Мутації і гени

До мутацій відносяться зміни окремих генів, хромосомні перебудови, а також зміни числа хромосом. Найбільш часто зустрічаються генні, або точкові, мутації. Вони являють собою вставки або випадання, а також зміни (транзиції і трансверсії) пари нуклеотидів ДНК (РНК).

Точкові мутації здатні перекручувати функцію відокремлених генів одного оперону в разі полярного ефекту, тобто виключення всіх генів, локалізованих дистально від оператора по відношенню до утворилася мутації.

Хромосомні перебудови з’являються зазвичай, мабуть, через «незапланованої» рекомбінації, тобто рекомбінації негомологічних ділянок генетичного коду. До них зараховують транспозиції ділянок генетичного коду, аналогічних по довжині з геном, між хромосомами або в рамках однієї хромосоми. Зміни кількості хромосом в клітинах людини бувають кратними гаплоїдному набору, а також не кратними йому.

Особливістю ДНК, яка виконує роль сховища генетичної інформації, є необмежено варьирующая послідовність азотистих основ уздовж кожної її ланцюга. Звідси випливає, що найбільш імовірним механізмом мутації є заміна одного підстави іншим, тобто зміна послідовності підстав.

Мутація може виникнути внаслідок таутомерного зсуву в положенні атома водню, що належить, наприклад, аденіну. Цей зсув призводить до неправильного спаровування аденіну з цитозином замість тиміну, з яким він зазвичай злучається. При наступній реплікації ДНК цитозин, як правило, з’єднується з гуаніном таким чином, що в певній точці ДНК пара підстав А – Т замінюється на пару Г – Ц.

Заміна пуринового підстави на пуриновое або піримідинового на пиримидиновое називається простий або транзіциі. Заміна пуринового підстави на пиримидиновое і навпаки називається складною або трансверсії. Різні мутагени володіють специфічною здатністю викликати або транзіциі, або трансверсії. Наприклад, включення аналогів підстав в ДНК (5-бром-урацил, 2-амінопуріна) призводить до транзіциі; вплив на ДНК алкилірующих з’єднань (іприту, етиленіміну) викликає зміни підстав, які сприяють появі трансверсії в результаті порушення спарювання при реплікації ДНК.

При обробці ДНК дезамінується агентами з’являються незвичайні (мінорні) підстави, які порушують правильність справно при реплікації. При цьому аденін перетворюється в гипоксантин, гуанін – в ксантин, цитозин – в урацил. Гіпоксантин і урацил спаровуються відповідно з цитозином і аденін. Це призводить до мутацій типу транзицій. Як приклад дезамінується агента можна назвати азотної кислоти.

Цікавою групою мутагенів є так звані акридиновим барвники (профлавін, акридин). Вони мають властивість впроваджуватися в молекулу ДНК при її реплікації, проте внаслідок слабкої зв’язку їх з сусідніми підставами при наступних реплікації вони можуть випасти з молекули ДНК, що призведе до випадання підстави в комплементарної ланцюга. Така мутація називається випадінням або делецией. Мутації, що викликаються акридиновим барвниками, називаються вставками, оскільки при спарюванні внедрившегося акридинового барвника з будь-якою основою при реплікації ДНК відбувається додавання підстави в комплементарную ланцюг.

Коли ДНК витримується при рН нижче 4, деякі підстави набувають позитивний заряд. Це призводить до розбіжності ланцюгів ДНК і врешті-решт до депурінізаціі, тобто повному видаленню А і Г. При дії на ДНК іонізуючих випромінювань можуть спостерігатися різноманітні ефекти, такі як розриви ДНК або зміни деяких підстав. Причому випромінювання можуть діяти на ДНК як безпосередньо, так і опосередковано, оскільки вздовж треку кожної частинки виникає багато іонів або радикалів, здатних ініціювати ланцюг хімічних реакцій. Одним з ефектів опромінення ДНК УФ променями є димеризація тиміну внаслідок поляризації подвійних зв’язків. Порушення реплікації через появу димера призводить або до летального результату, або до мутації. Іншим ефектом, які спостерігаються при УФ випромінюванні, можна вважати появу нестійких аналогів підстав після опромінення пиримидинов. Ці аналоги підстав, незважаючи на короткочасність їх існування, можуть служити причиною мутацій.

...
ПОДІЛИТИСЯ: