Слайд 2Терминология:
Мутация – от лат. mutatio – изменение, перемена – наследственное изменение
признака или свойства, обусловленное изменением наследственных структур.
Мутагенез – процесс возникновения мутаций.
Мутагены – факторы, вызывающие мутации.
Слайд 3Терминология:
Транзиция – замена одного пурина на другой, либо одного пиримидина на
другой (A-G, G-A, T-C,C-T), в результате G-C-пара заменяется на A-T-пару или наоборот.
Трансверсия – замена одного пурина на пиримидин или пиримидина на пурин (A-T, T-A, A-С, C-A, G-С, C-G, G-T,T-G), в результате A-T-пара превращается вT-A или C-G).
Миссенс-кодон – кодон в мРНК с изменённым смыслом.
Нонсенс-кодон – бессмысленный кодон.
Слайд 4Мутагены
1.Физические мутагены: ультрафиолетовые лучи, повышенная температура, ионизирующие излучения – рентгеновские лучи,
γ-лучи, β-частицы, протоны, нейтроны и др.
2. Химические мутагены:
Аналоги нуклеотидов ДНК (бромурацил, аминопурин и др.)
Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот, пероксиды, алкалоиды (в т.ч. колхицин)
Неорганические соединения (соли тяжёлых металлов, гидроксиламин, азотистая кислота)
Органические соединения – инсектициды, гербициды, фунгициды и др.
Алкилирующие соединения –алкилирующие соединения нитрозоалкилмочевины, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, этиленамины, эпоксиды
3. Биологические мутагены: вирусы, бактерии, гельминты, актиномицеты, растительные экстракты
Слайд 5Мутационная теория.
Мутационная теория появилась в начале хх века (1901-1903г) в связи
с работами Г. де Фриза.
Слайд 6Суть мутационной теории:
Образовавшиеся новые формы константны.
Мутация является качественным изменением.
Мутация возникает скачкообразно,
без переходов.
Мутации разнонаправлены (полезные и вредные).
Обнаружение мутаций зависит от размеров выборки изучаемых популяций.
Одни и те же мутации могут возникать повторно.
Слайд 7Частота возникновения мутаций
Слайд 8Частота сцепленных с полом летальных мутаций у Dr.melanogaster в зависимости от
дозы радиации
Слайд 9Виды классификаций мутаций:
По степени вовлечения генома в мутационный процесс.
По характеру изменения
генотипа.
По характеру изменения фенотипа.
По проявлению в гетерозиготе.
По условиям возникновения.
По степени отклонения от нормального фенотипа.
По локализации в клетке.
По возможности наследования.
Слайд 10По степени вовлечения генома в мутационный процесс :
Генные мутации, или точечные.
Хромосомные
перестройки (аберрации), или изменения структуры хромосом.
Геномные, или изменения в наборах хромосом.
Слайд 11По характеру изменения фенотипа:
Летальные.
Морфологические.
Физиологические.
Биохимические.
Поведенческие.
Слайд 12По проявлению в гетерозиготе:
Доминантные.
Рецессивные.
Слайд 13По условиям возникновения:
Спонтанные, т.е. возникающие без видимых причин или усилий со
стороны экспериментатора.
Индуцированные, т.е. возникающие в результате целенаправленного воздействия со стороны экспериментатора.
Слайд 14По степени отклонения от нормального фенотипа (Г.Мёллер 1932).
Гипоморфные – изменённые аллели
действуют в том же направлении, что и аллель дикого типа, но дают ослабленный эффект.
Аморфные – выглядят как потеря гена.
Антиморфные – изменяют фенотип дикого типа на противоположный.
Неоморфные – фенотип мутантов совершенно отличен от дикого.
Гиперморфные – у этих мутантов количество биохимического продукта резко увеличивается.
Слайд 15По локализации в клетке:
Ядерные.
Цитоплазматические (мутации внеядерных генов).
Слайд 16По возможности наследования:
Генеративные – обусловлены изменениями в половых клетках.
Соматические – обусловлены
изменениями в соматических клетках.
Слайд 17Классификация мутаций по степени вовлечения генома в мутационный процесс:
Генные.
Хромосомные.
Геномные.
Слайд 18Генные или точечные мутации:
Происходят в пределах одного гена.
Связаны с делецией, инсерцией
или транслокацией одного или нескольких нуклеотидов, а так же заменой одного типа нуклеотидов на другой.
Слайд 26Хромосомные перестройки (аберрации):
Происходят в пределах хромосомы.
Связаны с делецией, инсерцией, инверсией, транслокацией
и дупликацией отдельных участков хромосом, а также полной или частичной фрагментацией хромосом.
Слайд 27Типы хромосомных мутаций:
Дефишенси – отсутствие концевого участка хромосомы
Фрагментация – распад хромосомы
на отдельные части (фрагменты)
Делеция – удаление - отсутствие фрагмента хромосомы в средней её части (в любом месте кроме концевого)
Инсерция – вставка - появление в хромосоме совершенно нового фрагмента
Инверсия – переворот участка хромосомы на 180˚
Дупликация – повтор – повторение участка хромосомы (два и более раз)
Транслокация – перенос – перемещение фрагмента хромосомы из одного локуса в другой, а также объединение двух негомологичных хромосом в одну
Слайд 31Влияние дупликаций участка 16А
в Х хромосоме у
D. melanogaster
на
размер глаз (Bar)
Слайд 35Геномные мутации:
Изменения охватывают целые геномы.
Связаны с нарушением плоидности: увеличением или
уменьшением как числа наборов хромосом, так и количества отдельных хромосом (обычно на 1 или 2).
Слайд 36Схема анеуплоидии (гетероплоидии), моноплоидии (гаплоидии) и полиплоидии
Слайд 38Мозаицизм ХУ/ХХУ как следствие нерасхождения хромосом в митозе
Слайд 39Частота появления новорождённых с синдромом Дауна в зависимости от возраста матери
Слайд 41Синдром Дауна, обусловленный транслокацией хромосом 14-21
Слайд 42Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И.Вавилова.
Виды и роды, генетически близкие,
характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.
Чем генетически ближе в общей системе расположены роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.
Слайд 43Хромосомная локализация генов млекопитающих, гомологичных генам человека
Слайд 44Механизмы репарации ДНК:
Прямая коррекция мутационных повреждений.
Механизмы репарации, связанные с эксцизией пар
оснований.
Слайд 45Прямая коррекция мутационных повреждений:
Репарация за счёт проверки ДНК-полимеразой.
Фотореактивация.
Репарация алкилирующих повреждений.
Действие полинуклеотидлигазы.
Слайд 46Механизмы репарации, связанные с эксцизией пар оснований:
Репарация неспаренных оснований.
Пострепликативная, или рекомбинационная,
репарация (ПРР).
SOS – репарация.
Слайд 47Формирование тиминовых димеров под влиянием УФ излучения.
Слайд 48Репарация тиминового димера фотореактивацией.
Слайд 49Эксцизионная репарация пиримидинового димера и других нарушений ДНК, инициированная ферментом UvrA,
B, C-эндонуклеазой.
Слайд 50Мутации, индуцируемые интеркалирующими агентами (профлавин, акридин, этидиумбромид и вещество, называемое ICR-170).
Слайд 51Модель репарации эксцизией нуклеотидов.
Слайд 52Модель репарации гликозилазами (Lehmann,1998).
Слайд 53Ник-трансляция в ходе репарации гликозилазами.
Слайд 54Механизм мисмэтч системы репарации
(репарация неспаренных оснований).
Слайд 55Пострепликативная репарация ДНК.
Слайд 56Индуцируемая УФ-светом SOS-репарация.