Типы мутаций
Медицинская экология / Наследственность и окружающая среда / Типы мутаций
Страница 1

Обычный ген содержит от 10 до 100 тыс. пар азотистых оснований и включает область промотора (регулятор транскрипционной активности), изменяющееся число экзонов (кодирующая часть гена), обычная длина которых не превышает 250 пар оснований, интронов (некодирующая часть между экзонами), играющих важную роль в организации мРНК, и терминальную область со специфической сигнальной последовательностью, важной для стабилизации мРНК (рис. 6.5). Мутации могут быть вызваны удалением или заменой одного или нескольких оснований в экзоне, удалением больших фрагментов (целых экзонов), а также различного вида перестановками всего или части гена (дубликация, инверсия).

Большинство замен, касающихся третьего азотистого основания в триплете, остаются незаметны в силу того, что они не изменяют смысла генетического кода. Мутации, которые касаются изменения фенотипических свойств, связаны с полной (нуль-мутация) или частичной потерей функции гена. Мутации в сплайсинговой области, вызывающие Рис. 6.5. Схема строения гена человека с указанием мест возможных мутаций: Р - промотор; Е - экзоны; SD - донорная часть сплайсингового участка; SA - акцепторная часть сплайсингового участка; ATG - стартовый кодон; PAS - сигнал полиаденилирования

Рис. 6.5. Схема строения гена человека с указанием мест возможных мутаций: Р - промотор; Е - экзоны; SD - донорная часть сплайсингового участка; SA - акцепторная часть сплайсингового участка; ATG - стартовый кодон; PAS - сигнал полиаденилирования

потерю экзона, а также бессмысленные мутации, связанные с преждевременным окончанием трансляции, ведут к синтезу неполноценного белка. Миссенс-мутации различным образом влияют на функцию белка в зависимости от типа и месторасположения аминокислоты. Замены одной аминокислоты на похожую не оказывают эффекта на структуру и функцию белка и классифицируются как нейтральные мутации. Большие потери гена могут захватывать участки соседних генов и, следовательно, будут относиться к хромосомным мутациям. Перечисленные типы генетических мутаций суммированы в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Типы генетических мутаций Обычно мутация ведет к потере функции белка или уменьшению активности фермента. Очень редко может быть обратный эффект — увеличение времени жизни протеина или увеличение его сродства к лиганду или субстрату. Последствия такой мутации для клеточного фенотипа так же вредны, как и изменение функции.

Обычно мутация ведет к потере функции белка или уменьшению активности фермента. Очень редко может быть обратный эффект — увеличение времени жизни протеина или увеличение его сродства к лиганду или субстрату. Последствия такой мутации для клеточного фенотипа так же вредны, как и изменение функции.

Известно, что клетки с дефектными механизмами репарации имеют увеличенную чувствительность к генотоксическим агентам и, следовательно, будут иметь повышенную частоту мутаций. У индивидуумов с наследственными дефектами ДНК выявляется увеличенная чувствительность к генотоксическому воздействию, увеличенный уровень хромосомных аберраций и мутаций в соматических клетках, указывающие на хромосомную неустойчивость и предрасположенность к раку. Эти нарушения выражаются в виде пигментной ксеродермы, синдрома Коккейна (Cockayne), атаксии, телеангиэктазии, анемии Фанкони и синдрома Блума.

К примеру, синдром Блума связан с дефектом гена, кодирующего на 15-й хромосоме аминокислотную последовательность ДНК-лигазы. Данное нарушение не является критическим, однако неспособность восстанавливать дефекты ДНК ведет к ее нестабильности, увеличенной частоте мутаций и увеличенному риску онкологических заболеваний.

Репликация, транскрипция и репарация ДНК являются интегрированными процессами, которые имеют много общего. Появление повреждений в ДНК останавливает репликацию и транскрипцию, пока поврежденные участки не будут восстановлены. Повреждения в системе репарации ДНК могут привести к гибели клетки, а ее выживание - к мутации, аномальностям хромосом и геномной неустойчивости. Неполное восстановление или ошибочная репарация могут вести к различным типам мутаций. Например, если произошел двунитевой разрыв ДНК и в последствии он не был ре-парирован, это может привести к нарушению структуры хромосом. Если же такие повреждения были неправильно репарированы, это приведет к образованию дицентри-ческих хромосом или к хромосомным транслокациям. Азотистые основания с аддуктами или их другие структурные модификации могут быть ошибочно опознаны ферментами репликации, что приведет к замене самих оснований. Например, поврежденное основание 8-ОН-дезоксигуанин может образовать ошибочную комплементарную пару с адени- Рис. 6.6. Мутационные спектры (замещения пар азотистых оснований) hprt-гена. Т-лимфоцитов человека в необработанных клетках (а) и под воздействием этилнитрозомочевины (б)

Страницы: 1 2

Смотрите также

Дно как биотоп
Люди довольно хорошо представляют себе, как выглядит поверхность суши. Однако о том, как выглядит поверхность 3/4 Земли — морское дно и какие там условия, у подавляющего большинства представления ...

Экономические методы охраны окружающей среды и особенности их использования в России
Проблема защиты экологии встала перед человечеством сравнительно недавно. Но уже в нашем веке, который ознаменовал себя масштабным истощением природных ресурсов, огромным количеством вредны ...

Экологическая ниша
Понятие ниши пронизывает все сферы экологии. Если бы термину «экологическая ниша» не придавали так много самых разных значений, то экологию можно было бы определить как науку о нишах. Многие аспек ...

Разделы