Генные мутации – любые изменения
последовательности нуклеотидов гена
Генные (точковые) мутации
(по механизмам)
• Транзиции (А ↔ Г, или Ц ↔Т)
• Трансверсии (А ↔ Т, Г ↔ Ц)
• Инсерция (Вставка)
• Делеция (Выпадение)
Везде имеются в виду пары нуклеотидов!
Как записать генную мутацию?
по изменениям в ДНК:
Транзиции: А144G (или 144А→G) – замена аденина
на гуанин в позиции 144 от начала экзона
Слева записывается нормальный нуклеотид, справа
измененный, цифра – место, где произошла замена.
Трансверсии: А95Т (или 95А→Т)
замена аденина на тимин в позиции 95
Инсерция: 2234-2235insТ
*При вставках более 3-х нуклеотидов указывается их
число: 211 ins 13 – после нуклеотида № 211 вставка 13
нуклеотидов
Делеция: 38 del T – выпадение тимина в позиции № 38
*При делеции более 3-х нуклеотидов указывается их
число: 546 del 24
или БЕЛКЕ
Асп 44 Гли
Три 128 X
Δ Фен 508
Слева записывается нормальный
вариант аминокислоты, справа –
появившийся в результате мутации,
между ними – место замены
Аланин
Ала
Асп. кислота Асп
Фенилаланин Фен
Валин
Вал
Глицин
Гли
Триптофан
Три
Цистеин
Цис
Стоп-триплет Х
Замена на бессмысленный кодон (стоптриплет) записывается буквой Х
Отсутствие
одной
или
нескольких
аминокислот обозначают буквой Δ
По результату мутации бывают:
миссенс (missense)-мутация: кодон изменен
(например, серповидно-клеточная анемия, муковисцидоз)
нонсенс (nonsense)-мутация: кодон для
аминокислоты заменяется стоп-кодоном (например, 0
группа крови)
Сайлент (silent)-мутация: изменение на кодонсиноним (информация не изменена)
Фрэймшифт (frameshift) – сдвиг рамки
считывания: вставка или делеция нуклеотидов не
равные 3-м (например, синдром Гурлера; синдром Лу
Герига; синдром Тея-Сакса)
Мутации, изменяющие трансляцию и
посттрансляционные процессы
• инициирующего кодона
• кодонов-терминаторов
• в нарушающих фолдинг полипептидов
(болезнь Альцгеймера: мутация PRNP
129A→Г или 129 Мет→Вал)
Хромосомные мутации/
перестройки/аберрации
Внутрихромосомные
Дупликации
Форма записи: 46 ХХ Dp (или Dup)13 (13;13); или 46ХХ13р+
Делеции. Форма записи: 46 ХХ Del 5p или 46ХХ 4рДефишенси. 46 XY Df 21q или 46 XY21q-
Инверсии
Перицентрические (с захватом центромеры).
Форма записи: 46 ХХ Inv 5 (21р31q)
Парацентрические (без захвата центромеры).
Форма записи: 46XX Inv 5 (21p31p)
Хромосомные перестройки
Изохромосома
Центромера делится не продольно, а поперечно. В
результате одно из плеч теряется, а второе
удваивается. 46 Х,i (Xq); 46 ХХ, i (12р)
Кольцевые хромосомы
Разрывы наблюдаются в обоих плечах какой-либо
хромосомы.
Ацентрические фрагменты при этом теряются, а
центральная часть замыкается в кольцо. 46 XX r (20q).
Межхромосомные перестройки =
транслокации
Реципрокная
(cбалансированная).
Равнозначный обмен.
46ХХ, tr 21/13(15);
46XY,tr21/22;
Нереципрокная
(несбалансированная).
Робертсоновская
объединение двух негомологичных акроцентрических
хромосом в одну или разделение метацентрической на две.
Изменяется число хромосом!
46/45XX,rob (14q/21q)
«Филадельфийская хромосома» –
причина хронического миелолейкоза
46 XY (XX) tr 9/22
Геномные мутации
Полиплоидия
(эуплоидия)
увеличение числа
хромосом кратно
гаплоидному.
Сбалансированная:
4n, 6n, 8n…
Несбалансированная:
3n, 5n, 7n…
•
•
Гетероплоидия
(анэуплоидия)
изменение числа
хромосом некратно
гаплоидному (2n±1)
Автоплоидия: увеличение числа хромосом за счет того же вида
Аллоплоидия: увеличение числа наборов хромосом за счет
разных видов: Капустно-редечный гибрид Г.Д. Карпеченко;
ржано-пшеничные гибриды, мул, лошак…
Примеры гетероплоидий у человека
Нарушение числа аутосом:
Синдром Патау 47ХХ,13+
Синдром Эдварса 47XY,18+
Синдром Дауна 47XX, 21+
Нарушение числа гетехромосом:
Синдром Тернера-Шерешевского 45X0
Синдром Клайнфельтера 47XXY
Трисомии 47XXX; 47XYY
Биологические антимутационные
механизмы
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Парность
Популяционный
хромосом («запасная»
Организменный/клеточный
хромосома)
Двойная спираль ДНК («запасная» цепь)
Молекулярно-генетический
Мозаичная структура
гена (интроны)
Экстракопии генов («запасные» гены)
Свойства генетического кода: триплетность и
вырожденность («запасные» триплеты)
Неоднозначность замены нуклеотида
Неравнозначность функционального действия
различных замен аминокислот
Самокоррекция ДНК
Репарация ДНК (световая, темновая,
пострепликативная)
