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
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) Deléció
Kromoszóma-részlet megkettőződése Duplikáció
Transzlokáció Letört részek áthelyeződése (2 v. 3 törés) Krónikus mieloid leukémia (CML), akut limfoid leukémia (ALL)
Robertson-féle transzlokáció Kromoszómaszámcsökkenéssel jár együtt Hominidák evolúciója (centrikus fúzió)
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).