23. Základní typy mutací z hlediska molekulárního mechanismu, příklady

23. Základní typy mutací z hlediska molekulárního mechanismu+ příklady

MUTACE:

• trvalá změna ve struktuře genu člověka nebo jiném úseku DNA ovlivňujícím expresi genu

• změna v DNA sekvenci, kdy v populaci existují minimálně 2 genetické varianty a frekvence výskytu změny je nižší než 1 % (pojem mutace v širším slova smyslu)

  • je-li vyšší → mluvíme o polymorfismu

• změna sekvence DNA s patologickým projevem např. onemocněním (pojem mutace v užším slova smyslu)

• selhání opravy po poškození DNA, chyba při replikaci DNA působením pohyblivých genetických elementů

• hrají roli v normálních i abnormálních biologických procesech (evoluce, vývoj imunitního systému, rakovina)

• způsobují je mutageny:

  • fyzikální faktory – UV, ionizující záření

  • chemické faktory – radikály,…

  • biologické faktory – virové infekce

Základní dělení:

1. dle rozsahu

2. dle místa v genu – viz otázka č. 25

3. dle způsobu dědičnosti

4. dle způsobu vzniku

5. dle typu zasažené buňky a vlivu na přenos do další generace

6. dle dopadu na strukturu proteinu

7. dle dopadu na aktivitu kódovaného proteinu – viz otázka č. 24

8. dle efektu na strukturu nukleotidového řetězce

Podle způsobu vzniku

1. spontánní – vznikají účinkem volných radikálů, jakožto produktů metabolismu buňky + chybou v replikačním a reparačním mechanismu buňky

2. indukované – uměle vyvolané mutageny

Podle typu zasažené buňky a vlivu na přenos do další generace

1. somatické – vznikají během života jedince v somatických buňkách de novo, mohou vést ke vzniku onkologických onemocnění, nepřenášejí se na další generaci

2. gametické – mutace vzniklé během gametogeneze, pokud v primordiální zárodečné linii, může mutaci zdědit více potomků, přenáší se na další generaci

Rozsah mutace:

1. genové – úroveň jednotlivých genů, změny jednoho nebo několika či stovek nukleotidů

   • bodová mutace = mutace v jediném nukleotidu

     • chybou při replikaci DNA

     • poškození DNA mutagenem (chemicky, radiace) a replikace DNA dříve, než může dojít k opravě

     • substituce – výměna 1 nukleotidu za jiný

     • delece – ztráta 1 nukleotidu ze sekvence

     • inzerce – vložení jednoho nukleotidu

     • příklady:

       • fenylketonurie

       • galaktosmie

       • hemofilie

   • submikroskopická delece nebo inzerce

     • nestejnocenným crossing-overem

     • chybným spojením DNA při replikaci

     • zapojením mobilního elementu

     • poškozením DNA mutagenem (chemicky, radiace) a nesprávnou opravou

     • příklady:

       • SOX9 na X chromozomu

       • kvůli blízkosti k PAR

       • XX muž

   • mikroskopická delece, translokace nebo inzerce

     • nestejnocenných crossing-overem

     • poškozením DNA mutagenem (chemicky, radiace) a nesprávnou opravou

2. chromozomové – úroveň změn celých chromozomů, jejich tvar a strukturu

   • delece, translokace (reciproké X Robertsonské), transverze, ring chromozom, izochromozom, inverse, fragmentace

   • aneuploidie – změna počtu chromozomů, chromozomové aberace

   • chybné rozestoupení chromozomů při meióze

   • příklady:

     • Syndrom kočičího křiku

       • delece p-ramének chromozomu 5

     • Downův syndrom

       • trisomie 21. chromozomu

     • Turnerův syndrom

       • monosomie X chromozomu

3. genomové – změny počtu chromozomů

   • polyploidie – změna počtu chromozomových sad (monozomie, trizomie)