Генные мутации

1.

ОГБПОУ "СБМК имени К. С. Константиновой"
Тема: "Генные мутации"
Выполнила Боброва Варвара
Группы 012С
2024 г.

2.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:
РЕПЛИКАЦИЯ - это процесс создания двух дочерних молекул ДНК на
основе родительской молекулы ДНК. (рис. 1)
РЕКОМБИНАЦИЯ - перераспределение генетического материала
(ДНК или РНК) путём разрыва и соединения разных молекул,
приводящее к появлению новых комбинаций генов или других
нуклеотидных последовательностей.
(рис. 1)
РЕПАРАЦИЯ ДНК - это механизмы, позволяющие выявлять и
исправлять ее повреждения.
ТРАНСКРИ́ПЦИЯ - это происходящий во всех живых клетках процесс
синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы; перенос
генетической информации с ДНК на РНК (рис. 2)
(рис. 2)

3.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:
ОБРАТНАЯ ТРАНСКРИПЦИЯ - это процесс образования
двуцепочечной ДНК на основании информации в одноцепочечной РНК.
(рис. 3)
МУТАЦИИ – это изменения в наследственном аппарате клетки,
возникшие под действием каких-либо внешних или внутренних
факторов.
МУТАГЕНЕЗ - это процесс изменения в нуклеотидной последовательности
ДНК, приводящий к мутациям
МУТАГЕНЫ – это вещества и препараты, которые могут вызывать генетические
изменения или повышать их частоту
(рис. 3)

4.

Выделяют 2
вида генных
мутаций:
1.
2.

5.

Виды мутаций:
I. ГЕННЫЕ (рис. 4)
На уровне гена может происходить:
• замена нуклеотида
• выпадение/потеря нуклеотида
• вставка нукледотида
(рис. 4)​
II. ХРОМОСОМНЫЕ (рис. 5)
Изменения на уровне хромосомы
• делеция
• транслокация
• дупликация
• Инверсия
III. ГЕНОМНЫЕ (рис. 6)
Изменяется количество хромосом:
• анеуплоидия
• полиплоидия
(рис. 5)​
(рис. 6)​

6.

Мутагены:

7.

Генные мутации -
это вставка, замена или выпадение нуклеотида в
нуклииновой кислоте (ДНК или РНК) в процессе
реализации наследственной информации
Бывают:
Доменантные
Сверхдоминантные
Неполностью доминантные
рецессивные

8.

Варианты хромосом:
НОРМАЛЬНАЯ ХРОМОСОМА ИМЕЕТ СОСТАВ: ABCDE
Выделяют:
1. Внутрихромосомные
А) делеция - это выпадение участка хромосомы: _BCDE
Б) дупликация - это удвоение участка хромосомы: ABBCDE
В) инверсия - разворот участка хромосомы на 180 градусов: ACBDE
2. Межхромосомные
Г) Транслокация - это перенос и присоединение участка не гомологичной хромосомы:
ABCDEKLM

9.

Примеры генных мутаций у человека:
МУКОВИСЦИДОЗ системное наследственное аутосомно-рецессивное
заболевание, обусловленное мутацией гена
трансмембранного регулятора муковисцидоза и
характеризующееся поражением желёз внешней секреции,
тяжёлыми нарушениями функций органов дыхания (рис. 7)
Причина муковисцидоза — мутации в гене
трансмембранного регулятора проводимости (CFTR). Этот
ген кодирует белок, который обеспечивает транспорт солей и
воды в клетках, выстилающих железы внешней секреции
(экзокринные). Мутации в гене CFTR вызывают изменение
структуры этого белка. В результате увеличивается
всасывание ионов натрия и нарушается секреция хлора,
что затрудняет выделение жидкости.
(рис. 7)

10.

Примеры генных мутаций.
МУКОВИСЦИДОЗ
Муковисцидоз относится к заболеваниям,
которые передаются по аутосомнорецессивному типу наследования. Это значит,
что болезнь развивается, когда оба родителя
имеют патологическую мутацию в гене
и передают её ребёнку. При этом сами
родители здоровы и выступают лишь
бессимптомными носителями. Вероятность
рождения ребёнка с муковисцидозом в такой
паре — 25%. (рис. 8)
(рис. 8)

11.

Примеры генных мутаций. Миссенс-мутация это точечная мутация кодирующей последовательности гена, приводящая к замене одного
функционального кодона на другой, т.е. замене одной аминокислоты в белке на другую.
В результате образуется белок с новыми функциями. Бывают 4 типов:
1) лики тип- приводит к образованию менее активного фермента или меньшего количества
фермента, а следовательно, к ослаблению признака;
2) условные- приводит к тому, что определенный белок активен только в особенных условиях (
температура, влажность и др.)
3) комплементационный- активность белка нормальна, когда две мутантные цепи дополняют
друг друга;
4)мутации, дающие измененный белок, но иммунологически подобный нормальному.

12.

Примеры генных мутаций. М
иссенс-мутация.
Серповидно-клеточная
анемия:
В основе серповидно-клеточной анемии
лежит генная мутация, обуславливающая
синтез аномального гемоглобина S.
Дефект структуры гемоглобина
характеризуется заменой глутаминовой
кислоты валином в ßполипептидной цепи.
Замена пары нуклеотидов привела к
замене аминокислоты в белке,
т.е.изменилась первичная структура, что
повлекло изменение вторичной, третичной
и четвертичной и формы
эритроцитов. (рис. 9)
(рис. 9)

13.

Примеры генных мутаций. Миссенсмутация. Серповидно-клеточная анемия:
• Наследование серповидно-клеточной анемии происходит по аутосомно-рецессивному типу. При этом,
гетерозиготы наследуют дефектный ген серповидно-клеточной анемии от одного из родителей, поэтому,
наряду с измененными эритроцитами и HbS, имеют в крови и нормальные эритроциты с HbА. У
гетерозиготных носителей гена серповидно-клеточной анемии признаки заболевания возникают лишь в
определенных условиях. Гомозиготы наследуют по одному дефектному гену от матери и от отца, поэтому в
их крови присутствуют только серповидные эритроциты с гемоглобином S; заболевание развивается рано
и протекает тяжело.
• Таким образом, в зависимости от генотипа, в гематологии различают гетерозиготную (HbAS) и
гомозиготную (HbSS, дрепаноцитоз) форму серповидно-клеточной анемии. К редко встречающимся
вариантам заболевания относятся промежуточные формы серповидно-клеточной анемии. Обычно они
развиваются у двойных гетерозигот, несущих один ген серповидно-клеточной анемии и другой дефектный
ген - гемоглобина C (HbSC), серповидной β-плюс (HbS/β +) или β-0 (HbS/β0) талассемии

14.

Примеры генных мутаций. Миссенс-мутация. Серповидноклеточная анемия:
Форма гемоглобина в норме и при серповидно-клеточной анемии (рис. 9,10)

15.

Примеры генных
мутаций. Дефект
гена HBB
HbS образуется в результате замены валина на глутаминовую кислоту в
положении 6 b-цепи молекулы Hb. В венозном русле HbS полимеризуется с
формированием длинных цепей, эритроциты становятся серповидными. Это
вызывает увеличение вязкости крови, стаз; создается механическая преграда в
мелких артериолах и капиллярах, что приводит к тканевой ишемии (с чем
связаны болевые кризы). (рис. 11)

16.

Примеры генных мутаций.
Синдром Крузона
Синдром Крузона – редкое генетическое заболевание,
сопровождающееся прогрессирующими деформациями
лицевой и мозговой части черепа и краниосиностозом с
развитием сопутствующих нарушений. Симптомами этого
состояния являются изменение формы головы
(брахицефалия, скафоцефалия, тригоноцефалия),
крючковидный нос, гипоплазия средней трети лица,
нарушения зрения и слуха. Диагностика синдрома
Крузона осуществляется на основании внешних
проявлений заболевания, рентгенологических данных, а
также молекулярно-генетических анализов.
Специфического лечения этой патологии не существует,
используются паллиативные и симптоматические
мероприятия, в том числе хирургического характера. Это
аутосомно-доминантное генетическое заболевание,
Трансверсия.

17.

Примеры генных мутаций. Синдром Пфайффера
Синдром Пфайффера – генетическое заболевание с аутосомнодоминантным механизмом наследования, характеризующееся
нарушением формирования костей черепа и конечностей.
Трансверсия.
Синдром Пфайффера – врожденное генетически обусловленное нарушение формирования черепа и
конечностей, которое характеризуется краниосиностозом, деформацией лица, расширением и
укорочением пальцев, частыми синдактилиями. Впервые это заболевание было описано в 1964 году
немецким педиатром Рудольфом Пфайффером, в дальнейшем было выявлено несколько
клинических форм патологии.
По данным современной генетики, синдром Пфайффера является аутосомно-доминантным
состоянием с полной пенетрантностью, половое распределение больных не имеет особенностей – с
одинаковой частотой болеют как мальчики, так и девочки. Встречаемость точно не определена, по
некоторым данным она составляет примерно 1:100 000 новорожденных. Каких-либо национальных
или расовых особенностей в распределении этого заболевания также не выявлено. В отношении
синдрома Пфайффера крайне важна ранняя диагностика, так как от времени начала паллиативного
лечения во многом зависит прогноз заболевания и качество дальнейшей жизни больного.

18.

Примеры генных мутаций.
Фенилкетонурия
• Фенилкетонурия – аутосомно-рецессивное
моногенное заболевание, обусловленное
мутациями в гене PAH, локализующемся на
длинном плече 12-й хромосомы, участок
12q22-q24.1. Нарушение синтеза фермента
фенилаланин-4-гидроксилазы приводит к
накоплению фенилаланина и его
метаболитов в биологических жидкостях
организма.
(рис. 12)
(рис 12)

19.

Примеры генных мутаций. Атаксия Фридрейха
• Атаксия Фридрейха является генетическим заболеванием и связана с мутацией 9-ой хромосомы, в
результате которой отмечается недостаточность или неполноценность белка фратаксина. Этот белок
отвечает за транспорт железа из митохондрий. Нарушение его функции приводит к накоплению большого
количества железа внутри митохондрий и увеличению свободных радикалов внутри клетки. Последние
оказывают повреждающее воздействие на клетку. При этом страдают наиболее активные клетки
организма: нейроны (нервные клетки), миокардиоциты (клетки сердечной мышцы), синтезирующие
инсулин β - клетки поджелудочной железы, рецепторные клетки сетчатки (палочки и колбочки) и клетки
костной ткани. Поражение этих клеток приводит к развитию характерных для атаксии Фридрейха
симптомов со стороны периферической и центральной нервной системы,сахарного диабета,
кардиомиопатии, нарушений зрения, костных деформаций.
• Атаксия Фридрейха наследуется аутосомно-рецессивным путем. Носителем обуславливающей ее генной
мутации по некоторым данным является 1 человек из 120. Но атаксия Фредрейха развивается лишь в том
случае, если человек наследует искаженный ген и от отца, и от матери. При этом его родители являются
только носителями генетического нарушения и сами не болеют атаксией Фредрейха.

20.

Огромная роль в собирании и описании
генных мутаций у человека принадлежит
Виктору МакКьюсику. Он начал работу по
составлению регистра мутаций.

21.

Значений мутаций
Для биологии: возникают новые аллели
генов, что дает материал для
естественного отбора и, следовательно,
эволюции.
Для медицины: существуют генные
(менделирующие) болезни, которых
описано несколько тысяч.

22.

Спасибо за
внимание!