Спонтанні мутації, механізми їх виникнення

Спонтанний мутагенез. тобто процес виникнення мутацій в організмі під час відсутності навмисного впливу мутагенами, являє собою кінцевий результат сумарного впливу різних чинників, що призводять до пошкоджень генетичних структур в процесі життєдіяльності організму.

Причини виникнення спонтанних мутацій можна розділити на:
• екзогенні (природна радіація, екстремальні температури і ін.);
• ендогенні (спонтанно виникають в організмі хімічні сполуки-метаболіти, що викликають мутагенний ефект; помилки реплікації, репарації, рекомбінації; дію генів-мутаторов і антімутаторов; транспозиція мобільних генетичних елементів і ін.).

Основним джерелом спонтанних мутацій служать ендогенні фактори, що призводять до пошкодження генів і хромосом в процесі нормального клітинного метаболізму. Результат їх дії - помилки генетичних процесів реплікації, репарації та рекомбінації.

До ендогенних факторів спонтанного мутагенезу відноситься і мутагенна активність спеціальних елементів геному: генів-мутаторов і ендогенних метаболітів.

Виникнення мутацій залежить від особливостей первинної структури ДНК в місці перебудови, і ряд дослідників вважають, що підвищеної ендогенної мутагенністю мають взагалі все послідовності ДНК, що знаходяться в стані вигин. Саме така конформационная структура ДНК властива: промоторних частинам генів, місцях початку реплікації. місцях контакту хромосом з ядерним матриксом, тобто тих дільницях ДНК, на які впливають топоізомерази, які беруть участь в процесах реплікації, транскрипції, рекомбінації, в тому числі, і негомологичной (незаконний). Результатом останньої можуть бути не тільки всередині генні мутації, але і великі структурні перебудови хромосом (транслокації, інверсії і ін.).

Генні мутації. Поняття про генних хворобах.

Генні мутації - зміна будови одного гена. Ця зміна в послідовності нуклеотидів: випадання, вставка, заміна і т.п. Наприклад, заміна А на Т. Причини - порушення при подвоєнні (реплікації) ДНК. Приклади: серповидноклітинна анемія, фенілкетонурія.

Генні хвороби - це велика група захворювань, що виникають в результаті пошкодження ДНК на рівні гена. Термін вживається щодо моногенних захворювань, на відміну від більш широкої групи - Спадкові захворювання

Причини генних патологій

Більшість генних патологій обумовлено мутаціями в структурних генах, які здійснюють свою функцію через синтез поліпептидів - білків. Будь-яка мутація гена веде до зміни структури або кількості білка.

Початок будь-генної хвороби пов'язане з первинним ефектом мутантного аллеля.

Основна схема генних хвороб включає ряд ланок:

мутантний аллель → змінений первинний продукт → ланцюг біохімічних процесів в клітині → органи → організм

В результаті мутації гена на молекулярному рівні можливі наступні варіанти:

синтез аномального білка;

вироблення надмірної кількості генного продукту;

відсутність вироблення первинного продукту;

вироблення зменшеного кількості нормального первинного продукту.

Чи не закінчуючись на молекулярному рівні в первинних ланках, патогенез генних хвороб триває на клітинному рівні. При різних хворобах точкою докладання дії мутантного гена можуть бути як окремі структури клітини - лізосоми, мембрани, мітохондрії, пероксисоми, так і органи людини.

Клінічні прояви генних хвороб, тяжкість і швидкість їх розвитку залежать від особливостей генотипу організму, віку хворого, умов зовнішнього середовища (харчування, охолодження, стреси, перевтома) та інших факторів.

Особливістю генних (як і взагалі всіх спадкових) хвороб є їх гетерогенність. Це означає, що один і той же фенотипічніпрояв хвороби може бути обумовлено мутаціями в різних генах або різними мутаціями всередині одного гена. Вперше гетерогенність спадкових хвороб була виявлена ​​С. Н. Давиденкова в 1934 р

Загальна частота генних хвороб в популяції становить 1-2%. Умовно частоту генних хвороб вважають високою, якщо вона зустрічається з частотою 1 випадок на 10000 новонароджених, середньої - 1 на 10000 - 40000 і далі - низькою.

Моногенні форми генних захворювань успадковуються відповідно до законів Г. Менделя. За типом успадкування вони діляться на аутосомно-домінантні, аутосомно-рецесивні та зчеплені з Х-або Y-хромосомами.