Mutační změny genotypu - změny genotypu: segregace, kombinace + MUTACE - náhodné změny Mutace
- genové - chromozómové - genomové
- spontánní - indukované (uměle vyvolané)
A) Genové mutace - změna (ztráta) fce jedné alely 1. posunové - přidání nebo ztráta nukleotidu >> porucha genu - jiná bílkovina Obvykle letální 2. záměnové - záměna nukleotidu - obvykle záměna AK - jiná bélkovina Různé následky 3. záměna nukleotidu jinou sloučeninou Porucha proteosyntézy Letální Mutantní alely obvykle recesivní - ztrátové mutace, vzácně dominantní.
B) Chromozómové mutace - důsledek zlomů chromozómů - odlomené části (bez centromery) se v průběhu dělení ztrácejí nebo se připojují na jiný chromozóm - dají se rozeznat v karyotypu - překážka normálního průběhu meiózy - 2 typy - chromozómové - před S-fází (obě chromatidy) - chromatidové - po S-fázi (1 chromatida) - deficience (ztráta konců chromatid), delece (vystřižení a ztráta DNA), inverze
C) Genomové mutace - změna počtu chromozómů v jádře - důsledek chyby při meióze 1. aneuploidie - 2+0 tzn. 2n+1, 2n-1, 2n+2, 2n-2 - evoluční výhody - zvýšení dávky genů pro některé znaky - evo. nevýhody - nestabilita při meióze - výskyt u asexuálních organismů - Downův syndrom - 20 let - 1:3000, 40 let - 1:30 2. polyploidie - násoben počet sad chr. - 3n, 4n, ... - speciace u rostlin - méně častá u živočichů - problémy při meióze - experiment.užití - fertilizace kříženců kolchicin - “mitotický jed”
Zpětné mutace A ... a, a ... A př.: E. coli - odolnost proti streptomycinu opačně
A) Spontánní mutace
- 10 -8 - 10 -9
- člověk - 10 -5 - 10 -10 na 1 buňku/1 generaci - v jádře reparační enzymy - oprava poškození DNA př. fotoreaktivační enzym - oprava poškození UV zářením - aktivace světlem - projev ve fenotypu - a) když RE nastačí opravovat >> prahová koncentrace mutagenů b) chyba při reparaci
B) Indukované mutace - způsobeny mutageny
Mutageny - fyzikální a chemické faktory způsobující vznik mutací
Fyzikální záření - ionizační, UV, alfa, beta, gama - vysoké dávky - hrubá poškození DNA (rozpad nukleotidů, štěpení DNA) - nízké dávky - změna primární struktury DNA - záměnové mutace - projeví se v F1
Chemické alkylační činidla
- předávají DNA metyl, etyl - labilita DNA - netoxické >> příjem ve velkých koncentracích - čistidla, ředidla, odmašťovadla (trichlormethan) oxidační činidla - H2O2, O3 deaminační látky - dusitany, kys. dusitá organická barviva - akridinová barviva (posunové mutace) - proflavin, akridinová oranž. konzervační přísady - kyselina benzoová nitrosloučeniny - aromatické nitrosloučeniny, chlorované nitrosloučeniny, nitrofenoly (insekticidy, fungicidy) kovové kationty - Fe, Mn, Ni - reakce s enzymy proteosyntézy a replikace léčiva - chemoterapeutika (streptomycin, chloramfenikol) - cytostatika (aminopren, vinkristin, vinblastin) - antibiotika (mitomycin, actinomycin) - psychofarmaka (chlorpromazin, reserpin) - hypnotika (thalidomid) - chinin, kodein, morfin, LSD umělá sladidla - cyklamáty, sukralóza Genetické riziko - znečištění prostředí, potraviny, léčiva Prahová koncentrace Reparační geny Antimutageny - flavonoidy 80% mutagenů jsou karcinogeny
Dědivost - míra dědičného určení znaku - vysoká dědivost - znaky související s rozmnožováním
V koeficient dědivosti h2= G VP VG - rozptyl daný genotypem VG=VF2-VF1
VP - rozptyl daný prostředím VP=VF2 h2=
VF2 VF1 VF2
Jestliže je znak řízen pouze genotypem V F1=0 ... h2=1 Je-li řízen pouze vlivy prostředí VF1=VF2 ... h2=0 př. výška postavy - 0,9 hmotnost - 0,6 inteligence - 0,6-0,8 hypertenze ischemická choroba srdeční některá nádorová onemocnění žal. vředy vředy dvanácterníku cukrovka (3 geny), 40-80% schizofrenie vymknutí kyčlí rozštěpy rtů, patra srdeční vady chování (narkomanie, kriminalita)
Dědičné choroby ČR - 4-6 % novorozenců - vrozené vývojové vady ... 25 % podmíněno zcela geneticky ... 50% částečně + vliv prostředí ... léky, nemoci - cca 7000 monogenních autozomálně recesivní 2,2-2,5/1000 př.: cystická fibróza 1/2000 dětí - velký úbytek Cl- pocením ... husté produkty žláz ... ucpávání
- dýchací potíže při námaze př.: fenylketonurie 1/10000 - aa - chybí hydroxyláza fenylalaninu - hromadění fenylalaninu ... tyrosin ... -Aa - 2% populace - snížení inteligence autozomálně dominantní 1,8-9,5/1000 - polydaktilie - Hungtingtonova choroba vázané na chromozóm X 0,5-2,0/1000 př.: hemofilie, daltonismus chromozómové aberace 6,8/1000 př.: Downův syndrom - 1/700 - trisomie 21 - fyzické a psychické abnormality - úmrtnost - 30% do 1 roku, 50% do 5 let př.: Edwardsův syndrom - těžká vývojová retardace - úmrtnost - 88% do 1. roku
