MUTÁCIÓK
A mutáció az örökítő anyag spontán, maradandó megváltozása, amelynek során új genetikai tulajdonság keletkezik. •Pontmutáció: A kromoszóma egy génjében pár nukleotidnál következik be változás. •Kromoszómamutáció: A kromoszóma egyes részei mutálódnak.
A mutációk jellemzői: •Váratlanok – a mutáció ugrással, hirtelen alakul ki, a szervezet nem készül rá •Nem irányítottak – a szervezet számára lehetnek előnyösek és károsak is, és sem nagyságuk, sem hatásuk nem jelezhető előre •Tartósak – olyan változások, melyek öröklődnek, vagyis az utódnemzedékre átvivődnek •Egyediek – mutációval korábban nem létező új allél, vagyis genotípus keletkezhet
A pontmutációk mindössze egy vagy néhány nukleotidot érintenek. Pontmutációk három úton jöhetnek létre: szubsztitúció, inszerció vagy deléció révén.
Szubsztitúció esetén egy bázis egy másik bázisra cserélődik ki. A szubsztitúcióknak két altípusa van: Tranzícióról beszélünk, ha egy bázis hozzá hasonló kémiai tulajdonságú bázisra cserélődik. Ez esetben egy purinvázas bázis purinvázas bázisra (A → G vagy G → A), vagy egy pirimidin vázas bázis pirimidin vázas bázisra cserélődik ki (T → C vagy C → T).
Inszerció esetén egy vagy több bázis ékelődik be az eredeti DNSszekvenciába. A deléció egy vagy több bázis kieesését jelenti az eredeti DNS-szekvenciából.
A mutációk érinthetik a DNS kódoló, illetve nem kódoló szakaszát. A kódoló szakaszban létrejött mutációk következménye általában könnyen megjósolható, legtöbbször az adott fehérje aminosav sorrendjének és térszerkezetének megváltozását eredményezi.
Ezzel szemben a nem kódoló régiókban bekövetkező mutációk gyakran nem, vagy kevéssé előrelátható módon változtatják meg a génműködést. Befolyásolhatják a kódolt fehérje aminosav szekvenciáját.
Pontmutációk: albinizmus: autoszomális recesszív öröklődésű betegség, melyet a bőrben, hajban stb. előforduló melanin nevű pigment részleges vagy teljes hiánya okoz. fenilketonúria: Egy enzimhiány) okozta betegség, amelyben a fenil-alanin nevű aminosav nem tud tirozinná alakulni, így felhalmozódik, különböző ketotesteket képez és a vizeletben is jól kimutatható. Mentális retardációt okoz, illetve a gyermek a testi fejlődésben visszamarad, éppen ezért fontos a korai felismerés és a megfelelő, fenilalanin-mentes diéta, mellyel a betegség jól kordában tartható.
Albinizmus
Kromoszóma mutációk A kromoszóma-mutációk több gént, akár teljes kromoszómákat érintenek. Legtöbbször a kromoszómák szintjén kimutathatók.
Kromoszóma mutációk típusai • Számbeli A normál kromoszómaszám megváltozása • Szerkezeti A kromoszómák felépítésében bekövetkezett változás
Szerkezeti kromoszóma mutációk A változás iránya szerint a mutáció kétféle lehet: Előremutató (forward) mutáció, ekkor az eredetitől (vad típustól) eltérő változat keletkezik. Visszamutató (reverse vagy back) mutáció, ez az eredeti (vad) genotípus vagy fenotípus visszaállását eredményezi.
Szerkezeti kromoszóma-mutációk • Feltétele a kromoszómák törése • Csoportosítás a törés száma és kromoszómán belüli helye alapján
Deléció • Letört darab elvész • Terminális deléció: a kromoszóma végéről törik le egy darab pl. macskanyávogásszindróma (5-ös krom.) • Köztes deléció: 2 törés a kromoszómán belül pl. 15-ös kromoszómán (Pader-Willi, Angelmanszindróma)
Duplikáció • Kromoszóma-részlet megkettőződése
Transzlokáció
• Letört részek áthelyeződése (2 v. 3 törés) • Krónikus mieloid leukémia (CML), akut limfoid leukémia (ALL)
Robertson-féle transzlokáció (centrikus fúzió) • Kromoszómaszámcsökkenéssel jár együtt • Hominidák evolúciója
Számbeli kromoszóma mutációk A számbeli rendellenességek, amikor egy vagy több kromoszóma többlete vagy hiánya fordul elő, végeredményben az egész genom méretét módosítják, ezért ezeket genommutációknak is tekintik.
Számbeli kromoszóma-mutációk típusai • Teljes génkészlet többszöröződése Euploid mutációk • Egy vagy néhány kromoszóma többlete vagy hiánya Aneuploid mutációk • Két eltérő kromoszómaszámú sejtvonal van jelen a szervezetben Mixoploid mutációk
Aneuploid mutációk • Csak bizonyos kromoszómák többlete vagy hiánya • Monoszómia: 1 homológ kromoszóma 2 helyett • Triszómia: 3 homológ kromoszóma 2 helyett • Nulliszómia: 0 az adott kromoszómából
Down-szindróma: talán a legismertebb, leggyakoribb kromoszomális betegség. A 21. kromoszómát érintő triszómia. 40 év feletti terhes nőnél fokozott a veszély, hogy gyermeke Down-kórban (vagy egyéb genetikai problémában) fog szenvedni. Jellemző tünet a szellemi visszamaradottság, a mandulavágású szem, a majomtenyér, normálnál nagyobb nyelv stb.
Ritka esetben előfordul, hogy egy sejtosztódási hiba miatt a 21. kromoszómapár helyén 3db kromoszóma van. Ez a DOWN szindróma nevű betegség. Nőknél és férfiaknál egyaránt előfordulhat.
Egészséges férfi kromoszómaszelvény e
Down szindrómás férfi kromoszómaszelvénye
Euploid mutációk • Kromoszómaszerelvény alapszáma n, ennek többszöröse az euploid sejtekben. Mutáció: normálistól eltérő érték • Testi sejtek normálisan diploidak (2n): 2X kromoszómaszerelvény (1 apai, 1 anyai homológ) • Poliploid mutációk: n>2 Emberben triploidia (3n) – spontán abortusz, élettel összeegyeztethetetlen • Növényeknél előnyös is lehet (búza, banán)
Egyéb aneuploid mutációk: • Autoszomális – 21-es triszómia: Down-kór (értelmi fogyatékosság) – 13-as triszómia: Patau-szindróma (letális, 1év) – 18-as triszómia: Edwards-szindróma (letális, 1 év)
• Ivari kromoszómát érintő – X0: Turner-szindróma (egyetlen életképes monoszómia) női fenotípus, terméketlen – XXY: Klinefelter-szindróma férfi fenotípus, terméketlen – XXX: „szupernő” termékeny, enyhe értelmi fogyaték – XYY: „szuperférfi” agresszívebb?
Patau szindróma
Mutagén tényezők.
Mutagén tényezőknek nevezik azokat a tényezőket, amelyek az örökítő anyagban – DNS -előidézett változásokkal módosítani képesek egy sejt genetikai állományát.
Mutagének az elektromágneses sugárzások egy része, • a radioaktiv sugárzás, • a kozmikus sugárzás, és sokféle kémiai anyag.
Pl.: • • • • • • • • • •
alkilezőszerek, kolhicin, aflatoxinok, etilén-oxid, aromás aminok, klóraminok, nitrózaminok, PAHok, PCBk, aromás és klórozott szénhidrogének
Némely mutagének hatását más, nem mutagén anyagok felfokozhatják, mások elnyomhatják (pl az oxigén növeli a sejtek érzékenységét az ionizáló sugárzás mutagén hatásával szemben).
