Генные мутации приводят к моногенным наследственным болезням человека
2.Хромосомные мутации -изменения структуры хромосом
Изменения структуры хромосом. Существуют внутрихромосомные и межхромосомные перестройки.
Внутрихромосомные:
* потеря различных участков хромосомы (делеция),
* удвоение отдельных фрагментов (дупликация, инсерция),
* поворот участка хромосомы на 180° (инверсия)
Межхромосомные:
* перемещение участка с одной хромосомы на другую хромосому - транслокации.
3. Геномные мутации -изменения числа хромосом
К геномным мутациям относятся полиплоидии и гетероплоидии. Обусловлены преимущественно нарушениями процесса расхождения хромосом.
Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору. В соответствии с этим различают триплоиды (Зп), тетраплоиды (4п) и т. д.
Гетероплоидия — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору. При этом набор хромосом в клетке может быть увеличен на одну, две, три хромосомы – полисомии (2п + 1 (трисомия); 2п + 2 (тетрасомия); 2п + 3) или уменьшен на одну хромосому - моносомии (2n-1), нулесомии.
Мутагенные факторы, их классификация и последствия воздействия на человека. Классификация мутаций.
Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом. Факторы, которые способны вызывать мутации, называются мутагенами.
Мутагенный факторы можно подразделить на 3 большие группы: физические, химические и биологические (рис. 5.)
К физическим мутагенам относятся различные виды излучений, температура, влажность, шум, вибрация и т.д. Основные механизмы их действия (рис. 6):
5. Нарушение структуры генов и хромосом;
6. Образование свободных радикалов, которые вступают в химические взаимодействия с ДНК;
7. Разрыв нитей ахроматинового веретена деления;
8. Образование сшивок – димеров.
К химическим мутагенам относятся (рис. 5):
а) природные органические и неорганические соединения (нитриты, нитраты, гормоны, алколоиды, бензол, фенол и т.д., а также алкоголь и наркотики)
б) продукты промышленной переработки природных соединений – угля, нефти (ароматические углеводороды, бензпирен …)
в) синтетические вещества, ранее не встречавшиеся в природе – ксенобиотики (пестициды, инсектициды, никотин, пищевые добавки, консерванты, лекарственные вещества …)
г) некоторые метаболиты организма человека (хлороформ – фосген, парацетамол – яд, повреждающий печень и почки …)
Химические факторы обладают высокой проникающей способностью, способны изменять коллоидное состояние хромосом и вступать в химические реакции с нуклеиновыми кислотами. Часто приводят к заменам азотистых оснований и угнетают синтез нуклеиновых кислот.
Биологические мутагенные факторы (рис. 5) – вирусы (встраиваются в ДНК хозяина – человека), бактерии (продукты их метаболизма относятся к химическим мутагенам).
Классификация мутаций.
Мутации можно объединять, в группы—классифицировать по характеру проявления, по месту или, по уровню их возникновения (рис. 4). По характеру проявления мутации бывают доминантными и рецессивными (1). Доминантные мутации проявляются в фенотипе в 1-м поколении. Если доминантные мутации неблагоприятные, то организмы могут оказаться нежизнеспособными или неплодовитыми. Такие мутации элиминируют. Большинство мутаций являются рецессивными, т.е. не проявляются у гетерозигот и способны накапливаться в поколениях, уклоняясь от действия естественного отбора.
По влиянию на жизнеспособность мутации бывают нейтральными, полулетальными и летальными. Мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие, называют полулетальными а несовместимые с жизнью — летальными (2). Нейтральные мутации формируют полиморфизмы – генетическое разнообразие индивидуумов. Многие нейтральные мутации затрагивают некодирующие участки генома и не проявляются фенотипически. Нейтральные мутации в кодирующих участках приводят к появлению новых признаков (группы крови, разный цвет волос или глаз у человека и др.).
Мутация, возникшая в половых клетках, не влияет на признаки данного организма, а проявляется только в следующем поколении. Такие мутации называют генеративными. Если изменяются гены в соматических клетках, такие мутации проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Такие мутации называют соматическими. Соматические мутации возникают очень часто и в большинстве случаев остаются незамеченными для организма. Но в некоторых случаях мутации соматических клеток дают начало злокачественной трансформации и развитию опухоли.