp" DNA içermesinin nedenlerinden biri de budur. Retrotranspozonlar SINE'ler (kısa ara elementler) birkaç yüz baz çifti uzunluğunda veya LINE'lar (uzun ara elementler) 3000 ila 8000 baz çifti uzunluğunda olabilir. Örneğin, insan genomu, kendi kendini kopyalamaktan başka bir işlevi olmayan bir SINE tipinin yaklaşık 300.000 dizisini içerir. Bu elementlere "bencil" DNA da denir.
Nokta mutasyonlarından farklı olarak, transpozonların neden olduğu mutasyonlar, mutajenler tarafından indüklenemez.
Nokta mutasyonları, hem orijinal DNA dizisini geri yükleyerek hem de genin diğer yerlerinde birincil mutasyonun etkisini telafi eden mutasyonlar yoluyla tersine dönebilir, orijinal diziye geri dönebilir.
Ek bir DNA elementinin eklenmesi, açıkçası, eklenen materyali keserek tersine çevirebilir - nokta hariç tutma. Bununla birlikte, genin bir kısmının silinmesi geri döndürülemez.
Diğer genlerde mutasyonlar meydana gelebilir ve bu, ilk mutasyonun neden olduğu hasarı düzelten bir baypas oluşumuna yol açar. Sonuç, normal veya normale yakın bir fenotipe sahip bir çift mutanttır. Bu fenomene denir Bastırma, iki türdür: ekstragenik ve intragenik.
Ekstragen baskılayıcı mutasyon bazen bastırılmış mutant tarafından kodlanan proteinin tekrar işlev görebileceği fizyolojik koşulları değiştirerek başka bir gende bulunan bir mutasyonun etkisini bastırır. Böyle bir mutasyon, mutant proteinin amino asit dizisini değiştirir.
İntragenik baskılayıcı mutasyon bulunduğu gendeki mutasyonun etkisini bastırır, bazen çerçeve kayması mutasyonu tarafından kırılan okuma çerçevesini eski haline getirir. Bazı durumlarda, mutasyon, birincil mutasyonun neden olduğu amino asit değişikliğini telafi eden bir bölgedeki amino asitleri değiştirir. fenomen de denir ikinci sitede geri dönüş.
Bir gendeki tüm baz dizileri eşit derecede değişken değildir. Mutasyonlar, gen dizisindeki sıcak noktalar etrafında kümelenme eğilimindedir - rastgele bir dağılımda mutasyon oluşturma olasılığının beklenenden 10 veya 100 kat daha yüksek olduğu yerler. Bu sıcak noktaların konumu, onları indükleyen farklı mutasyon türleri ve mutajenler için farklıdır.
bakterilerde E. koliörneğin, 5-metilsitozin adı verilen modifiye bazların bulunduğu yerlerde sıcak noktalar oluşur. Bu sebep bazen tautomerik bir kaymaya uğrar- hidrojen atomunun yeniden düzenlenmesi. Sonuç olarak, C yerine T ile G çiftleri ve replikasyondan sonra vahşi tip bir G-C çifti ve bir mutant A-T çifti oluşur (genetikte Vahşi tip doğada yaygın olarak bulunan DNA dizileri olarak adlandırılır).
Birçok mutasyonun görünür bir etkisi yoktur. Onlar aranmaktadır sessiz mutasyonlar. Bazen mutasyon sessizdir çünkü değişiklik amino asitlerin üretimini etkilemez ve bazen de proteindeki amino asidin değiştirilmesine rağmen yeni amino asit işlevini etkilemez. denir nötr değiştirme.
Bir genin işlevini kapatan veya değiştiren mutasyona denir. doğrudan mutasyon. Orijinal mutasyonu tersine çevirerek veya bir baypas açarak (yukarıda açıklanan ikinci bölgede tersine çevirmede olduğu gibi) bir genin işlevini yeniden etkinleştiren veya eski haline getiren mutasyona denir. geri mutasyon.
Gördüğünüz gibi, mutasyonları sınıflandırmanın birçok farklı yolu vardır ve aynı mutasyon farklı tiplerde olabilir. Tablo verileri. 7.1 mutasyonların karakterizasyonunu açıklayabilir.
Mutasyon sınıflandırması
Mutasyon sınıflandırması (devamı)
