Изменения структурных генов приводят к:

􀂙 мисценс-мутациям - изменению смысла кодонов и образованию других белков;

􀂙 нонсенс-мутациям - образованию "бессмысленных" кодонов (АТТ, АТЦ, АЦТ в ДНК; УАА, УАГ, УГА в и-РНК), не кодирующих АК (терминаторы, определяющие окончание считывания).

 

Мутации функциональных генов:

♦ белок-репрессор "не подходит" к гену-оператору - структурные гены работают постоянно и белки синтезируются все время;

♦ белок-репрессор плотно "присоединяется" к гену-оператору и не снимается индуктором - структурные гены постоянно не работают и не происходит синтез белков, закодированных в данном транскриптоне;

♦ нарушение чередования репрессии и индукции - при отсутствии индуктора специфический белок синтезируется, а при его наличии белок не синтезируется. Такие нарушения работы транскриптонов связаны с мутациями гена-регулятора или гена-оператора.

 

Генные мутации в большинстве случаев проявляются фенотипически и являются причиной нарушения обмена веществ (генных болезней), частота проявления которых в по-пуляциях человека 2-4%.

 

IV. Устойчивость генетического материала обеспечивается:

• диплоидным набором хромосом;

• двойной спиралью ДНК;

• вырожденностью (избыточностью) генетического кода;

• повтором некоторых генов;

• репарацией нарушений структуры ДНК;

• наличие антимутагенов (гистамин, серотонин, антиоксиданты, сульфаниламидные препараты, фенотиазиновые транквилизаторы, свежие овощные соки и др.).

 

Репарация - внутриклеточный процесс, обеспечивающий восстановление поврежденной структуры молекулы ДНК.

Фотореактивация (К. Руперт, 1962) - при УФЛ облучении фагов, бактерий, дрожжей и простейших наблюдается снижение их жизнедеятельности, т.к. в молекуле ДНК образуются димеры (Т-Т), препятствующие считыванию информации. Выживаемость значитель-но увеличивается, если на них дополнительно воздействовать видимым светом, который под действием УФЛ активирует ферменты, разрушающие димеры.

Темновая репарация (А. Геррен в 50-е годы XX века) – восстановление генетических повреждений, вызванных УФЛ, происходит не только на свету, но и в темноте.

Сущность данного процесса – нахождение, удаление поврежденного участка нити ДНК, синтез и вставка нового фрагмента с участием ферментов:

1. Поврежденная молекула ДНК;

2. Эндонуклеаза "узнает" поврежденный участок и рядом с ним разрывает нить ДНК;

3. Экзонуклеаза "вырезает" ежденный участок;

4. ДНК-полимераза по принципу комплементарности синтезирует фрагмент ДНК на месте разрушенного фрагмента;

5. Лигаза "сшивает" концы ресинтезированного участка с основной нитью ДНК.

Нарушение репарации приводит к заболеваниям:

􀂾 пигментная ксеродерма - под действием УФЛ появляются веснушки, расширение капилляров, ороговение эпидермиса, поражение глаз, развитие злокачественных опухолей кожи;

􀂾 анемия Фанкони - недостаточность функционирования костного мозга, приводящая к снижению содержания форменных элементов крови и гиперпигментации.

 

 

Задача: Фенилкетонурия.

Фенилкетонурия связана с резким снижением или полным отсутствием активности печёночного фермента фенилаланин-4-гидроксилазы, который в норме катализирует превращение фенилаланина в тирозин. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Мальчик родился с фенилкетонурией, но, благодаря соответствующей диете, развивался нормально.

С какими формами изменчивости связаны его болезнь и выздоровление?

 

Решение: болезнь связана с мутационной изменчивостью (генеративная мутация у какого-либо предка мальчика). Далее, благодаря, комбинативной изменчивости ген перешел в гомозиготное состояние, и болезнь проявилась у мальчика. Выздоровление связано с модификационной изменчивостью. Генотип не изменился, но внешним воздействием удалось изменить фенотипические проявления болезни.

 

 

Задача: Цвет глаз

Отец голубоглазый, мать кареглазая, а у дочери один глаз карий, второй - голубой. Как это можно объяснить?

Решение: Девочка гетерозиготна по генам, определяющим окраску

глаз, и у неё оба глаза должны быть карими. Но во время эмбриогенеза в

клетках, образующих зачаток одного глаза, произошла соматическая генная

мутация, и ген кареглазости превратился в ген голубоглазости; второй глаз

остался карим.