Mutacijos yra ląstelės DNR pokyčiai. Atsiranda veikiant ultravioletiniams spinduliams, radiacijai (rentgeno spinduliams) ir kt. Jie yra paveldimi ir naudojami kaip natūralios atrankos medžiaga.
Genų mutacijos - vieno geno struktūros pasikeitimas. Tai nukleotidų sekos pasikeitimas: iškritimas, įterpimas, pakeitimas ir kt. Pavyzdžiui, A pakeitimas T. Priežastys – pažeidimai DNR padvigubėjimo (replikacijos) metu. Pavyzdžiai: pjautuvinė anemija, fenilketonurija.
Chromosomų mutacijos- chromosomų struktūros pasikeitimas: vietos praradimas, vietos padvigubėjimas, vietos pasukimas 180 laipsnių kampu, vietos perkėlimas į kitą (nehomologinę) chromosomą ir kt. Priežastys – pažeidimai kirtimo metu. Pavyzdys: katės verksmo sindromas.
Genominės mutacijos- chromosomų skaičiaus pokytis. Priežastys - chromosomų skirtumų pažeidimai.
- Poliploidija- keli pakeitimai (kelis kartus, pavyzdžiui, 12 → 24). Gyvūnams tai nevyksta, augalams tai padidina jų dydį.
- Aneuploidija- vienos ar dviejų chromosomų pakitimai. Pavyzdžiui, viena papildoma dvidešimt pirmoji chromosoma sukelia Dauno sindromą (su viso chromosomos – 47).
Citoplazminės mutacijos- mitochondrijų ir plastidų DNR pokyčiai. Jie perduodami tik per moterišką liniją, nes. mitochondrijos ir plastidai iš spermatozoidų nepatenka į zigotą. Augalų pavyzdys yra margumas.
Somatinė- somatinių ląstelių (kūno ląstelių; gali būti keturių iš minėtų tipų) mutacijos. Lytinio dauginimosi metu jie nepaveldimi. Jais užsikrečiama vegetatyvinio dauginimosi metu augaluose, pumpuravimosi ir suskaidymo metu koelenteratuose (hidroje).
Šie terminai, išskyrus du, naudojami apibūdinti nukleotidų išsidėstymo DNR srityje, kuri kontroliuoja baltymų sintezę, pažeidimo pasekmes. Apibrėžkite šias dvi „iškritimo“ sąvokas bendras sąrašas ir užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti.
1) pirminės polipeptido struktūros pažeidimas
2) chromosomų divergencija
3) baltymų funkcijų pasikeitimas
4) genų mutacija
5) kirtimas
Atsakymas
Pasirinkite labiausiai teisingas variantas. Poliploidiniai organizmai atsiranda dėl
1) genominės mutacijos
3) genų mutacijos
4) kombinacinis kintamumas
Atsakymas
Nustatykite atitikimą tarp kintamumo charakteristikos ir jo tipo: 1) citoplazminis, 2) kombinacinis
A) atsiranda su nepriklausomu chromosomų skirtumu mejozės metu
B) atsiranda dėl mitochondrijų DNR mutacijų
B) atsiranda dėl chromosomų kryžminimo
D) pasireiškė dėl plastidinės DNR mutacijų
D) atsiranda atsitiktinai susitinkant gametoms
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Dauno sindromas yra mutacijos rezultatas
1) genominis
2) citoplazminis
3) chromosomų
4) recesyvinis
Atsakymas
1. Nustatykite atitikimą tarp mutacijos charakteristikos ir jos tipo: 1) genų, 2) chromosomų, 3) genominių.
A) nukleotidų sekos pasikeitimas DNR molekulėje
B) chromosomų struktūros pasikeitimas
C) chromosomų skaičiaus pokytis branduolyje
D) poliploidija
E) genų sekos pasikeitimas
Atsakymas
2. Nustatyti atitikimą tarp mutacijų savybių ir tipų: 1) genų, 2) genominių, 3) chromosomų. Užrašykite skaičius 1-3 raides atitinkančia tvarka.
A) chromosomos segmento ištrynimas
B) DNR molekulės nukleotidų sekos pasikeitimas
B) daugkartinis padidėjimas haploidinis rinkinys chromosomos
D) aneuploidija
E) chromosomos genų sekos pasikeitimas
E) vieno nukleotido praradimas
Atsakymas
Pasirinkite tris parinktis. Kuo pasižymi genomo mutacija?
1) DNR nukleotidų sekos pasikeitimas
2) vienos chromosomos praradimas diploidiniame rinkinyje
3) daugkartinis chromosomų skaičiaus padidėjimas
4) susintetinamų baltymų struktūros pasikeitimas
5) chromosomos dalies padvigubinimas
6) kariotipo chromosomų skaičiaus pokytis
Atsakymas
1. Žemiau pateikiamas kintamumo charakteristikų sąrašas. Visi, išskyrus du, naudojami genomo kintamumo charakteristikoms apibūdinti. Raskite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendrosios serijos, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) apribota ženklo reakcijos norma
2) chromosomų skaičius yra padidėjęs ir haploidų kartotinis
3) atsiranda papildoma X chromosoma
4) turi grupinį charakterį
5) yra Y chromosomos praradimas
Atsakymas
2. Visos toliau pateiktos charakteristikos, išskyrus dvi, naudojamos genominėms mutacijoms apibūdinti. Nurodykite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) homologinių chromosomų divergencijos pažeidimas ląstelių dalijimosi metu
2) skilimo veleno sunaikinimas
3) homologinių chromosomų konjugacija
4) chromosomų skaičiaus pokytis
5) nukleotidų skaičiaus padidėjimas genuose
Atsakymas
3. Visos toliau pateiktos charakteristikos, išskyrus dvi, naudojamos genominėms mutacijoms apibūdinti. Nurodykite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) nukleotidų sekos pasikeitimas DNR molekulėje
2) daugkartinis chromosomų rinkinio padidėjimas
3) chromosomų skaičiaus sumažėjimas
4) chromosomos segmento dubliavimasis
5) homologinių chromosomų nesujungimas
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Keičiasi recesyvinės genų mutacijos
1) individo raidos etapų seka
2) tripletų sudėtis DNR segmente
3) chromosomų rinkinys somatinėse ląstelėse
4) autosomų sandara
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Citoplazminis kintamumas yra susijęs su tuo
1) sutrinka mejozinis dalijimasis
2) mitochondrijų DNR geba mutuoti
3) autosomose atsiranda naujų alelių
4) susidaro lytinės ląstelės, kurios negali apvaisinti
Atsakymas
1. Žemiau pateikiamas kintamumo charakteristikų sąrašas. Visi, išskyrus du, naudojami chromosomų variacijos ypatybėms apibūdinti. Raskite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendrosios serijos, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) chromosomos segmento praradimas
2) chromosomos segmento pasukimas 180 laipsnių
3) chromosomų skaičiaus sumažėjimas kariotipe
4) papildomos X chromosomos atsiradimas
5) chromosomos segmento perkėlimas į nehomologinę chromosomą
Atsakymas
2. Chromosomų mutacijai apibūdinti naudojamos visos, išskyrus du, išvardintus požymius. Nurodykite du terminus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jie nurodyti.
1) chromosomų skaičius padidėjo 1-2
2) vienas nukleotidas DNR pakeičiamas kitu
3) vienos chromosomos dalis perkeliama į kitą
4) buvo prarasta chromosomos dalis
5) chromosomos segmentas pasuktas 180°
Atsakymas
3. Visos toliau pateiktos charakteristikos, išskyrus dvi, naudojamos chromosomų variacijai apibūdinti. Raskite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendrosios serijos, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) chromosomos segmento padauginimas kelis kartus
2) papildomos autosomos atsiradimas
3) nukleotidų sekos pasikeitimas
4) galinės chromosomos dalies praradimas
5) geno pasukimas chromosomoje 180 laipsnių
Atsakymas
MES FORMUOJAME
1) padvigubinti tą pačią chromosomos dalį
2) lytinių ląstelių chromosomų skaičiaus sumažėjimas
3) somatinių ląstelių chromosomų skaičiaus padidėjimas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Kokio tipo mutacija yra DNR struktūros pasikeitimas mitochondrijose
1) genominis
2) chromosomų
3) citoplazminis
4) kombinacinis
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Nakties grožio ir snapučio margumą lemia kintamumas
1) kombinacinis
2) chromosomų
3) citoplazminis
4) genetinė
Atsakymas
1. Žemiau pateikiamas kintamumo charakteristikų sąrašas. Visi, išskyrus du, naudojami genetinės variacijos ypatybėms apibūdinti. Raskite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendrosios serijos, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) dėl lytinių ląstelių susijungimo apvaisinimo metu
2) dėl tripleto nukleotidų sekos pasikeitimo
3) susidaro genų rekombinacijos metu kryžminimo metu
4) kuriems būdingi pokyčiai geno viduje
5) susidaro pasikeitus nukleotidų sekai
Atsakymas
2. Visos toliau nurodytos savybės, išskyrus dvi, yra genų mutacijos priežastys. Apibrėžkite šias dvi sąvokas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) homologinių chromosomų konjugacija ir genų mainai tarp jų
2) vieno nukleotido pakeitimas DNR kitu
3) nukleotidų jungties sekos pasikeitimas
4) papildomos chromosomos atsiradimas genotipe
5) vieno tripleto praradimas pirminę baltymo struktūrą koduojančioje DNR srityje
Atsakymas
3. Visos toliau pateiktos charakteristikos, išskyrus dvi, naudojamos genų mutacijoms apibūdinti. Nurodykite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) nukleotidų poros pakeitimas
2) stop kodono atsiradimas geno viduje
3) padvigubinti atskirų nukleotidų skaičių DNR
4) chromosomų skaičiaus padidėjimas
5) chromosomos segmento praradimas
Atsakymas
4. Visos toliau pateiktos charakteristikos, išskyrus dvi, naudojamos genų mutacijoms apibūdinti. Nurodykite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) vieno tripleto pridėjimas prie DNR
2) autosomų skaičiaus padidėjimas
3) DNR nukleotidų sekos pasikeitimas
4) atskirų nukleotidų praradimas DNR
5) daugkartinis chromosomų skaičiaus padidėjimas
Atsakymas
5. Visos toliau nurodytos savybės, išskyrus dvi, būdingos genų mutacijoms. Nurodykite dvi charakteristikas, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jos nurodytos.
1) poliploidinių formų atsiradimas
2) atsitiktinis nukleotidų padvigubėjimas gene
3) vieno tripleto praradimas replikacijos procese
4) vieno geno naujų alelių susidarymas
5) homologinių chromosomų divergencijos pažeidimas esant mejozei
Atsakymas
6 FORMAVIMAS:
1) vienos chromosomos segmentas perkeliamas į kitą
2) atsiranda DNR replikacijos procese
3) yra chromosomos dalies praradimas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Poliploidinės kviečių veislės yra kintamumo rezultatas
1) chromosomų
2) modifikavimas
3) genas
4) genominis
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Dėl mutacijos galima selekcininkų gaminti poliploidinių kviečių veisles
1) citoplazminis
2) genas
3) chromosomų
4) genominis
Atsakymas
Nustatykite charakteristikų ir mutacijų atitikimą: 1) genominę, 2) chromosominę. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) daugkartinis chromosomų skaičiaus padidėjimas
B) chromosomos segmento pasukimas 180 laipsnių
C) nehomologinių chromosomų pjūvių keitimas
D) centrinės chromosomos srities praradimas
D) chromosomos dalies dubliavimas
E) pasikartojantis chromosomų skaičiaus pokytis
Atsakymas
Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Skirtingų vieno geno alelių atsiradimas atsiranda dėl to
1) netiesioginis ląstelių dalijimasis
2) modifikacijos kintamumas
3) mutacijos procesas
4) kombinacinis kintamumas
Atsakymas
Visi toliau išvardyti terminai, išskyrus du, naudojami klasifikuojant mutacijas pagal genetinės medžiagos pokyčius. Nurodykite du terminus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jie nurodyti.
1) genominis
2) generatyvinis
3) chromosomų
4) spontaniškas
5) genas
Atsakymas
Nustatykite atitikimą tarp mutacijų tipų ir jų savybių bei pavyzdžių: 1) genominės, 2) chromosominės. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) papildomų chromosomų praradimas arba atsiradimas dėl mejozės pažeidimo
B) sutrikdyti geno funkcionavimą
C) pavyzdys yra pirmuonių ir augalų poliploidija
D) chromosomos segmento padvigubėjimas arba praradimas
D) Dauno sindromas yra puikus pavyzdys.
Atsakymas
Nustatyti atitikmenis tarp paveldimų ligų kategorijų ir jų pavyzdžių: 1) genų, 2) chromosomų. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) hemofilija
B) albinizmas
B) daltonizmas
D) „katės verksmo“ sindromas
D) fenilketonurija
Atsakymas
Raskite tris klaidas pateiktame tekste ir nurodykite sakinių su klaidomis skaičių.(1) Mutacijos yra atsitiktiniai, nuolatiniai genotipo pokyčiai. (2) Genų mutacijos yra „klaidų“, atsirandančių DNR molekulių padvigubėjimo procese, rezultatas. (3) Mutacijos vadinamos genominėmis, dėl kurių pasikeičia chromosomų struktūra. (4) Daugelis kultūrinių augalų yra poliploidai. (5) Poliploidinėse ląstelėse yra nuo vienos iki trijų papildomų chromosomų. (6) Poliploidiniai augalai pasižymi stipresniu augimu ir didesniu dydžiu. (7) Poliploidija plačiai naudojama ir augalų, ir gyvūnų veisimui.
Atsakymas
Išanalizuokite lentelę „Kintamumo tipai“. Kiekvienai raide pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą sąvoką arba atitinkamą pavyzdį.
1) somatinės
2) genas
3) vieno nukleotido pakeitimas kitu
4) geno dubliavimasis chromosomos srityje
5) nukleotidų pridėjimas arba praradimas
6) hemofilija
7) daltonizmas
8) trisomija chromosomų rinkinyje
Atsakymas
© D.V. Pozdnyakovas, 2009-2019
Vaiko gimimo laukimas yra pats nuostabiausias laikas tėvams, bet kartu ir baisiausias. Daugelis nerimauja, kad kūdikis gali gimti su tam tikra negalia, fizine ar psichine negalia.
Mokslas nestovi vietoje, galima trumpu nėštumo metu patikrinti, ar kūdikiui nėra vystymosi sutrikimų. Beveik visi šie tyrimai gali parodyti, ar su vaiku viskas gerai.
Kodėl nutinka taip, kad tiems patiems tėvams gali gimti visiškai skirtingi vaikai – sveikas vaikas ir vaikas su negalia? Tai lemia genai. Gimus neišsivysčiusiam ar fizinę negalią turinčiam vaikui, turi įtakos genų mutacijos, susijusios su DNR struktūros pasikeitimu. Pakalbėkime apie tai išsamiau. Apsvarstykite, kaip tai vyksta, kokios yra genų mutacijos ir jų priežastys.
Kas yra mutacijos?
Mutacijos – tai fiziologiniai ir biologiniai pokyčiai ląstelėse DNR struktūroje. Priežastis gali būti spinduliuotė (nėštumo metu nereikėtų darytis rentgeno, dėl traumų ir lūžių), ultravioletiniai spinduliai (ilgas buvimas saulėje nėštumo metu arba buvimas patalpoje, kurioje įjungtos ultravioletinės lempos). Taip pat tokias mutacijas galima paveldėti iš protėvių. Visi jie skirstomi į tipus.
Genų mutacijos pasikeitus chromosomų struktūrai ar jų skaičiui
Tai mutacijos, kurių metu pasikeičia chromosomų struktūra ir skaičius. Chromosomų sritys gali iškristi arba padvigubėti, pereiti į nehomologinę zoną, pasisukti šimtu aštuoniasdešimt laipsnių nuo normos.
Tokios mutacijos atsiradimo priežastys yra kryžminimo pažeidimas.
Genų mutacijos yra susijusios su chromosomų struktūros ar jų skaičiaus pasikeitimu, yra priežastis rimtų sutrikimų ir vaiko liga. Tokios ligos yra nepagydomos.
Chromosomų mutacijų tipai
Iš viso išskiriami du pagrindinių chromosomų mutacijų tipai: skaitinės ir struktūrinės. Aneuploidijos yra tipai pagal chromosomų skaičių, tai yra, kai genų mutacijos yra susijusios su chromosomų skaičiaus pasikeitimu. Tai yra papildomo ar kelių pastarųjų atsiradimas, bet kurio iš jų praradimas.
Genų mutacijos yra susijusios su struktūros pasikeitimu tuo atveju, kai chromosomos lūžta ir vėl susijungia, pažeidžiant įprastą konfigūraciją.
Skaitinių chromosomų tipai
Pagal chromosomų skaičių mutacijos skirstomos į aneuploidiją, tai yra rūšis. Apsvarstykite pagrindinius, sužinokite skirtumą.
- trisomija
Trisomija yra papildomos chromosomos atsiradimas kariotipe. Dažniausias reiškinys yra dvidešimt pirmosios chromosomos atsiradimas. Tai tampa Dauno sindromo arba, kaip ši liga dar vadinama, dvidešimt pirmosios chromosomos trisomijos priežastimi.
Patau sindromas nustatomas tryliktoje, o aštuonioliktoje chromosomoje – visos tai autosominės trisomijos. Kitos trisomijos nėra gyvybingos, jos miršta įsčiose ir prarandamos savaiminių abortų metu. Tie asmenys, kurie turi papildomų lytinių chromosomų (X, Y), yra gyvybingi. Klinikinis pasireiškimasšių mutacijų yra labai nedaug.
Genų mutacijos, susijusios su skaičiaus pasikeitimu, atsiranda pagal tam tikros priežastys. Trisomija dažniausiai atsiranda anafazės divergencijos metu (1 mejozė). Dėl šio neatitikimo abi chromosomos patenka tik į vieną iš dviejų dukterinių ląstelių, o antroji lieka tuščia.
Rečiau gali atsirasti chromosomų neatsiskyrimas. Šis reiškinys vadinamas seserinių chromatidžių skirtumo pažeidimu. Atsiranda esant 2 mejozei. Būtent taip yra, kai vienoje gametoje įsitvirtina dvi visiškai identiškos chromosomos, sukeldamos trisominę zigotą. Atsiranda nedisjunkcija ankstyvosios stadijos apvaisinto kiaušinėlio smulkinimo procesas. Taip atsiranda mutantinių ląstelių klonas, galintis apimti didesnę ar mažesnę audinių dalį. Kartais tai pasireiškia kliniškai.
Daugelis dvidešimt pirmą chromosomą sieja su nėščios moters amžiumi, tačiau šis veiksnys yra iki šiandien neturi vienareikšmio patvirtinimo. Priežastys, kodėl chromosomos neatsiskiria, lieka nežinomos.
- monosomija
Monosomija yra autosomų nebuvimas. Jei taip atsitiks, tada daugeliu atvejų vaisius negali išnešioti, yra priešlaikinis gimdymasįjungta ankstyvos datos. Išimtis yra monosomija dėl dvidešimt pirmosios chromosomos. Priežastis, kodėl atsiranda monosomija, gali būti tiek chromosomų nesusijungimas, tiek chromosomos praradimas jai anafazėje keliaujant į ląstelę.
Lytinių chromosomų atveju monosomija lemia XO kariotipo vaisiaus formavimąsi. Klinikinis tokio kariotipo pasireiškimas yra Turnerio sindromas. Aštuoniasdešimt procentų atvejų iš šimto monosomijos atsiradimas X chromosomoje atsiranda dėl vaiko tėvo mejozės pažeidimo. Taip yra dėl X ir Y chromosomų neatitikimo. Iš esmės vaisius su XO kariotipu miršta įsčiose.
Pagal lyties chromosomas trisomija skirstoma į tris tipus: 47 XXY, 47 XXX, 47 XYY. yra trisomija 47XXY. Esant tokiam kariotipui, tikimybė išnešioti vaiką yra padalinta nuo penkiasdešimties iki penkiasdešimties. Šio sindromo priežastis gali būti X chromosomų neatsiejimas arba spermatogenezės X ir Y neatitikimas. Antrasis ir trečiasis kariotipai gali atsirasti tik vienai iš tūkstančio nėščiųjų, jie praktiškai nepasireiškia ir daugeliu atvejų specialistai juos aptinka visai atsitiktinai.
- poliploidija
Tai yra genų mutacijos, susijusios su haploidinio chromosomų rinkinio pasikeitimu. Šie rinkiniai gali būti trigubai arba keturis kartus. Triploidija dažniausiai diagnozuojama tik įvykus savaiminiam persileidimui. Buvo keli atvejai, kai mamai pavyko išnešioti tokį kūdikį, tačiau jie visi mirė nesulaukę nė mėnesio. Genų mutacijų mechanizmus triplodijų atveju lemia visiškas visų moteriškų arba vyriškų lytinių ląstelių chromosomų rinkinių išsiskyrimas ir nesiskyrimas. Taip pat kaip mechanizmas gali pasitarnauti dvigubas vieno kiaušinėlio apvaisinimas. Tokiu atveju placenta išsigimsta. Toks atgimimas vadinamas cistine slydimu. Paprastai tokie pokyčiai sukelia kūdikio psichinių ir fiziologinių sutrikimų vystymąsi, nėštumo nutraukimą.
Kokios genų mutacijos yra susijusios su chromosomų struktūros pasikeitimu
Struktūriniai chromosomų pokyčiai yra chromosomos plyšimo (sunaikinimo) rezultatas. Dėl to šios chromosomos yra sujungtos, pažeidžiant jų ankstesnę išvaizdą. Šios modifikacijos gali būti nesubalansuotos ir subalansuotos. Subalansuoti neturi medžiagos pertekliaus ar trūkumo, todėl jų neatsiranda. Jie gali atsirasti tik tuo atveju, jei chromosomos sunaikinimo vietoje buvo funkciškai svarbus genas. At subalansuotas komplektas gali atsirasti nesubalansuotų lytinių ląstelių. Dėl to kiaušialąstės apvaisinimas tokia gameta gali sukelti vaisiaus su nesubalansuotu chromosomų rinkiniu atsiradimą. Su tokiu rinkiniu vaisius vystosi visa linija atsiranda apsigimimų, sunkūs patologijos tipai.
Struktūrinių modifikacijų tipai
Genų mutacijos vyksta gametų formavimosi lygmenyje. Neįmanoma užkirsti kelio šiam procesui, kaip ir neįmanoma tiksliai žinoti, kad jis gali įvykti. Yra keletas struktūrinių modifikacijų tipų.
- ištrynimai
Šis pokytis yra susijęs su dalies chromosomos praradimu. Po tokios pertraukos chromosoma trumpėja, o tolimesnio ląstelių dalijimosi metu nutrūksta jos dalis. Intersticinės delecijos – tai atvejis, kai viena chromosoma lūžta keliose vietose vienu metu. Tokios chromosomos dažniausiai sukuria negyvybingą vaisių. Tačiau yra ir atvejų, kai kūdikiai išgyveno, tačiau dėl tokio chromosomų rinkinio jie turėjo Wolf-Hirshhorn sindromą, „katės verksmą“.
- dubliavimosi
Šios genų mutacijos vyksta dvigubų DNR sekcijų organizavimo lygiu. Iš esmės dubliavimas negali sukelti tokių patologijų, kurios sukelia ištrynimus.
- translokacijos
Translokacija įvyksta dėl genetinės medžiagos perkėlimo iš vienos chromosomos į kitą. Jei lūžis vienu metu įvyksta keliose chromosomose ir jos keičiasi segmentais, tai sukelia abipusį perkėlimą. Tokios translokacijos kariotipas turi tik keturiasdešimt šešias chromosomas. Pati translokacija aptinkama tik atlikus išsamią chromosomos analizę ir tyrimą.
Nukleotidų sekos keitimas
Genų mutacijos yra susijusios su nukleotidų sekos pasikeitimu, kai jos išreiškiamos tam tikrų DNR sekcijų struktūrų modifikavimu. Pagal pasekmes tokios mutacijos skirstomos į du tipus – be kadrų poslinkio ir su poslinkiu. Norėdami tiksliai žinoti DNR sekcijų pokyčių priežastis, turite atsižvelgti į kiekvieną tipą atskirai.
Mutacija be kadrų poslinkio
Šios genų mutacijos yra susijusios su nukleotidų porų pasikeitimu ir pakeitimu DNR struktūroje. Atliekant tokius pakeitimus, DNR ilgis neprarandamas, tačiau aminorūgštys gali būti prarastos ir pakeistos. Yra galimybė, kad baltymo struktūra bus išsaugota, tai pasitarnaus.Išsamiai panagrinėkime abu vystymosi variantus: su aminorūgščių pakeitimu ir be jo.
Aminorūgščių pakeitimo mutacija
Aminorūgščių likučių pokyčiai polipeptiduose vadinami missense mutacijomis. Žmogaus hemoglobino molekulėje yra keturios grandinės – dvi „a“ (jis yra šešioliktoje chromosomoje) ir dvi „b“ (koduojančios vienuoliktoje chromosomoje). Jei "b" - grandinė yra normali ir joje yra šimtas keturiasdešimt šešios aminorūgščių liekanos, o šeštoji yra glutaminas, tada hemoglobinas bus normalus. Šiuo atveju glutamo rūgštis turi būti užkoduota GAA tripleto. Jei dėl mutacijos GAA pakeičiama GTA, tai vietoj glutamo rūgšties hemoglobino molekulėje susidaro valinas. Taigi vietoj normalaus hemoglobino HbA atsiras kitas hemoglobinas HbS. Taigi vienos aminorūgšties ir vieno nukleotido pakeitimas sukels rimtą sunkią ligą – pjautuvinę anemiją.
Ši liga pasireiškia tuo, kad raudonieji kraujo kūneliai tampa pjautuvo formos. Šioje formoje jie negali normaliai tiekti deguonies. Jei įjungtas ląstelių lygis homozigotai turi formulę HbS/HbS, tai veda prie vaiko mirties pačioje ankstyva vaikystė. Jei formulė yra HbA / HbS, tada eritrocitai turi silpną pokyčių formą. Toks nedidelis pokytis turi naudingą savybę – organizmo atsparumą maliarijai. Tose šalyse, kuriose yra toks pat pavojus užsikrėsti maliarija kaip Sibire peršalus, šis pokytis turi naudingų savybių.
Mutacija be aminorūgščių pakeitimo
Nukleotidų pakaitalai be aminorūgščių mainų vadinami Seimsense mutacijomis. Jei DNR srityje, koduojančioje „b“ grandinę, GAA pakeičiamas GAG, tai dėl to, kad jo bus perteklius, glutamo rūgšties pakeisti negali. Grandinės struktūra nepasikeis, eritrocituose modifikacijų nebus.
Kadrų poslinkio mutacijos
Tokios genų mutacijos yra susijusios su DNR ilgio pasikeitimu. Ilgis gali būti trumpesnis arba ilgesnis, priklausomai nuo nukleotidų porų praradimo ar padidėjimo. Taigi visa baltymo struktūra bus visiškai pakeista.
Gali pasireikšti intrageninis slopinimas. Šis reiškinys atsiranda, kai yra vietos dviem mutacijoms viena kitą panaikinti. Tai momentas, kai nukleotidų pora pridedama praradus vieną ir atvirkščiai.
Nesąmonės mutacijos
Tai speciali grupė mutacijos. Retai pasitaiko, jo atveju atsiranda stop kodonai. Taip gali nutikti ir praradus nukleotidų poras, ir jų pridėjus. Kai atsiranda stop kodonai, polipeptidų sintezė visiškai sustoja. Tai gali sukurti nulinius alelius. Nė vienas iš baltymų tam neatitiks.
Yra toks dalykas kaip tarpgeninis slopinimas. Tai toks reiškinys, kai vienų genų mutacija slopina kitų mutacijas.
Ar yra kokių nors pokyčių nėštumo metu?
Daugeliu atvejų galima nustatyti genų mutacijas, susijusias su chromosomų skaičiaus pasikeitimu. Norint išsiaiškinti, ar vaisius neturi apsigimimų ir patologijų, pirmosiomis nėštumo savaitėmis (nuo dešimties iki trylikos savaičių) skiriamas patikrinimas. Tai paprastų tyrimų serija: kraujo paėmimas iš piršto ir venos, ultragarsas. Įjungta ultragarsinis tyrimas vaisius tiriamas pagal visų galūnių, nosies ir galvos parametrus. Šie parametrai, esant dideliam normų neatitikimui, rodo, kad kūdikis turi vystymosi defektų. Ši diagnozė patvirtinama arba paneigiama remiantis kraujo tyrimo rezultatais.
Taip pat akylai medikų prižiūrimos yra besilaukiančios mamos, kurių kūdikiams gali išsivystyti genų lygio mutacijos, kurios yra paveldimos. Tai yra, tai yra moterys, kurių giminaičiams buvo atvejų, kai gimė vaikas su psichikos ar fizine negalia, nustatytas Dauno sindromas, Patau ir kitos genetinės ligos.
Genų mutacijos vyksta molekuliniu lygmeniu ir dažniausiai paveikia vieną ar daugiau nukleotidų viename gene. Šio tipo mutacijas galima suskirstyti į dvi dideles grupes. Pirmasis iš jų sukelia skaitymo rėmo poslinkį. Antroji grupė apima genų mutacijas, susijusias su bazinių porų pakeitimu. Pastarosios sudaro ne daugiau kaip 20% spontaniškų mutacijų, likę 80% mutacijų atsiranda dėl įvairių ištrynimų ir intarpų.
Kadrų poslinkio mutacijos yra vienos ar kelių bazių porų įterpimai arba ištrynimai. Priklausomai nuo pažeidimo vietos, pasikeičia vienas ar kitas kodonų skaičius. Atitinkamai baltyme gali atsirasti papildomų aminorūgščių arba pasikeisti jų seka. Dauguma šio tipo mutacijų randamos DNR molekulėse, susidedančiose iš identiškų bazių.
Pakaitiniai tipai vany :
Perėjimai susideda iš vieno purino pakeitimo purino baze arba vieno pirimidino pakeitimo pirimidino baze
Transversijos, kurioje purino bazė pakeičiama pirimidino baze arba atvirkščiai.
Genų mutacijų reikšmė organizmo gyvybingumui nėra vienoda. Įvairūs DNR nukleotidų sekos pokyčiai fenotipe pasireiškia skirtingai. Kai kurios „tyliosios mutacijos“ neturi įtakos baltymo struktūrai ir funkcijai. Tokios mutacijos pavyzdys yra nukleotidų pakaitalai, kurie nesukelia aminorūgščių pakeitimo.
Autorius funkcinė vertė nustatyti genų mutacijas
sukelia visišką funkcijų praradimą;
dėl ko įvyksta kiekybiniai mRNR ir pirminių baltymų produktų pokyčiai;
dominuojantis-neigiamas, keičiantis baltymų molekulių savybes taip, kad jos žalingai veikia ląstelių gyvybinę veiklą.
Taip vadinamas ne jutimo mutacijos , susijęs su terminatorių kodonų, sukeliančių baltymų sintezės sustojimą, atsiradimu. Be to, kuo mutacijos yra arčiau 5" geno galo (iki transkripcijos pradžios), tuo trumpesnės bus baltymų molekulės. Ištrynimai arba intarpai (intarpai), kurie nėra kartotiniai iš trijų nukleotidų ir todėl sukelia skaitymo kadro poslinkis, taip pat gali sukelti priešlaikinį baltymų sintezės nutraukimą arba beprasmio baltymo, kuris greitai suyra, susidarymą.
Missense mutacijos susijęs su nukleotidų pakeitimu koduojančioje geno dalyje. Fenotipiškai pasireiškia kaip aminorūgščių pakeitimas baltyme. Priklausomai nuo aminorūgščių pobūdžio ir pažeistos vietos funkcinės reikšmės, visiškai arba iš dalies prarandamas baltymo funkcinis aktyvumas.
Sujungimo mutacijos paveikia vietas, esančias egzonų ir intronų sandūroje, ir yra lydimas arba egzono ekscizijos ir deleguoto baltymo susidarymo, arba introno srities iškirtimo ir beprasmio pakeisto baltymo vertimo. Paprastai tokios mutacijos sukelia sunkią ligos eigą.
Reguliavimo mutacijos susijęs su kiekybiniu geno reguliavimo regionų pažeidimu. Jie nekeičia baltymų struktūros ir funkcijos. Tokių mutacijų fenotipinį pasireiškimą lemia baltymų koncentracijos slenkstis, kai jo funkcija vis dar išsaugoma.
Dinaminės mutacijos arba mutacijos išplėtimas Tai yra patologinis trinukleotidų pasikartojimų, lokalizuotų koduojančiose ir reguliuojančiose geno dalyse, skaičiaus padidėjimas. Daugeliui trinukleotidų sekų būdingas didelis populiacijos kintamumas. Fenotipinis sutrikimas pasireiškia, kai viršijamas tam tikras kritinis lygis pakartojimų skaičiaus atžvilgiu.
Chromosomų mutacijos
Šio tipo mutacijos apjungia chromosomų sutrikimus, susijusius su chromosomų struktūros pokyčiais (chromosomų aberacijomis).
Chromosomų aberacijas galima klasifikuoti naudojant įvairius metodus. Priklausomai nuo to, kuriame ląstelės ciklo taške – prieš ar po chromosomų replikacijos persitvarkymų – išskiriamos aberacijos. chromosominės Ir chromatidas tipai. Chromosomų tipo aberacijos atsiranda priešsintetinėje stadijoje - G 1 fazėje, kai chromosomą vaizduoja viengrandė struktūra. Chromatidinio tipo aberacijos atsiranda po chromosomų replikacijos S ir G2 fazėse ir paveikia vienos iš chromatidžių struktūrą. Dėl to chromosomoje metafazės stadijoje yra viena pakitusi ir viena normali chromatidė.
Jei pertvarkymas įvyko po replikacijos ir paveikė abi chromatides, a izochromatidas aberacija. Morfologiškai jis nesiskiria nuo chromosominio tipo aberacijų, nors pagal kilmę priklauso chromatidiniam tipui. Tarp chromosomų ir chromatidinių tipų aberacijų yra paprastas Ir mainai aberacijos. Jie yra pagrįsti vienos ar kelių chromosomų sutrikimais. Paprastos aberacijos – fragmentai (delecijos) – atsiranda dėl paprasto chromosomos lūžio. Kiekvienu atveju susidaro 2 tipų fragmentai - centriniai ir acentriniai. Yra galinės (galinės) ir intersticinės (vidurinės chromosomų dalys) delecijos arba fragmentai.
Keitimo aberacijos yra labai įvairios. Jie pagrįsti chromosomų sekcijų (arba chromatidžių) pasikeitimu tarp skirtingų chromosomų (tarpchromosomų mainai) arba vienoje chromosomoje (intrachromosomų mainai) perskirstant genetinę medžiagą. Yra dviejų tipų mainų pertvarkymai: simetriniai ir asimetriniai. Dėl asimetrinių mainų susidaro policentrinės chromosomos ir acentriniai fragmentai. Atliekant simetrinius mainus, acentriniai fragmentai sujungiami su centriniais, todėl mainų aberacijoje dalyvaujančios chromosomos išlieka monocentrinės.
Intrachromosominiai mainai gali vykti tiek vienoje (intrarankinis), tiek tarp abiejų chromosomos šakų (mainai tarp rankų). Be to, mainai gali būti paprasti arba sudėtingi, kai dalyvauja kelios chromosomos. Dėl to gali susidaryti neįprastos ir gana sudėtingos chromosomų konfigūracijos. Bet kokie mainai (simetriniai ir asimetriniai, tarpchromosominiai ir intrachromosominiai) gali būti pilnas (abipusis nym) arba nepilnas (neabipusis nym) . Visiškai pakeitus, visos pažeistos vietos sujungiamos, o nebaigus keitimus kai kurios gali likti su atvira pažeista vieta.
Genominės mutacijos
Genominės mutacijos keičia chromosomų skaičių. Tokie pokyčiai dažniausiai atsiranda, kai sutrinka chromosomų pasiskirstymas dukterinėse ląstelėse.
Yra du pagrindiniai genominių mutacijų tipai:
Poliploidija ir monoploidija.
Aneuploidija.
At poliploidija nehomologinių chromosomų rinkinių skaičius kariotipe skiriasi nuo dviejų (3n; 4n ir kt.). Tai yra mitozinio ciklo sutrikimų rezultatas, kai chromosomų skaičius padvigubėja be tolesnio branduolio ir ląstelės dalijimosi. Viena iš šio reiškinio priežasčių gali būti endomitozė, kai ląstelėje blokuojamas achromatinis aparatas, o branduolinė membrana išsaugoma per visą mitozinį ciklą. Endomitozės atmaina yra endoreduplikacija – chromosomų dauginimasis, vykstantis už ląstelių dalijimosi ribų. Su endoreduplikacija tarsi kartojami du iš eilės S mitozinio ciklo periodai. Dėl to vėlesnėje mitozėje bus stebimas dvigubas (tetraploidinis) chromosomų rinkinys. Tokios mutacijos dažniausiai lemia vaisiaus mirtį embriogenezės metu. Triploidija randama 4 %, o tetraploidija – maždaug 1 % visų persileidimų. Asmenims, turintiems tokius kariotipus, būdinga daugybė apsigimimų, įskaitant asimetrišką kūno sudėjimą, demenciją ir hermafroditizmą. Tetraploidiniai embrionai miršta ankstyvose nėštumo stadijose, o embrionai su triploidinėmis ląstelėmis retkarčiais išgyvena, tačiau tik tuo atveju, jei juose yra ląstelių, kurių kariotipas yra normalus, kartu su triploidinėmis. Triploidijos sindromas (69, XXY) pirmą kartą buvo aptiktas žmonėms septintajame dešimtmetyje. 20 amžiaus Literatūroje aprašyta apie 60 vaikų triploidijos atvejų. Didžiausia jų gyvenimo trukmė buvo 7 dienos.
Aneuploidija - ne kartotinis haploidinis chromosomų skaičiaus sumažėjimas arba padidėjimas (2n + 1; 2n + 2; 2n-1 ir kt.) - atsiranda dėl nenormalaus homologinių chromosomų elgesio mejozės atveju arba seserinių chromatidžių mitozėje.
Jei chromosomos nesiskiria, viename iš gametogenezės etapų lytinėse ląstelėse gali atsirasti papildomų chromosomų. Dėl to, vėliau susiliejus su normaliomis haploidinėmis gametomis, zigotos 2n +1 - arba trisomija bet kurioje iš chromosomų. Jei gametoje yra viena chromosoma mažiau, tada vėlesnio apvaisinimo metu susidaro zigota 2 n - 1 arba monosominis viena iš chromosomų. Nesusijungimas gali paveikti ne vieną, o kelias chromosomų poras, o tai gali sukelti kelių chromosomų trisomiją arba monosomiją. Dažnai papildomos chromosomos sukelia jas nešiojančio asmens vystymosi slopinimą arba mirtį.
T E M A Nr.6 Žmonių paveldėjimo tipai
Mendelio ženklai
Visiems eukariotiniams organizmams būdingi G. Mendelio atrasti bendrieji bruožų paveldėjimo modeliai. Norint juos ištirti, būtina prisiminti pagrindinius genetikoje vartojamus terminus ir sąvokas. Pagrindinis Mendelio postulatas, kurį jis įrodė savo garsiais eksperimentais su sodo žirniais, yra tas, kad kiekvieną požymį lemia paveldimų polinkių pora, vėliau vadinama aleliniais genais. Tobulėjant chromosomų paveldimumo teorijai, paaiškėjo, kad aleliniai genai yra tuose pačiuose homologinių chromosomų lokusuose ir koduoja tą patį požymį. Pora alelinių genų gali būti ta pati (AA) arba (aa), tada sakoma, kad individas yra homozigotinis pagal tą požymį. Jei aleliniai genai poroje yra skirtingi (Aa), tada individas yra heterozigotinis šiam požymiui. Organizmo genų visuma vadinama genotipu. Tiesa, dažnai genotipas suprantamas kaip viena ar kelios alelinių genų poros, atsakingos už tą patį požymį. Tam tikro organizmo savybių visuma vadinama fenotipu, fenotipas susidaro dėl genotipo sąveikos su išorine aplinka.
G. Mendelis pristatė dominuojančių ir recesyvinių genų sąvokas. Alelį, kuris lemia heterozigoto fenotipą, jis pavadino dominuojančiu. Pavyzdžiui, genas A heterozigotoje Aa . Kitą alelį, kuris nepasireiškia heterozigotinėje būsenoje, jis vadina recesyviniu. Mūsų atveju tai yra genas a.
Pagrindiniai požymių paveldėjimo modeliai pagal Mendelį (pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis, suskaidymas į fenotipines antrosios kartos hibridų klases ir nepriklausomas genų derinys) realizuojami dėl to, kad egzistuoja grynumo dėsnis. gametos. Pastarojo esmė ta, kad alelinių genų pora lemia vieną ar kitas ženklas: a) niekada nesimaišo; b) gametogenezės procese jis išsiskiria į skirtingas gametas, tai yra, į kiekvieną iš jų patenka vienas genas iš alelinės poros. Citologiškai tai suteikia mejozė: aleliniai genai glūdi homologinėse chromosomose, kurios mejozės anafazėje nukrypsta į skirtingus polius ir patenka į skirtingas gametas.
Žmogaus genetika grindžiama bendrais principais, iš pradžių gautais iš augalų ir gyvūnų tyrimų. Kaip ir jie, žmogus turi mendelių, t.y. ženklai, paveldėti pagal G. Mendelio nustatytus įstatymus. Žmonėms, kaip ir kitiems eukariotams, būdingi visi paveldėjimo tipai: autosominis dominuojantis, autosominis recesyvinis, su lytinėmis chromosomomis susijusių požymių paveldėjimas ir dėl nealelinių genų sąveikos. G. Mendelis sukūrė ir pagrindinį genetikos metodą – hibridologinį. Jis pagrįstas tos pačios rūšies individų, turinčių alternatyvius požymius, kryžminimu ir gautų fenotipinių klasių kiekybine analize. Natūralu, kad šis metodas negali būti naudojamas žmogaus genetikoje.
Pirmasis aprašymas autosominis dominuojantis Anomalijų žmonėms paveldėjimą 1905 m. suteikė Farabi. Kilmė buvo sudaryta šeimai su trumpais pirštais (brachidaktilija). Pacientams sutrumpėja ir iš dalies sumažėja pirštų ir kojų pirštų falangos, be to, dėl galūnių sutrumpėjimo joms būdingas žemas ūgis. Požymis perduodamas iš vieno iš tėvų maždaug pusei vaikų, nepriklausomai nuo lyties. Kitų šeimų kilmės dokumentų analizė rodo, kad brachidaktilijos nėra tarp tėvų, kurie nėra šio geno nešiotojai, palikuonių. Kadangi požymis negali egzistuoti latentinėje formoje, jis yra dominuojantis. Ir jo apraiškos, nepaisant lyties, leidžia daryti išvadą, kad tai nėra susiję su lytimi. Remdamiesi tuo, kas išdėstyta, galime daryti išvadą, kad brachidaktiliją lemia genas, esantis autosomose, ir yra dominuojanti patologija.
Genealoginio metodo naudojimas leido nustatyti dominuojančius, su lytimi nesusijusius žmonių bruožus. Tai tamsi akių spalva, garbanoti plaukai, kupra, tiesi nosis (nosies galiukas atrodo tiesus), įdubimas ant smakro, ankstyvas vyrų nuplikimas, dešiniarankystė, gebėjimas įsukti liežuvį į vamzdelį , balta garbana virš kaktos, "Habsburgo lūpa" - apatinis žandikaulis siaura, išsikišusi, nukarusi apatinė lūpa ir pusiau atvira burna. Pagal autosominį dominuojantį tipą paveldimi ir kai kurie patologiniai žmogaus požymiai: polidaktilija arba polidaktilizmas (kai ant rankos ar pėdos yra nuo 6 iki 9 pirštų), sindaktilija (dviejų ar. daugiau pirštų), brachidaktilija (neišsivysčiusios distalinės pirštų falangos, dėl kurių pirštai tampa trumpi), arachnodaktilija (labai pailgi „voratinkliniai“ pirštai, vienas iš Marfano sindromo simptomų), kai kurios trumparegystės formos. Dauguma autosominės dominuojančios anomalijos nešiotojų yra heterozigotai. Kartais atsitinka, kad du tos pačios dominuojančios anomalijos nešiotojai susituokia ir susilaukia vaikų. Tada ketvirtadalis jų bus homozigotiniai mutantiniam dominuojančiam aleliui (AA) . Daug atvejų iš Medicininė praktika rodo, kad dominuojančių anomalijų homozigotai yra labiau paveikti nei heterozigotai. Pavyzdžiui, dviejų brachidaktilijos nešiotojų santuokoje gimė vaikas, kuriam ne tik trūko rankų ir kojų pirštų, bet ir daugybinių skeleto deformacijų. Jis mirė sulaukęs vienerių metų. Kitas vaikas šioje šeimoje buvo heterozigotinis ir jam būdingi įprasti brachidaktilijos simptomai.
Autosominis recesyvinis Mendelio bruožus žmonėms lemia genai, lokalizuoti autosomose ir gali atsirasti palikuonims santuokoje tarp dviejų heterozigotų, dviejų recesyvinių homozigotų arba heterozigoto ir recesyvinio homozigoto. Tyrimai rodo, kad dauguma santuokų su recesyviniais palikuonimis susidaro tarp fenotipiškai normalių heterozigotų (Aa x Aa) . Tokios santuokos palikuonims genotipai AA, Aa ir aa bus pateikta santykiu 1:2:1, o tikimybė, kad vaikas nukentės, bus 25 proc. Pagal autosominį recesyvinį modelį, minkšti tiesūs plaukai, įtempta nosis, šviesios akys, plona oda ir Rh neigiama pirmoji kraujo grupė, daug medžiagų apykaitos ligų: fenilketonurija, galaktozemija, histidinemija ir kt., taip pat pigmentinė kseroderma.
Xeroderma pigmentosa, viena iš recesyvinių ligų, palyginti neseniai patraukė molekulinių biologų dėmesį. Ši patologija atsiranda dėl to, kad paciento odos ląstelės nesugeba atitaisyti ultravioletinės spinduliuotės sukeltų DNR pažeidimų. Dėl to išsivysto odos uždegimas, ypač ant veido, po kurio atsiranda atrofija. Galiausiai išsivysto odos vėžys, kuris negydomas baigiasi mirtimi. Pacientams, sergantiems reta recesine liga, giminystės laipsnis tarp tėvų paprastai yra žymiai didesnis nei vidutinis populiacijos lygis. Paprastai tėvai paveldi šį geną iš bendro protėvio ir yra heterozigotai. Didžioji dauguma pacientų, sergančių autosominėmis recesyvinėmis ligomis, yra dviejų heterozigotų vaikai.
Be autosominio dominuojančio ir autosominio recesyvinio paveldėjimo tipų žmonėms, taip pat aptinkamas nepilnas dominavimas. , kodavimas ir perteklius.
nepilnas dominavimas susijęs su tarpiniu bruožo pasireiškimu heterozigotinėje alelių būsenoje (Aa) . Pavyzdžiui, didelę nosį lemia du AA aleliai, maža nosis - aa aleliai, normali vidutinio dydžio nosis - Aa . Atsižvelgiant į nepilno žmogaus dominavimo tipą, lūpų išsipūtimas ir burnos bei akių dydis, atstumas tarp akių yra paveldimas.
Kodominavimas- tai tokia alelinių genų sąveika, kai du dominuojantys genai yra heterozigotinėje būsenoje ir vienu metu veikia kartu, tai yra, kiekvienas alelis nustato savo požymį. Patogiausia svarstyti kodominanciją naudojant kraujo grupių paveldėjimo pavyzdį.
AB0 sistemos kraujo grupes lemia trys aleliai: A, B ir 0. Be to, A ir B aleliai yra dominuojantys, o 0 alelis – recesyvinis. Šių trijų alelių porinis derinys genotipe suteikia keturias kraujo grupes. Aleliniai genai, nustatantys kraujo grupes, yra devintoje žmogaus chromosomų poroje ir yra atitinkamai pažymėti: I A, I in ir I °. Pirmoji kraujo grupė nustatoma pagal dviejų recesyvinių I° I° alelių buvimą genotipe. Fenotipiškai tai pasireiškia alfa ir beta antikūnų buvimu kraujo serume. Antrąją kraujo grupę galima nustatyti pagal du dominuojančius alelius I A I A, jei žmogus yra homozigotinis, arba pagal alelius I A I °, jei jis yra heterozigotinis. Fenotipiškai antroji kraujo grupė pasireiškia A grupės antigenų buvimu eritrocitų paviršiuje ir beta antikūnų buvimu kraujo serume. Trečiąją grupę lemia B alelio funkcionavimas.Ir šiuo atveju genotipas gali būti heterozigotinis (I in I °) arba homozigotinis (I in I c). Fenotipiškai trečios kraujo grupės žmonėms B antigenai aptinkami eritrocitų paviršiuje, o kraujo baltymų frakcijose yra alfa antikūnų. Ketvirtosios kraujo grupės žmonės genotipe sujungia du dominuojančius AB alelius (I A I c), ir jie abu funkcionuoja: eritrocitų paviršiuje yra abu antigenai (A ir B), o kraujo serume nėra atitinkamų serumo baltymų alfa. ir beta, kad būtų išvengta agliutinacijos. Taigi žmonės, turintys ketvirtą kraujo grupę, yra kodominavimo pavyzdžiai, nes jie turi du dominuojančius alelinius genus, kurie veikia vienu metu.
Fenomenas persvarą dėl to, kad kai kuriais atvejais dominuojantys genai heterozigotinėje būsenoje yra ryškesni nei homozigotinės būsenos. Ši sąvoka koreliuoja su heterozės poveikiu ir yra susijusi su tokiais sudėtingais bruožais kaip gyvybingumas, bendra gyvenimo trukmė ir kt.
Taigi žmonėms, kaip ir kitiems eukariotams, yra žinomos visos alelinių genų sąveikos rūšys ir daugybė Mendelio bruožų, kuriuos lemia šios sąveikos. Naudojant Mendelio paveldėjimo dėsnius, galima apskaičiuoti tikimybę susilaukti vaikų, turinčių tam tikrų modeliavimo bruožų.
Patogiausias metodologinis bruožų paveldėjimo keliose kartose analizės metodas yra genealoginis metodas, pagrįstas kilmės dokumentų sudarymu.
Genų sąveika
Iki šiol svarstėme tik monogeniškai kontroliuojamus bruožus. Tačiau vieno geno fenotipinę raišką dažniausiai įtakoja kiti genai. Dažnai bruožai susidaro dalyvaujant keliems genams, kurių sąveika atsispindi fenotipe.
Sudėtingos genų sąveikos pavyzdys yra Rh faktoriaus sistemos paveldėjimo modeliai: Rh plius (Rh +) ir Rh minus (Rh-). 1939 m. tiriant negyvą vaisių pagimdžiusios moters kraujo serumą, kuriai buvo perpilta su AB0 suderinama kraujo grupė, buvo rasta specialių antikūnų, panašių į tuos, kurie buvo gauti imunizuojant eksperimentinius gyvūnus rezus makaka. eritrocitai. Pacientei aptikti antikūnai vadinami Rh antikūnais, o jos kraujo grupė yra Rh neigiama. Rh teigiamą kraujo grupę lemia tai, kad eritrocitų paviršiuje yra specialios grupės antigenų, užkoduotų struktūrinių genų, pernešančių informaciją apie membraninius polipeptidus. Genai, lemiantys Rh faktorių, yra pirmoje žmogaus chromosomų poroje. Rh teigiama kraujo grupė yra dominuojanti, Rh neigiama – recesyvinė. Rh teigiami žmonės gali būti heterozigotiniai (Rh + /Rh-) arba homozigotiniai (Rh + /Rh +). Rh-neigiamas – tik homozigotinis (Rh-/Rh-).
Vėliau paaiškėjo, kad Rh faktoriaus antigenai ir antikūnai turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš trijų komponentų. Tradiciškai Rh faktoriaus antigenai žymimi lotyniškos abėcėlės raidėmis C, D, E. Remiantis genetinių duomenų analize apie Rh faktoriaus paveldėjimą šeimose ir populiacijose, buvo suformuluota hipotezė, kad kiekvienas Rh faktoriaus komponentas Tai lemia jo paties genas, kad šie genai yra sujungti į vieną lokusą ir turi bendrą operatorių arba promotorių, kuris reguliuoja jų kiekybinę išraišką. Kadangi antigenai žymimi C, D, E raidėmis, tos pačios mažosios raidės žymi genus, atsakingus už atitinkamo komponento sintezę.
Genetiniai šeimų tyrimai rodo galimybę persikelti tarp trijų genų Rh faktoriaus lokuse heterozigotuose. Populiacijos tyrimai atskleidė įvairius fenotipus: CDE, CDe, cDE, cDe, CdE, Cde, cdE, cde. Sąveika tarp genų, lemiančių Rh faktorių, yra sudėtinga. Matyt, pagrindinis veiksnys, lemiantis Rh antigeną yra D antigenas.Jis pasižymi daug didesniu imunogeniškumu nei C ir E antigenai./d. CDe/Cde ir Cde/cDe heterozigotuose su Cde genų deriniu Rh lokuse pakinta D faktoriaus ekspresija, todėl susidaro D u fenotipas su silpnu atsaku į Rh teigiamų antigenų įvedimą. Vadinasi, genų darbas Rh lokuse gali būti reguliuojamas kiekybiškai, o Rh faktoriaus fenotipinis pasireiškimas Rh teigiamiems žmonėms yra skirtingas: didesnis ar mažesnis.
Rh faktoriaus nesuderinamumas tarp vaisiaus ir motinos gali sukelti vaisiaus patologijos vystymąsi arba savaiminį persileidimą ankstyvose nėštumo stadijose. Specialių jautrių metodų pagalba buvo nustatyta, kad gimdymo metu į motinos kraują gali patekti apie 1 ml vaisiaus kraujo. Jei motina yra Rh neigiama, o vaisius yra Rh teigiamas, tada po pirmojo gimdymo motina bus jautri Rh teigiamiems antigenams. Vėlesnio nėštumo metu, kai vaisius yra nesuderinamas su Rh, anti-Rh antikūnų titras jos kraujyje gali smarkiai padidėti, o veikiamas jų destruktyvaus poveikio vaisiui išsivysto būdingas klinikinis hemolizinės patologijos vaizdas, pasireiškiantis anemija, gelta ar vandenligė.
Klasikinėje genetikoje labiausiai tiriami trys nealelinių genų sąveikos tipai: epistazė, komplementarumas ir polimerizmas. Jie lemia daugelį paveldimų žmogaus savybių.
epistazė- tai nealelinių genų sąveikos tipas, kai viena alelinių genų pora slopina kitos poros veikimą. Yra dominuojanti ir recesyvinė epistazė. Dominuojanti epistazė pasireiškia tuo, kad dominuojantis alelis homozigotiniame (AA) arba heterozigotinis (Aa) būsena slopina kitos alelių poros raišką. Esant recesinei epistazei, slopinantis genas yra recesyvinės homozigotinės būsenos (aa) neleidžia ekspresuoti epistato geno. Slopinantis genas vadinamas slopintuvu arba inhibitoriumi, o slopinamas genas vadinamas hipostatiniu. Šio tipo sąveika labiausiai būdinga genams, dalyvaujantiems ontogenezės ir žmogaus imuninės sistemos reguliavime.
Žmonių recesyvinės epistazės pavyzdys yra „Bombėjaus fenomenas“. Indijoje buvo aprašyta šeima, kurioje tėvai turėjo antrą (A0) ir pirmą (00) kraujo grupes, o jų vaikai – ketvirtą (AB) ir pirmą (00). Kad vaikas tokioje šeimoje turėtų AB kraujo grupę, mama turi turėti B kraujo grupę, bet ne 0. Vėliau buvo nustatyta, kad AB0 kraujo grupės sistemoje yra recesyvinių modifikatorių genų, kurie, homozigotinėje būsenoje slopina antigenų ekspresiją eritrocitų paviršiuje. Pavyzdžiui, asmuo, turintis trečią kraujo grupę, turi turėti B grupės antigeną eritrocitų paviršiuje, tačiau epistatuojantis slopinantis genas recesyvinėje homozigotinėje būsenoje (h/h) slopina geno B veikimą, kad atitinkami antigenai atsirastų. nesusiformuoja, o 0 kraujo grupė atsiranda fenotipiškai.supresoriaus geno lokusas nesusietas su AB0 lokusu. Slopinamieji genai yra paveldimi nepriklausomai nuo genų, lemiančių ABO kraujo grupes. Bombėjaus reiškinio dažnis yra 1 iš 13 000 tarp Bombėjaus apylinkėse gyvenančių maharati kalbančių induistų. Jis taip pat platinamas kaip izoliatas Reunjono saloje. Matyt, ženklą lemia vieno iš fermentų, dalyvaujančių antigeno sintezėje, pažeidimas.
papildomumo- tai sąveikos tipas, kai už požymį atsakingi keli nealeliniai genai, ir skirtingas derinys dominuojantys ir recesyviniai aleliai jų porose keičia fenotipinį požymio pasireiškimą. Tačiau visais atvejais, kai genai yra skirtingose chromosomų porose, skilimai yra pagrįsti Mendelio nustatytais skaitmeniniais dėsniais.
Taigi, kad žmogus turėtų normalią klausą, reikalinga kelių porų genų koordinuota veikla, kurių kiekviena gali būti pavaizduota dominuojančiais arba recesyviniais aleliais. Normali klausa išsivysto tik tuo atveju, jei kiekvienas iš šių genų turi bent vieną dominuojantį alelį diploidiniame chromosomų rinkinyje. Jei bent vienai alelių porai atstovauja recesyvinis homozigotas, žmogus bus kurčias. Paaiškinkime, kas buvo pasakyta paprastu pavyzdžiu. Tarkime, kad normalią klausą sudaro genų pora. Šiuo atveju normalią klausą turintys žmonės turi AABB, AABb, AaBB, AaBb genotipus. Paveldimą kurtumą lemia genotipai: aabb, Aabb, AAbb, aaBb, aaBB . Naudojant Mendelio dihibridinio kryžminimo dėsnius, nesunku apskaičiuoti, kad kurtieji tėvai (aaBB x AAbb) gali susilaukti normalios klausos (AaBb) vaikų, o normaliai girdinčių – atitinkamą AaBb x AaBb genotipų derinį su didele tikimybe ( daugiau nei 40 proc. – kurčiųjų vaikų.
Polimerizmas- tam tikro požymio sąlygiškumas keliomis nealelinių genų poromis, turinčiomis tą patį poveikį. Tokie genai vadinami polimeriniais. Jei dominuojančių alelių skaičius turi įtakos bruožo sunkumui, polimeras vadinamas kumuliaciniu. Kuo daugiau dominuojančių alelių, tuo bruožas intensyvesnis. Pagal kumuliacinio polimero tipą dažniausiai paveldimi požymiai, kuriuos galima kiekybiškai įvertinti: odos spalva, plaukų spalva, ūgis.
Žmogaus odos ir plaukų spalva, taip pat akių rainelės spalva suteikia pigmento melanino. Formuodamas odos spalvą, jis apsaugo kūną nuo ultravioletinių spindulių poveikio. Yra dviejų tipų melaninas: eumelaninas (juodas ir tamsiai rudas) ir feumelaninas (geltonas ir raudonas). Melaninas ląstelėse sintetinamas iš aminorūgšties tirozino keliais etapais. Sintezė reguliuojama įvairiais būdais ir visų pirma priklauso nuo ląstelių dalijimosi greičio. Pagreitėjus ląstelių mitozei, plauko apačioje susidaro feumelaninas, o sulėtėjus – eumelaninas. Aprašytos kai kurios piktybinės odos epitelio ląstelių degeneracijos formos, kurias lydi melanino kaupimasis (melanoma).
Visos plaukų spalvos, išskyrus raudoną, sudaro ištisinę seriją nuo tamsios iki šviesios (atitinka melanino koncentracijos sumažėjimą) ir yra paveldimos poligeniškai pagal kumuliacinio polimero tipą. Manoma, kad šie skirtumai atsiranda dėl grynai kiekybinių eumelanino kiekio pokyčių. Raudonų plaukų spalva priklauso nuo feumelanino buvimo. Plaukų spalva dažniausiai keičiasi su amžiumi ir stabilizuojasi prasidėjus brendimui.
Akies rainelės spalvą lemia keli veiksniai. Viena vertus, tai priklauso nuo melanino granulių buvimo, kita vertus, nuo šviesos atspindžio pobūdžio. Juodos ir rudos spalvos atsiranda dėl daugybės pigmentinių ląstelių priekiniame rainelės sluoksnyje. Šviesiose akyse pigmento kiekis yra daug mažesnis. Mėlynos spalvos vyravimas šviesoje, atsispindinčioje nuo priekinio rainelės sluoksnio, kuriame nėra pigmento, paaiškinamas optiniu efektu. Skirtingas pigmento kiekis lemia visą akių spalvos gamą.
Pagal kumuliacinio polimero tipą žmogaus odos pigmentacija taip pat yra paveldima. Remiantis genetiniais šeimų, kurių narių odos pigmentacijos intensyvumas yra skirtingo intensyvumo, tyrimais, daroma prielaida, kad žmogaus odos spalvą lemia trys ar keturios genų poros.
Genų sąveikos principo pripažinimas rodo, kad visi genai savo veikloje yra kažkaip tarpusavyje susiję. Jei vienas genas veikia kitų genų darbą, tai gali turėti įtakos ne tik vieno, bet ir kelių bruožų pasireiškimui. Šis daugialypis geno veiksmas vadinamas pleiotropija. Ryškiausias geno pleiotropinio poveikio žmonėms pavyzdys – Marfano sindromas – jau minėta autosominė dominuojanti patologija. Arachnodaktilija ("voro" pirštai) yra vienas iš Marfano sindromo simptomų. Kiti simptomai yra aukštas ūgis dėl stipraus galūnių pailgėjimo, sąnarių hipermobilumas, sukeliantis trumparegystę, lęšiuko subluksacija ir aortos aneurizma. Sindromas pasireiškia vienodai dažnai vyrams ir moterims. Šie simptomai atsiranda dėl vystymosi defekto jungiamasis audinys, kuris atsiranda ankstyvose ontogenizacijos stadijose ir sukelia daugybę fenotipinių apraiškų.
Daugelis paveldimų patologijų turi pleiotropinį poveikį. Tam tikrus metabolizmo etapus suteikia genai. Metabolinių reakcijų produktai savo ruožtu reguliuoja ir galbūt kontroliuoja kitas metabolines reakcijas. Todėl medžiagų apykaitos sutrikimai viename etape atsispindės vėlesniuose etapuose, todėl vieno geno ekspresijos pažeidimas paveiks keletą elementarių savybių.
Paveldimumas ir aplinka
Fenotipinį bruožo pasireiškimą lemia už šį požymį atsakingi genai, lemiančių sąveika su kitais genais ir sąlygomis. išorinė aplinka. Todėl deterministinio bruožo fenotipinės raiškos laipsnis ( išraiškingumas) gali keistis: didėti arba mažėti. Daugeliui dominuojančių bruožų būdinga tai, kad genas pasireiškia visuose heterozigotuose, tačiau nevienodu laipsniu. Daugeliui dominuojančių ligų būdingas didelis individualus kintamumas tiek pasireiškimo amžiumi, tiek pasireiškimo sunkumu, tiek toje pačioje šeimoje, tiek įvairiose šeimose.
Kai kuriais atvejais bruožas gali būti iš viso neišreikštas fenotipiškai, nepaisant genotipinio išankstinio nustatymo. Tam tikro geno fenotipinio pasireiškimo tarp jo nešiotojų dažnis vadinamas skvarba ir išreiškiamas procentais. Įsiskverbimas yra visiškas, jei požymis pasireiškia visuose tam tikro geno nešiotojams (100%), ir nepilnas, jei požymis pasireiškia tik kai kuriuose nešiotojams. Esant nepilnai skvarbai, kartais perduodant požymį praleidžiama viena karta, nors individas, kuriam tai neteko,, sprendžiant pagal kilmę, turėtų būti heterozigotinis. Skverbtis yra statistinė sąvoka. Jo vertės įvertinimas dažnai priklauso nuo naudojamų tyrimo metodų.
Sekso genetika
Iš 46 žmogaus kariotipo chromosomų (23 poros) 22 poros vyrams ir moterims yra vienodos (autosomos), o viena pora, vadinama lyčių pora, skiriasi skirtingomis lytimis: moterų – XX, vyrų – XY. Lytinės chromosomos yra kiekvienoje žmogaus somatinėje ląstelėje. Kai mejozės metu susidaro gametos, homologinės lytinės chromosomos išsiskiria į skirtingas lytines ląsteles. Vadinasi, kiekviena kiaušialąstė, be 22 autosomų, turi vieną lytinę chromosomą X. Visi spermatozoidai taip pat turi haploidinį chromosomų rinkinį, iš kurių 22 yra autosomos, o viena – lytinė. Pusėje spermatozoidų yra X, kitoje pusėje Y chromosomos.
Kadangi moterų lytinės chromosomos yra tos pačios, o visi kiaušinėliai turi X chromosomą, moteriškoji lytis žmonėms vadinama homogametine. Vyriška lytis dėl skirtingų lytinių chromosomų (X arba Y) spermatozoiduose vadinama heterogametine.
Žmogaus lytis nustatoma apvaisinimo metu. Moteris turi vieno tipo lytines ląsteles - X, vyras - dviejų tipų lytines ląsteles: X ir Y, ir, pagal mejozės dėsnius, jos susidaro lygiomis dalimis. Apvaisinimo metu lytinių ląstelių chromosomų rinkiniai susijungia. Prisiminkite, kad zigotoje yra 22 poros autosomų ir viena pora lytinių chromosomų. Jei kiaušialąstę apvaisina spermatozoidas su X chromosoma, tai zigota turės XX lyčių chromosomų porą, iš jos išsivystys mergaitė. Jei apvaisinimą sukėlė spermatozoidas su Y chromosoma, tai zigotos lytinių chromosomų rinkinys yra XY. Iš tokios zigotos atsiras vyriškas kūnas. Taigi būsimo vaiko lytį nustato vyras, heterogametiškas dėl lytinių chromosomų. Lyties santykis gimus, pagal statistiką, atitinka maždaug 1:1.
Chromosomų lyties nustatymas nėra vienintelis seksualinės diferenciacijos lygis. Svarbų vaidmenį šiame procese žmogui vaidina hormonų reguliacija, kuri vyksta lytinių hormonų, kuriuos sintetina lytinės liaukos, pagalba.
Žmogaus lytinių organų klojimas prasideda nuo penkių savaičių embriono. Pirminės gemalo tako ląstelės migruoja iš trynio maišelio į lytinių liaukų užuomazgas, kurios, daugindamosi mitozės būdu, diferencijuojasi į gonijas ir tampa lytinių ląstelių pirmtakais. Abiejų lyčių embrionuose migracija vyksta vienodai. Jei Y chromosoma yra lytinių liaukų užuomazgų ląstelėse, tada pradeda vystytis sėklidės, o diferenciacijos pradžia siejama su Y chromosomos euchromatinės srities funkcionavimu. Jei Y chromosomos nėra, tada išsivysto kiaušidės, kurios atitinka moterišką tipą.
Vyras iš prigimties yra biseksualus. Reprodukcinės sistemos užuomazgos yra vienodos abiejų lyčių embrionuose. Jei Y chromosomos aktyvumas yra slopinamas, tada lytinių organų užuomazgos vystosi pagal moterišką tipą. At visiškas nebuvimas iš visų vyriškos lyties formavimosi elementų formuojasi moteriški lytiniai organai.
Antrinių lytinių požymių tipas atsiranda dėl lytinių liaukų diferenciacijos. Dauginimosi organai susidaro iš Miulerio ir Vilko kanalų. Patelėms Miulerio latakai išsivysto į kiaušintakiai ir gimda, ir vilko atrofija. Vyrams iš Volfo latakų išsivysto sėkliniai latakai ir sėklinės pūslelės. Motinos chorioninio gonadotropino įtakoje embriono sėklidėse gulinčios Leydig ląstelės sintezuoja steroidinius hormonus (testosteroną), kurie dalyvauja reguliuojant individo raidą pagal vyrišką tipą. Tuo pačiu metu Sertoli ląstelėse esančiose sėklidėse sintetinamas hormonas, slopinantis Miulerio latakų diferenciaciją. Normalūs patinai vystosi tik tada, kai „veikia“ visi išorinių ir vidinių lytinių organų užuomazgas veikiantys hormonai. tam tikras laikas nurodytoje vietoje.
Šiuo metu aprašyta apie 20 įvairių genų defektų, kurie, esant normaliam (XY) lyties chromosomų kariotipui, sukelia išorinių ir vidinių lytinių požymių diferenciacijos pažeidimą (hermafroditizmas). Šios mutacijos yra susijusios su: a) lytinių hormonų sintezės pažeidimu; b) receptorių jautrumą jiems; c) fermentų, dalyvaujančių reguliuojančių faktorių sintezėje, darbas ir kt.
Su lytimi susijusių bruožų paveldėjimas
X ir Y chromosomos yra homologinės, nes turi bendrų homologinių regionų, kuriuose yra lokalizuoti aleliniai genai. Tačiau, nepaisant atskirų lokusų homologijos, šios chromosomos skiriasi morfologija. Iš tiesų, be bendrų erdvių, jie turi daugybę skirtingų genų. X chromosomoje yra genų, kurių nėra Y chromosomoje, o daugybės Y chromosomos genų X chromosomoje nėra. Taigi, vyrų lytinėse chromosomose kai kurie genai neturi antrojo alelio homologinėje chromosomoje. Šiuo atveju požymį lemia ne pora alelinių genų, kaip normalus Mendelio bruožas, o tik vienas alelis. Panaši geno būsena vadinama hemizigotine, o požymiai, kurių vystymąsi lemia vienas alelis, esantis vienoje iš alternatyvių lyčių chromosomų, vadinami su lytimi susijusiais. Ji daugiausia vystosi vienoje iš dviejų lyčių ir skirtingai paveldima vyrams ir moterims.
Su X chromosoma susiję bruožai gali būti recesyviniai arba dominuojantys. Recesyviniai yra: hemofilija, daltonizmas (nesugebėjimas atskirti raudonos ir žalios spalvos), atrofija regos nervas ir Duchenne miopatija. Dominuojantis - rachitas, netinkamas gydyti vitaminu D, ir tamsus emalis dantų.
Apsvarstykite su X susietą paveldėjimą, kaip pavyzdį naudodami recesyvinės hemofilijos geną. Vyro hemofilijos genas, esantis X chromosomoje, neturi alelio Y chromosomoje, tai yra, jis yra hemizigotinės būklės. Todėl, nepaisant to, kad bruožas yra recesyvinis, vyrams jis pasireiškia:
N- normalus kraujo krešėjimo genas
h - hemofilijos genas;
X h Y – hemofilija sergantis vyras;
X N Y – vyras sveikas.
Moterims požymį lemia alelinių genų pora XX lytinėse chromosomose, todėl hemofilija gali pasireikšti tik esant homozigotinei būsenai:
X N X N – moteris sveika.
X N X h - heterozigotinė moteris, hemofilijos geno nešiotoja, sveika,
X h X h – hemofilija serganti moteris.
Su X chromosomomis susijusių požymių perdavimo dėsnius pirmasis ištyrė T. Morganas.
Be X susietų bruožų, patinai taip pat turi ir Y susietų bruožų. Jie vadinami olandiškais. Juos lemiantys genai yra lokalizuoti tuose Y chromosomų regionuose, kurie neturi analogų X chromosomose. Olandiškus bruožus taip pat lemia tik vienas alelis, o kadangi jų genai yra tik Y chromosomoje, jie aptinkami pas vyrus ir perduodami iš tėvo sūnui, tiksliau – visiems sūnums. Holandijos požymiai yra: ausų plaukuotumas, pynimas tarp pirštų, ichtiozė (odoje yra gilių dryžių ir panaši į žuvų žvynus).
Homologiniuose X ir Y chromosomų regionuose yra alelinių genų, kurie vienodai gali atsirasti tiek vyrams, tiek moterims.
Tarp požymių, kuriuos jie apibrėžia, yra bendras daltonizmas (spalvų matymo stoka) ir pigmentinė kseroderma. Abu šie bruožai yra recesyvūs. Požymiai, susiję su aleliniais genais, esančiais X ir Y chromosomose, yra paveldimi pagal klasikinius Mendelio dėsnius.
Paveldėjimas ribojamas ir kontroliuojamas lyties
Žmogaus požymiai, kurių paveldėjimas kažkaip susijęs su lytimi, skirstomi į kelias kategorijas.
Viena iš kategorijų yra ženklai, ohgrindų sužeistas. Jų vystymąsi lemia genai, esantys abiejų lyčių autosomose, tačiau pasireiškiantys tik vienoje lytyje. Pavyzdžiui, genai, lemiantys moters dubens plotį, yra lokalizuoti autosomose, paveldimi tiek iš tėvo, tiek iš motinos, tačiau atsiranda tik moterims. Tas pats pasakytina ir apie mergaičių brendimo amžių. Tarp vyriški ženklai, apribota lytimi, galite įvardyti plaukų kiekį ir pasiskirstymą ant kūno.
Kita kategorija apima pripažinolyties kontroliuojamas ki arba priklauso nuo lyties. Somatinių savybių vystymąsi lemia autosomose esantys genai, jie pasireiškia vyrams ir moterims, tačiau skirtingai. Pavyzdžiui, vyrams ankstyvas nuplikimas yra dominuojantis požymis, jis pasireiškia tiek dominuojantiems homozigotams (Aa), tiek heterozigotams (Aa). Moterims šis požymis yra recesyvus, pasireiškia tik recesyviems homozigotams (aa) . Todėl plikų vyrų daug daugiau nei moterų. Kitas pavyzdys yra podagra, kurios skvarba vyrams yra didesnė: 80 %, o moterų – 12 %. Tai reiškia, kad vyrai dažniau serga podagra. Lyties kontroliuojamų savybių išraiškingumą lemia lytiniai hormonai. Pavyzdžiui, dainavimo balso tipą (bosas, baritonas, tenoras, sopranas, mecosopranas ir altas) valdo seksualinė konstitucija. Nuo brendimo požymis yra veikiamas lytinių hormonų.
Genų ryšys ir chromosomų žemėlapiai
Chromosomų paveldimumo teoriją suformulavo ir eksperimentiškai įrodė T. Morganas ir jo bendradarbiai. Pagal šią teoriją genai išsidėstę chromosomose ir jose išsidėstę tiesiškai. Genai, esantys toje pačioje chromosomoje, vadinami susietais, yra paveldimi kartu ir sudaro ryšio grupę. Ryšių grupių skaičius atitinka homologinių chromosomų porų skaičių. Žmogus turi 46 chromosomas: 22 poras autosomų ir vieną porą lytinių chromosomų (XX arba XY), todėl moterys turi 23 jungčių grupes, o vyrai – 24, nes vyrų lytinės chromosomos (XY) nėra visiškai homologiškos viena kitai. . Kiekviena vyriška lytinė chromosoma turi genus, būdingus tik X ir tik Y chromosomai, kurie atitinka X ir Y chromosomų jungčių grupes.
Genai, esantys toje pačioje chromosomoje ir sudarantys ryšio grupę, nėra absoliučiai susieti. Pirmojo mejozinio dalijimosi profazės zigotene homologinės chromosomos susilieja ir susidaro dvivalentės, tada pachitene vyksta kryžminiai mainai tarp homologinių chromosomų chromatidžių. Crossover yra būtinas. Jis atliekamas kiekvienoje homologinių chromosomų poroje. Kuo toliau vienas nuo kito genai yra chromosomoje, tuo dažniau tarp jų vyksta kryžminimas. Dėl šio proceso didėja lytinių ląstelių genų derinio įvairovė. Pavyzdžiui, homologinių chromosomų poroje yra susieti AB ir ab genai. Mejozės fazėje homologinės chromosomos konjuguoja ir sudaro dvivalentę: AB ab
Jei perėjimas tarp genų A ir B nevyksta, tai dėl mejozės susidaro dviejų tipų nekryžminės gametos: AB ir ab. Jei įvyks kryžminimas, bus gautos kryžminės gametos: Ab ir aB, tai yra, pasikeis jungčių grupės. Kuo toliau vienas nuo kito yra genai A ir B, tuo didesnė susidarymo tikimybė ir, atitinkamai, kryžminių gametų skaičius.
Jei didelėje chromosomoje esantys genai išsidėstę pakankamu atstumu vienas nuo kito ir mejozės metu tarp jų įvyksta daug kryžminių perėjimų, jie gali būti paveldimi nepriklausomai.
Kryžminimo atradimas leido T. Morganui ir jo mokyklai pirmuosius du XX amžiaus dešimtmečius sukurti genetinių chromosomų žemėlapių sudarymo principą. Ryšio reiškinį jie naudojo siekdami nustatyti toje pačioje chromosomoje esančių genų lokalizaciją ir sukurti vaisinės muselės Drosophila melanogaster genų žemėlapius. Genetiniuose žemėlapiuose genai išsidėstę tiesiškai vienas po kito tam tikru atstumu. Atstumas tarp genų nustatomas kryžminimo procentais arba morganidais (1% kryžminimo yra lygus vienai morganidai).
Norint sudaryti augalų ir gyvūnų genetinius žemėlapius, atliekami analizuojantys kryžiai, kuriuose pakanka tiesiog apskaičiuoti individų, susidarančių dėl kryžminimo, procentą ir sudaryti trijų susietų genų genetinį žemėlapį. Žmonėms genų sąsajos analizė klasikiniais metodais yra neįmanoma, nes eksperimentinės santuokos yra neįmanomos. Todėl ryšių grupėms tirti ir žmogaus chromosomų kartografavimui naudojami kiti metodai, pirmiausia genealoginiai, pagrįsti kilmės dokumentų analize.
T E M A Nr.7 Žmogaus paveldimos ligos
Žmonių sveikatos ir genetikos problemos yra glaudžiai tarpusavyje susijusios. Genetikai bando atsakyti į klausimą, kodėl vieni žmonės yra linkę sirgti įvairiomis ligomis, o kiti tokiomis ar dar prastesnėmis sąlygomis išlieka sveiki. Tai daugiausia lemia kiekvieno žmogaus paveldimumas, t.y. chromosomose esančių genų savybės.
Pastaraisiais metais sparčiai vystėsi žmogaus genetika ir medicininė genetika. Taip yra dėl daugelio priežasčių ir, visų pirma, staigiai išaugusios paveldimos patologijos dalies gyventojų sergamumo ir mirtingumo struktūroje. Statistika rodo, kad iš 1000 naujagimių 35-40 serga įvairaus pobūdžio paveldimomis ligomis, o vaikų iki 5 metų mirtingumuose chromosominės ligos sudaro 2-3%, genų ligos - 8-10%, daugiafaktorinės ligos. – 35–40 proc. Kasmet mūsų šalyje gimsta 180 tūkstančių vaikų, sergančių paveldimomis ligomis. Daugiau nei pusė jų turi įgimtų defektų, apie 35 tūkst. – chromosomų ligų ir daugiau nei 35 tūkst. – genų ligų. Pažymėtina, kad žmonių paveldimų ligų skaičius kasmet auga, pastebimos naujos paveldimos patologijos formos. 1956 metais buvo žinoma 700 paveldimų ligų formų, o 1986 metais jų skaičius išaugo iki 2000. 1992 metais žinomų paveldimų ligų ir požymių skaičius išaugo iki 5710.
Visos paveldimos ligos skirstomos į tris grupes:
Genetinis (monogeninis - patologijos centre yra viena alelinių genų pora)
Chromosominės
Ligos, turinčios paveldimą polinkį (daugiafaktorinės).
žmogaus genų ligos
Genetinės ligos yra didelė ligų grupė, atsirandanti dėl DNR pažeidimo genų lygmeniu.
Bendras genų ligų dažnis populiacijoje yra 1-2 proc. Paprastai genų ligų dažnis laikomas dideliu, jei jis pasireiškia 1 atveju 10 000 naujagimių, vidutiniu - 1 iš 10 000-40 000, o vėliau - mažu.
Monogeninės genų ligų formos paveldimos pagal G. Mendelio dėsnius. Pagal paveldėjimo tipą jie skirstomi į autosominius dominuojančius, autosominius recesyvinius ir susietus su X arba Y chromosomomis.
Daugumą genų patologijų sukelia mutacijos struktūriniuose genuose, kurie savo funkciją atlieka per polipeptidų – baltymų sintezę. Bet kokia geno mutacija lemia baltymo struktūros ar kiekio pasikeitimą.
Bet kurios genų ligos atsiradimas yra susijęs su pirminiu mutantinio alelio poveikiu. Pagrindinė genų ligų schema apima daugybę nuorodų:
organizmas.
mutantinis alelis;
modifikuotas pirminis produktas;
vėlesnių ląstelės biocheminių procesų grandinė;
Dėl genų mutacijos molekuliniu lygiu galimos šios parinktys:
nenormali baltymų sintezė;
perteklinio geno produkto kiekio gamyba;
pirminio produkto gamybos trūkumas;
sumažinto kiekio įprasto pirminio produkto gamyba.
Nesibaigiant molekuliniu lygiu pirminės nuorodos, genų ligų patogenezė tęsiasi ląstelių lygmeniu. Sergant įvairiomis ligomis, mutantinio geno veikimo taikymo taškas gali būti tiek atskiros ląstelių struktūros – lizosomos, membranos, mitochondrijos, tiek žmogaus organai. Genų ligų klinikinės apraiškos, jų vystymosi sunkumas ir greitis priklauso nuo organizmo genotipo ypatybių (modifikatorių genų, genų dozės, mutanto geno trukmės, homo- ir heterozigotiškumo ir kt.), paciento amžiaus, aplinkos sąlygų. sąlygos (mityba, vėsinimas, stresas, nuovargis) ir kiti veiksniai.
Genų (kaip ir apskritai visų paveldimų) ligų ypatybė yra jų nevienalytiškumas. Tai reiškia, kad tas pats fenotipinis ligos pasireiškimas gali atsirasti dėl skirtingų genų mutacijų arba skirtingų to paties geno mutacijų.
Žmonių genetinės ligos apima daugybę medžiagų apykaitos ligų. Jie gali būti susiję su sutrikusia angliavandenių, lipidų, steroidų, purinų ir pirimidinų, bilirubino, metalų ir kt. metabolizmu. Vis dar nėra vieningos paveldimų medžiagų apykaitos ligų klasifikacijos. PSO mokslinė grupė pasiūlė tokią klasifikaciją:
1) aminorūgščių apykaitos ligos (fenilketonurija, alkaptonurija ir kt.);
paveldimi angliavandenių apykaitos sutrikimai (galalugosemija, glikogenas
liga ir kt.);
ligos, susijusios su lipidų apykaitos sutrikimu (Niemano liga)
Pick, Gošė liga ir kt.);
paveldimi steroidų metabolizmo sutrikimai;
paveldimos purino ir pirimidino metabolizmo ligos (podagra,
Lesch-Nayan sindromas ir kt.);
6) jungiamojo audinio medžiagų apykaitos sutrikimų (Marfano liga,
mukopolisacharidozės ir kt.);
7) paveldimi hema- ir porfirino sutrikimai (hemoglobinopatijos ir kt.);
ligos, susijusios su eritrocitų metabolizmo sutrikimu (hemolizinis
anemija ir kt.);
paveldimi bilirubino metabolizmo sutrikimai;
paveldimos metalų apykaitos ligos (Konovalov-Wilson liga
paveldimi virškinimo trakto malabsorbcijos sindromai
takų (cistinė fibrozė, laktozės netoleravimas ir kt.).
Apsvarstykite šiuo metu labiausiai paplitusias ir genetiškai labiausiai ištirtas genų ligas.
Gyvų organizmų genomai yra gana stabilūs, o tai būtina norint išsaugoti rūšinę struktūrą ir vystymosi tęstinumą. Siekdami išlaikyti stabilumą ląstelėje, jie veikia įvairios sistemos reparacijos, kurios ištaiso DNR struktūros sutrikimus. Tačiau jei DNR struktūros pokyčiai iš viso nebūtų išsaugoti, rūšys negalėtų prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų ir evoliucionuoti. Kuriant evoliucinį potencialą, t.y. būtinas paveldimo kintamumo lygis, pagrindinis vaidmuo tenka mutacijoms.
Terminas " mutacija"G. de Vries savo klasikiniame darbe" mutacijų teorija“ (1901–1903) apibūdino staigių, pertraukiamų bruožo pasikeitimų reiškinį. Jis pažymėjo skaičių mutacinio kintamumo ypatumai:
- mutacija yra kokybiškai nauja bruožo būsena;
- mutantų formos yra pastovios;
- tos pačios mutacijos gali atsirasti pakartotinai;
- mutacijos gali būti naudingos arba žalingos;
- mutacijų nustatymas priklauso nuo analizuojamų asmenų skaičiaus.
Mutacijos atsiradimo esmė yra DNR arba chromosomų struktūros pasikeitimas, todėl mutacijos paveldimos vėlesnėse kartose. Mutacijų kintamumas yra universalus; jis vyksta visuose gyvūnuose, aukštesniuose ir žemesni augalai, bakterijos ir virusai.
Paprastai mutacijos procesas skirstomas į spontaninį ir sukeltą. Pirmasis vyksta veikiant natūraliems veiksniams (išoriniams ar vidiniams), antrasis - su tiksliniu poveikiu ląstelei. Spontaniškos mutagenezės dažnis yra labai mažas. Žmonėms jis yra 10 -5 - 10 -3 vienam genui per kartą. Kalbant apie genomą, tai reiškia, kad kiekvienas iš mūsų vidutiniškai turime vieną geną, kurio neturėjo mūsų tėvai.
Dauguma mutacijų yra recesyvinės, o tai labai svarbu, nes mutacijos pažeidžia nustatytą normą (laukinis tipas), todėl yra žalingos. Tačiau mutantinių alelių recesyvinis pobūdis leidžia jiems tai padaryti ilgas laikas populiacijoje išlieka heterozigotinės būklės ir pasireiškia kaip kombinuoto kintamumo rezultatas. Jei atsiradusi mutacija turi teigiamą poveikį organizmo vystymuisi, ji išliks natūrali atranka ir išplito visoje populiacijoje.
Pagal mutantinio geno veikimo pobūdį Mutacijos skirstomos į 3 tipus:
- morfologinis,
- fiziologinis,
- biocheminis.
Morfologinės mutacijos pakeisti gyvūnų ir augalų organų formavimąsi ir augimo procesus. Drosofilos akių spalvos, sparnų formos, kūno spalvos ir šerių formos mutacijos gali būti tokio tipo pokyčių pavyzdys; trumpakojiškumas avims, nykštukiškumas augalams, trumpapirščiai (brachidaktilija) žmonėms ir kt.
Fiziologinės mutacijos paprastai mažina individų gyvybingumą, tarp jų yra daug mirtinų ir pusiau mirtinų mutacijų. Fiziologinių mutacijų pavyzdžiai yra kvėpavimo takų mutacijos mielėse, chlorofilo mutacijos augaluose ir hemofilija žmonėms.
KAM biocheminės mutacijos apima tuos, kurie slopina arba sutrikdo tam tikrų medžiagų sintezę cheminių medžiagų, dažniausiai dėl to, kad trūksta būtino fermento. Šis tipas apima auksotrofines bakterijų mutacijas, kurios lemia ląstelės nesugebėjimą sintetinti kokios nors medžiagos (pavyzdžiui, aminorūgšties). Tokie organizmai gali gyventi tik esant šiai medžiagai aplinkoje. Žmonėms biocheminės mutacijos pasekmė yra sunki paveldima liga – fenilketonurija, atsirandanti dėl fermento, sintezuojančio tiroziną iš fenilalanino, trūkumo, dėl ko fenilalaninas kaupiasi kraujyje. Jei šio defekto buvimas nenustatytas laiku ir fenilalaninas nėra pašalintas iš naujagimių raciono, kūnui gresia mirtis dėl rimto smegenų vystymosi sutrikimo.
Mutacijos gali būti generatyvinis Ir somatinės. Pirmieji atsiranda lytinėse ląstelėse, antrieji – kūno ląstelėse. Jų evoliucinė vertė yra skirtinga ir susijusi su dauginimosi būdu.
generacinės mutacijos gali vykti skirtingi etapai lytinių ląstelių vystymasis. Kuo anksčiau jie atsiranda, tuo daugiau lytinių ląstelių perneš, todėl padidės jų perdavimo palikuonims tikimybė. Panaši situacija būna ir somatinės mutacijos atveju. Kuo anksčiau tai įvyks, tuo daugiau ląstelių jį perneš. Asmenys su pakitusiomis kūno dalimis vadinami mozaikomis arba chimeromis. Pavyzdžiui, Drosophila pastebimas akių spalvos mozaikiškumas: raudonos spalvos fone dėl mutacijos atsiranda baltų dėmių (briaunai, kuriuose nėra pigmento).
Organizmai, kurie dauginasi tik lytiškai somatinės mutacijos nėra vertingi nei evoliucijai, nei atrankai, tk. jie nėra paveldimi. Augaluose, kurie gali daugintis vegetatyviškai, somatinės mutacijos gali tapti selekcijos medžiaga. Pavyzdžiui, pumpurų mutacijos, kurios suteikia modifikuotus ūglius (sportas). Iš tokio sporto I.V. Michurin, skiepijimo būdu, gavo naują obelų veislę Antonovka 600 gramų.
Mutacijos yra įvairios ne tik savo fenotipinė išraiška bet ir dėl genotipo pokyčių. Atskirkite mutacijas genetinė, chromosominės Ir genominis.
Genų mutacijos
Genų mutacijos pakeisti atskirų genų struktūrą. Tarp jų nemaža dalis yra taškinės mutacijos, kuriame pokytis paveikia vieną nukleotidų porą. Dažniausiai taškinės mutacijos apima nukleotidų pakeitimą. Tokios mutacijos yra dviejų tipų: perėjimų ir transversijų. Perėjimų metu nukleotidų poroje purinas pakeičiamas purinu arba pirimidinas – pirimidinu, t.y. pagrindų erdvinė orientacija nesikeičia. Transversijose purinas pakeičiamas pirimidinu arba pirimidinas purinu, dėl kurio keičiasi bazių erdvinė orientacija.
Pagal bazių pakeitimo poveikio geno koduojamo baltymo struktūrai pobūdį Yra trys mutacijų klasės: missence mutacijos, nesąmoningos mutacijos ir tos pačios reikšmės mutacijos.
Missence mutacijos pakeisti kodono reikšmę, dėl ko baltyme atsiranda viena neteisinga aminorūgštis. Tai gali turėti labai rimtų pasekmių. Pavyzdžiui, sunki paveldima liga – pjautuvinė anemija, viena iš mažakraujystės formų, atsiranda pakeitus vieną aminorūgštį vienoje iš hemoglobino grandinių.
Nesąmoninga mutacija- tai yra terminatoriaus kodono atsiradimas (pakeitus vieną bazę) geno viduje. Jei transliacinio dviprasmiškumo sistema (žr. aukščiau) nebus aktyvuota, baltymų sintezės procesas bus nutrauktas, o genas galės susintetinti tik polipeptido fragmentą (abortyvinį baltymą).
At vienodos mutacijos pakeitus vieną bazę, atsiranda kodono sinonimas. Šiuo atveju genetinis kodas nepasikeičia, o sintezuojamas normalus baltymas.
Be nukleotidų pakeitimo, taškines mutacijas gali sukelti vienos nukleotidų poros įterpimas arba ištrynimas. Dėl šių pažeidimų atitinkamai pasikeičia skaitymo rėmas genetinis kodas o modifikuotas baltymas sintetinamas.
Genų mutacijos apima mažų geno dalių dubliavimą ir praradimą, taip pat intarpai- papildomos genetinės medžiagos, kurios šaltinis dažniausiai yra mobilieji genetiniai elementai, įterpimas. Genų mutacijos yra egzistavimo priežastis pseudogenai- neaktyvios veikiančių genų kopijos, kurioms trūksta ekspresijos, t.y. nesusidaro funkcinis baltymas. Pseudogenuose gali kauptis mutacijos. Naviko vystymosi procesas yra susijęs su pseudogenų aktyvavimu.
Yra dvi pagrindinės genų mutacijų atsiradimo priežastys: DNR replikacijos, rekombinacijos ir taisymo procesų klaidos (trijų P klaidos) ir mutageninių faktorių veikimas. Klaidų, susijusių su fermentų sistemų veikimu minėtų procesų metu, pavyzdys yra nekanoninis bazių poravimas. Tai pastebima, kai į DNR molekulę įtraukiamos nedidelės bazės, įprastų analogų. Pavyzdžiui, vietoj timino galima dėti bromuracilą, kuris gana lengvai derinamas su guaninu. Dėl šios priežasties AT pora pakeičiama GC.
Veikiant mutagenams, gali įvykti vienos bazės transformacija į kitą. Pavyzdžiui, azoto rūgštis deamininant citoziną paverčia uracilu. IN kitą ciklą replikacija, ji susiporuoja su adeninu, o pradinė GC pora pakeičiama AT.
Chromosomų mutacijos
Rimtesni genetinės medžiagos pakitimai atsiranda tuo atveju chromosomų mutacijos. Jie vadinami chromosomų aberacijomis arba chromosomų pertvarkymais. Pertvarkymai gali turėti įtakos vienai chromosomai (intrachromosominei) arba kelioms (tarpchromosominėms).
Intrachromosominiai persitvarkymai gali būti trijų tipų: chromosomos segmento praradimas (trūkumas); chromosomos dalies dubliavimasis (dublikacija); chromosomos segmento pasukimas 180° (inversija). Tarpchromosominiai pertvarkymai apima translokacijos- vienos chromosomos segmento perkėlimas į kitą chromosomą, kuri nėra jai homologiška.
Vidinės chromosomos dalies, kuri neturi įtakos telomerams, praradimas vadinamas ištrynimai, ir pabaigos sekcijos praradimas - trūkumas. Nuplėšta chromosomos dalis, jei joje nėra centromero, prarandama. Abu trūkumo tipus galima nustatyti pagal homologinių chromosomų konjugacijos pobūdį mejozėje. Galutinio ištrynimo atveju vienas homologas yra trumpesnis už kitą. At vidinis trūkumas normalus homologas sudaro kilpą prieš prarastą homologo vietą.
Dėl trūkumų prarandama dalis genetinės informacijos, todėl jie kenkia organizmui. Žalingumo laipsnis priklauso nuo prarastos vietos dydžio ir jos genų sudėties. Trūkumo homozigotai retai būna gyvybingi. At žemesni organizmai trūkumo poveikis yra mažiau pastebimas nei aukštesniuose. Bakteriofagai gali prarasti didelę savo genomo dalį, pakeisdami prarastą svetimos DNR dalį ir tuo pačiu išlaikyti funkcinį aktyvumą. Aukštesniu atveju netgi heterozigotiškumas dėl trūkumo turi savo ribas. Taigi Drosofiloje vieno iš homologų praradimas regione, kuriame yra daugiau nei 50 diskų, turi mirtiną poveikį, nepaisant to, kad antrasis homologas yra normalus.
Žmogus yra susijęs su skaičiaus trūkumu paveldimos ligos: sunki leukemijos forma (21 chromosoma), katės verksmo sindromas naujagimiams (5 chromosoma) ir kt.
Trūkumai gali būti naudojami genetiniam kartografavimui nustatant ryšį tarp tam tikros chromosomos srities praradimo ir morfologinės savybės asmenys.
dubliavimas vadinamas bet kurios normalios chromosomų rinkinio chromosomos dalies dubliavimu. Paprastai dubliavimas lemia bruožo, kurį kontroliuoja šiame regione esantis genas, padidėjimą. Pavyzdžiui, padvigubinti Drosophila geną baras, dėl kurio sumažėja akies briaunų skaičius, todėl jų skaičius toliau mažėja.
Dubliacijos lengvai nustatomos citologiškai, pažeidžiant milžiniškų chromosomų struktūrinį modelį, o genetiškai jas galima aptikti, nes kryžminimo metu nėra recesyvinio fenotipo.
Inversija- vietos pasukimas 180 ° - keičiasi genų tvarka chromosomoje. Tai labai dažnas chromosomų mutacijų tipas. Ypač daug jų rasta Drosophila, Chironomus, Tradescantia genomuose. Yra dviejų tipų inversijos: paracentrinė ir pericentrinė. Pirmieji paveikia tik vieną chromosomos ranką, neliečiant centromerinės srities ir nekeičiant chromosomų formos. Pericentrinės inversijos užfiksuoja centromero sritį, apimančią abiejų chromosomų šakų dalis, todėl jos gali žymiai pakeisti chromosomos formą (jei lūžiai atsiranda skirtingais atstumais nuo centromeros).
Mejozės profazėje heterozigotinę inversiją galima aptikti pagal būdingą kilpą, kurios pagalba atkuriamas dviejų homologų normalių ir apverstų sričių komplementarumas. Jei inversijos srityje įvyksta viena dekusacija, tai sukelia nenormalių chromosomų susidarymą: dicentriškas(su dviem centromerais) ir acentriškas(be centromero). Jei apverstos srities ilgis yra didelis, gali įvykti dvigubas perėjimas, dėl kurio susidaro gyvybingi produktai. Esant dviguboms inversijoms viename chromosomos regione, perėjimas paprastai yra slopinamas, todėl jie vadinami „skersinėmis spintelėmis“ ir žymimi raide C. Ši inversijų savybė naudojama, kai genetinė analizė, pavyzdžiui, kai atsižvelgiama į mutacijų dažnumą (G. Mellerio mutacijų kiekybinės apskaitos metodai).
Tarpchromosominiai persitvarkymai – translokacijos, jeigu jos turi abipusio nehomologinių chromosomų sekcijų keitimosi pobūdį, vadinamos abipusis. Jei lūžis paveikia vieną chromosomą, o atskirtas skyrius yra prijungtas prie kitos chromosomos, tai yra - neabipusis perkėlimas. Gautos chromosomos normaliai funkcionuos ląstelių dalijimosi metu, jei kiekviena iš jų turi vieną centromerą. Heterozigotiškumas translokacijoms labai pakeičia konjugacijos procesą mejozėje, nes homologinę trauką patiria ne dvi, o keturios chromosomos. Vietoj dvivalenčių formuojasi keturvalentės, kurios gali turėti skirtingą konfigūraciją – kryžių, žiedų ir tt Neteisingas jų išsiskyrimas dažnai lemia negyvybingų gametų susidarymą.
Atliekant homozigotines translokacijas, chromosomos elgiasi kaip įprasta, susidaro naujos jungčių grupės. Jei jie išsaugomi atrankos būdu, atsiranda naujų chromosomų rasių. Taigi, perkėlimai gali būti veiksmingas spekuliacijos veiksnys, kaip ir kai kurių gyvūnų rūšių (skorpionų, tarakonų) ir augalų (datura, bijūnų, nakvišų) atveju. Rūšyje Paeonia californica translokacijos procese dalyvauja visos chromosomos, o mejozės metu susidaro vienas konjugacijos kompleksas: 5 poros chromosomų sudaro žiedą (konjugacija nuo galo iki galo).
Kaip formalios klasifikacijos dalis yra:Genominės mutacijos – chromosomų skaičiaus pokytis;
chromosomų mutacijos – atskirų chromosomų struktūros persitvarkymas;
genų mutacijos – ir (arba) sekos sudedamosios dalys genų (nukleotidų) DNR struktūroje, kurių pasekmė – atitinkamų baltymų produktų kiekio ir kokybės pasikeitimas.
Genų mutacijos atsiranda pakeitus, ištrynus (prarandant), perkėlus (judėdamas), dubliuojantis (dvigubinant), inversijos (pakeitimo) būdu atskirų genų nukleotidai. Tuo atveju, kai kalbama apie transformacijas viename nukleotide, vartojamas terminas taškinė mutacija.
Tokios nukleotidų transformacijos sukelia trijų mutantų kodų atsiradimą:
Su pakitusia reikšme (missense mutacijos), kai šio geno koduojamame polipeptide viena aminorūgštis pakeičiama kita;
su nepakitusia reikšme (neutralios mutacijos) - nukleotidų pakeitimas nėra lydimas aminorūgščių pakeitimo ir neturi pastebimo poveikio atitinkamo baltymo struktūrai ar funkcijai;
beprasmės (nesąmonių mutacijos), kurios gali sukelti polipeptidinės grandinės nutraukimą ir turėti didžiausią žalingą poveikį.
Mutacijos skirtingose genų dalyse
Jei nagrinėsime geną iš struktūrinės ir funkcinės organizacijos padėties, tada jame vykstantys nukleotidų iškritimai, įterpimai, pakaitalai ir judėjimai gali būti suskirstyti į dvi grupes:1. mutacijos geno reguliavimo srityse (promotorinėje dalyje ir poliadenilinimo vietoje), sukeliančios kiekybinius atitinkamų produktų pokyčius ir kliniškai pasireiškiančios priklausomai nuo ribinio baltymų lygio, tačiau jų funkcija vis tiek išsaugoma;
2. mutacijos geną koduojančiose srityse:
egzonuose - sukelti priešlaikinį baltymų sintezės nutraukimą;
intronuose - jie gali generuoti naujas sujungimo vietas, kurios dėl to pakeičia originalias (įprastas);
susijungimo vietose (egzonų ir intronų sandūroje) – veda prie beprasmių baltymų vertimo.
Siekiant pašalinti tokio pobūdžio žalos padarinius, yra specialūs taisymo mechanizmai. Kurio esmė – pašalinti klaidingą DNR atkarpą, o tada šioje vietoje atkuriama pirminė. Tik tuo atveju, jei remonto mechanizmas neveikė arba nesusitvarkė su pažeidimais, atsiranda mutacija.