Mutācijas

1. Mutācijas Nejaušas, lēcienveidīgas iedzimtības faktoru pārmaiņas, kas ilgstoši reproducējas vairākās paaudzēs • Process (mutaģenēze) • Rezultāts • organismi, kuriem mutācijās izpaužas fenotipā - mutanti Jaunas ģenētiskās mainības veids -mutāciju rezultātā jaunas alēles Pamats evolūcijai

2. Mutāciju teorija terminu "mutācija" ieviesa holandiešu zinātnieks H. de Frīzs no latīņu mutatio – pārmaiņa • mutācijas rodas pēkšņi, lēcienveidīgi • jaunas formas ir stabilas nākamajās paaudzēs • mutācijas ir kvalitatīvas pārmaiņas • mutācijas notiek dažādos virzienos, var būt derīgas un kaitīgas • mutācijas ir retas; to atklāšanai jāpēta liels indivīdu skaits • viena veida mutācijas var rasties atkārtoti Pētījumus veica ar naktssveci Oenothera glazioviana (sin. Oenothera lamarckiana) Hugo de Vries (1848-1935)

3. Mejoze Oenothera glazioviana Heterozogotitāte pēc balansētām translokācijām visās hromosomās PNAS, 1917, 3, 704-710 http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e11/11oenothe.htm

7. Atkarībā no izcelsmes • Dabiskās (10-5 –10-6) • Inducētās Ari "dabiskām" ir kāds inducējošs faktors • nejaušas • specifika (frekvence, "karstās vietas") Hermann Joseph Muller (1890 – 1967) Nobeļa prēmija 1946. g.

8. Klasifikācija • Virziens • tiešās • atgriezeniskās • Vieta • kodola • citoplazmatiskās • Šūnu tips • ģeneratīvās • somatiskās

9. Klasifikācija • Mijiedarbība lokusā • recesīvās • dominantās (kodominatās, ar nepilnu dominēšanu) • Nozīme • adaptīvas • negatīvas • letālas • neitrālas

10. Klasifikācija • Izpausme • morfoloģiskās • bioķīmiskās auksotrofās mutācijas – mutācijas, kuru rezultātā organismi zaudē spēju sintezēt metabolītus, nepieciešamus dzīvības procesiem (vitamīni, aminoskābes u. c.) organismi - auksotrofi • fizioloģiskās • hlorofila • …………………….. • plejotropas

11. Klasifikācija • Punktmutācijas, gēnu mutācijas • viena nukleotīda nomaiņa (substitūcija) SNP – single nucleotide polymorphism Tranzīcija Purīns → purīns A → G G → A Piramidīns → piramidīns C → T T → C Transversija Purīns → piramidīns A → C A → T G → C G → T Piramidīns → purīns C → A C → G T → A T → G SNP mutācijas RNS līmenī

12. Klasifikācija • Genomu mutācijas, hromosomu pārveides • pilni kariotipi • atsevišķas hromosomas • submikroskopiskas, var atšķirt no punktmutācijām tikai ar sekvenēšanu

13. Inducējošie aģenti Mutagēni: fiziskie un ķīmiskie Fiziskie • temperatūra • starojums • Rentgena • ultraviolētais • neitroni

14. Inducējošie aģenti Mutagēni Ķīmiskie dažādas dabas • slāpekļpaskābe • hidroksilamīns • alkilējošie savienojumi • policikliski aromātiskie savienojumi • bāzu analogi

15. Inducējošie aģenti Mutagēni Ķīmiskie supermutagēni • etilemīns • N-nitrozourīnviela • etilmetansulfonāts • un c. Plaša izmantošana selekcijā Latvijā - kartupeļu šķirne 'Mutagenagrie' Charlotte Auerbach (1899-1994) Josifs Rapoports (1912-1990)

16. Inducējošie aģenti Mutagēni vides mutagēni, mutagēni pārtikā (ķīmiskie, radioaktīvie)

17. Benzopirēns šprotēs Viens vai pieci mikrogrami uz produkta kilogramu?

18. Dažādu mutāciju izpausmes īpatsvars

19. Mutāciju uzskaite • fenotipiska • ģenētiskās metodes • sekvenēšana

20. Mutagēnu kontrole • test-objekti • test-sistēmas

21. Dominantā autsomālā mutācija Neirofibromatoze neirofibromas Mutācijā dzimumceļa šūnās īpatnim III-8, vai īpatnim III-9

22. Ar dzimumu saistīta recesīva mutācija Hemofīlija

23. Mutāciju noteikšana kukurūzas endospermā Pirmā sistēma mutāciju noteikšanai Triploīda endosperma (3n) C alele nosaka pigmenta veidošanos Krustojums cc x CC Sēklas bez pigmenta norāda uz mutāciju C  c putekšņu veidošanas ceļā

24. X hromosomas recesīvo letālo mutāciju uzskaiteMeller 5 metode Letālās recesīvās mutācijas gadījumā (B) F2 nav tēviņu ar savvaļas tipa acīm

25. Somatisko recesīvo mutāciju analīze lnln papa pepe b+b+ ch+ch+ p+p+ d+d+x ln+ln+ pa+pa+ pe+pe+bb chchppdd

26. Vērtīgās mutācijas augiem F2 ģimeņu analīze

27. Komplementācijas tests uz alēlismu Divas mutantās līnijas, kurām ir izmainīta viena un tā paša pazīme Vai mutācijas vienā, vai dažādos lokusos? Krusto, lai iegūtu heterozigotu br1a Mutants fenotips br1b red1 Normāls fenotips red2

28. Cis-trans stāvokļa funkcionālais tests uz alēlismu a1/a2 x x cis- stāvoklis Normāls fenotips a1 trans- stāvoklis x x Mutants fenotips a2

29. Cistiskās fibrozesCFTR gēna mutācija dF508 • Normālā alēle DNA ATC ATCTTT GGT Aminoskābe IleIlePheGly No. 506 507 508 509 • dF508 alēle DNA ATC AT T GGT Aminoskābe IleIleGly

30. dF508 mutācijas identifikācija Mutation - DNA Primers ? 98 95 98 95 dF508/dF508 dF508/N N/N dF508/N dF508/dF508

31. dF508mutācijas identifikācija

32. Ļaundabīgās (malignās) hipertermijas mutācijas analīze • autsomāli dominanta mutācija • lokalizēta 19. hromosomā (19q13.1) • proteīns ar 5035aminoskābēm • paaugstināta starpšūnu Ca2+ koncentrācija • zema penetrance – tikai pie noteiktiem apstākļiem • palīdz dantrolene • zināmas vairāk nekā 90 mutācijas, 29 izsauc MH • atrasta jauna nukleotīdu aizvietojoša mutācija 6. eksonā – G528T (Glu-176-Asp).

33. Ciltskoks ar ļaundabīgo (maligno) hipertermiju * + - + + * - - +

34. Ar dzimumu saistīta recesīva mutācija Hemofīlija

35. PCR delēciju testsMuskuļu distrofija Distrofīna gēna ekzonu specifiskās sekvences Daži pacienti (piem. 2, 4, 6) ar vairākām delēcijām

36. Prader-Willi sindromsDelēcijas analīze 15. hromosomā Genoma impritinga rezultātā mātes hromosomas lokusa PWS reģions inaktivējas. Parasti P-W sindroms attīstās, ja delēcija ir tēva hromosomā un mātes hromosomas impritinga rezultātā funkcionāls proteīns neveidojas. Viena vecāka heterodisomija [uniparental heterodisomy] Indivīdam 2 abas 15. hromosomas ir mātes 15. hromosomas marķieris

37. BRCA2 mutāciju analīzeProteīnu tests

38. Raugu testsistēmas

39. Augu testsistēmas

40. EU Directive 67/548/EEC "Dangerous Substances Directive"

41. Directive 67/548/EEC "Dangerous Substances Directive" Apm. 30 000 jaunu savienojumu gadā, kuri nonāk tirgū apjomā lielākā, nekā 1 t

42. Directive 86/609/EEC"Protection of Laboratory Animals for experimental and Other Scientific Purposes" The Commission and Member States should encourage research into the development and validation of alternative techniques, which could provide the same level of information as that obtained in experiments using animals, but which involve fewer animals or which entail less painful procedures, and shall take such other steps as they consider appropriate to encourage research in this field.