430 likes | 1.7k Views
GENSKE MUTACIJE. I. Novakovi ć. Genske mutacije. Definicija : promena u strukturi gena Tipovi Molekularna osnova: Supstitucije, delecije, insercije, pove ćanje broja trinukleotidnih ponovaka Efekat na sintezu proteina :
E N D
GENSKE MUTACIJE I. Novaković
Genske mutacije • Definicija: promena u strukturi gena • Tipovi • Molekularna osnova: • Supstitucije, delecije, insercije, povećanje broja trinukleotidnih ponovaka • Efekat na sintezu proteina: • Isti protein, izmenjen protein (pojačana ili oslabljena funkcija, nova funkcija), prekid sinteze proteina
mutacije: - Mogu da se dese u bilo kom genu genoma, u bilo koje vreme od embrionalnog razvića do poznih godina života -Imaju specifičan efekat • - Su većinom negativne - Su u malom broju pozitivne (faktor evolucije) - Su važne za preživljavanje vrste -Su slučajne, nezavisne od efekta koje imaju na nosioca PREDSTAVLJAJU IZVOR NOVIH OBLIKA GENA - ALELA
a+ a D+ D aa+ OBLIK GENA KOJI JE ŠIROKO RASPROSTRANJEN U PRIRODI PREDSTAVLJA DIVLJI OBLIK GENA a+ Direktna mutacija Učestalost povratnih manja od direktnih Povratna (reverzna) mutacija DD+ rekurentne mutacije – promene u isti alelni oblik
Tipovi mutacija • Germinativne • U gametima, prenose se na potomstvo • Somatske • U telesnim ćelijama, ne prenose se na potomstvo
EFEKAT MUTACIJA NA FENOTIP IZRAŽAVA SE U RAZLIČITIM PERIODIMA ŽIVOTA na rodjenju (Tay-Sachs; cistična fibroza) tokom života (ćelavost, Huntington horea) SE RAZLIKUJE PO JAČINI letalan ; dovodi do steriliteta; nema efekta na preživljavanje SE ISPOLJAVA SAMO POD ODREDJENIM USLOVIMA temperatura (propustljiva ili ograničavajuća) G6PD deficijencija SE ISPOLJAVA POSREDNO - MODIFIKATORI pojačivači i supresori DOMINANTAN ILI RECESIVAN
A DOMINANTAN ALEL a RECESIVAN ALEL FENOTIP DOMINANTAN DOMINANTNI HOMOZIGOT HETEROZIGOT RECESIVAN RECESIVNI HOMOZIGOT
Tipovi mutacija • Vrsta promene u genu: • SUPSTITUCIJE (zamene baza, tačkaste mutacije) • Tranzicije, transverzije • DELECIJE • DUPLIKACIJE • POVEĆANJE BROJA TRINUKLETIDNIH PONOVAKA
Supstitucije • Missens (druga a.k.) • Nonsens (STOP kodon) • Tihe (silent) (ista a.k.) • Neutralne (slična a.k.)
G G G A A A A A A A A A C C C U U U U U U U U U U U U U U U Supstitucije baza Phe Ser Cys Tyr His Asn Stop Tyr Asp Stop
Fe HEMOGLOBIN
GEN ZA b GLOBIN – deo prvog egzona 5’ – GTG CACCTGACTCCTGAGGAGAAG – 3’ 3’ – CAC GTG GAC TGA GGA CTC CTC TTC – 5’ transkripcija 5’ – GUG CACCUGACUCCUGAGGAGAAG – 3’ translacija val - his - leu - thr - pro - glu - glu - lys 1 2 3 4 5 6 7 8
5’ – GTG CACCTGACTCCTGAGGAGAAG – 3’ 3’ – CAC GTG GAC TGA GGA CTC CTC TTC – 5’ TRANSVERZIJA 5’ – GTG CACCTGACTCCTGTGGTGAAG – 3’ 3’ – CAC GTG GAC TGA GGA CAC CAC TTC – 5’ transkripcija 5’ – GUG CACCUGACUCCUGUGGAGAAG – 3’ translacija val - his - leu - thr - pro - val- glu - lys bS 1 2 3 4 5 6 7 8
GT AG GT AG GT GT AG Mutacije obrade (spilce site) • PROGERIJA • Znaci starenja od najranijeg detinjstva • Smrt oko 10. g. zbog promena na k. sudovima srca • mutacija u genu za lamin A(LMNA) • protein jedrove membrane • silencemutacija • aktivira kriptično mesto za splicing – iskrajanje introna i povezivanje egzona
Delecije • Ceo gen ili deo gena • Uticaj na okvir za čitanje genetičke informacije
Delecije • Gen za distrofin
the the dog dog can can eat eat Delecije • Gen za distrofin frame-shift pomeranje okvira čitanja xyz the dog can eat the dca nea t Dišenova mišićna distrofija normalno
the dog can eat Delecije • Gen za distrofin the dog can eat in-frame ne pomera se okvir čitanja the dog can eat the dog eat normalno Bekerova mišićna distrofija
CISTIČNA FIBROZA – DELECIJA U CFTR GENU Ile – Ile – Phe – Gly - Val NORMALNO T ATC ATC TTT GGT GTT T ATC AT-- - T GGT GTT CISTIČNA FIBROZA Ile – Ile – - - - – Gly - Val izgubljena amino kiselina fenilalanin na položaju 508 D F508
Cistična fibroza • Najčešće ARoboljenje kod belaca • CFTR gen • Identifikovan 1989.
Cistična fibroza: od gena do proteina • preko 900 različitih mutacija • ALELSKA HETEROGENOST • oboleli: homozigoti složeni heterozigoti • dve različite mutacije • >70% = delta F508
Povećanje broja trinukleotidnih ponovaka Dinamičke mutacije ANTICIPACIJA
Povećanje broja trinukleotidnih ponovaka • Hantingtonova bolest • Gen It-15, egzon 1: …CAG CAG CAG CAG… • Normalno: (CAG) < 26 • Premutacija: (CAG) = 26-40 • Bolest: (CAG) > 40
Nasledjivanje bolesti kod čoveka • Autozomno - dominantno - recesivno genotip fenotip A*A* bolestan A*abolestan aa zdrav A*, a AA zdrav Aa* zdrav, prenosi a*a* bolestan A, a*
Nasledjivanje bolesti kod čoveka • Vezano za X hromozom: XX, XY Muškarac (XY) je HEMIZIGOT za gene na X hromozomu!!! Mutacije se uvek izražavaju u fenotipu!!!
Nasledjivanje bolesti kod čoveka • Vezano za X hromozom • dominantno • recesivno m. ž. XY zdrav X*Ybolestan XX zdrava X*Xbolesna X*X* bolesna m. ž. XX zdrava X*Xzdrava, prenosi X*X* bolesna XY zdrav X*Ybolestan
mtDNK • Nasledjivanje preko majke • Matroklino • Nervno i mišićno tkivo • Hetroplazmija • Raznovrsnost fenotipa! 10 molek./mt 8000 molek./ćel.
Nasleđivanje bolesti kod čoveka • Penetrantnost ili probojnost • 80 od 100 nosilaca mutacije ima promenu u fenotipu • Penetrantnost = 80%
Nasleđivanje bolesti kod čoveka • Ekspresivnost ili izražajnost Mutacije SHH gena: Holo-prozen-cefalija
Nasleđivanje bolesti kod čoveka • Lokusna heterogenost • Alelska heterogenost • Genokopija • Fenokopija
Enzimopatije Fenilketonurija Defekt transportnih proteina Srpasta anemija Cistična fibroza Defekt strukturnih proteina Dišenova mišićna distrofija Neurodegenerativne bolesti Hantingtonova bolest Molekularna osnova bolesti