Различают внутрихромосомные, межхромосомные и изохромосомные аберрации
Внутрихромосомные аберрации — аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся делеции, инверсии и дупликации.
Межхромосомные аберрации — обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. Они получили название транслокаций. Различают три варианта транслокаций: реципрокные (обмен фрагментами двух хромосом), нереципрокные (перенос фрагмента одной хромосомы на другую), робертсоновские(соединение двух акроцентрических хромосом).
Изохромосомные аберрации — образование одинаковых, но зеркальных фрагментов двух разных хромосом, содержащих одни и те же наборы генов. Это происходит в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры (отсюда другое название — центрическое соединение).
Механизмы -Специфические: связаны с изменением содержания структурных генов, кодирующих определённые специфические белки. Выяснение таких эффектов зависит от определения локализации отдельных генов в конкретных хромосомах и их участках, а также необходимо уметь с точностью определять активность соответствующих белков или иных ферментов организма.
Полуспецифические: эффекты, обусловленные изменением содержания таких генов, которые содержатся в многочисленных копиях и контролируют ключевые этапы метаболизма клетки, важные для её деления, миграции и других форм поведения. К этим генам относятся гены рибосомных и транспортных РНК, гистоновых и рибосомных белков, сократительных белков: актина, тубулина и других.
Каковы фенотипические эффекты их дисбаланса сказать пока трудно. Они являются важнейшими в изучении этого вопроса на человеке.
Неспецифические: связаны с изменённым содержанием гетерохроматина в клетке.
Трисомия – это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме (Синдром (болезнь) Дауна (СД) – синдром трисомии 21).
Помимо полных трисомий и моносомий известны синдромы, связанные с частичными трисомиями и моносомиями практически по любой .
Моносомия– это наличие всего одной из пары гомологичных хромосом. В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии.
Синдром кошачьего крика – частичная моносомия по короткому плечу хромосомы 5 р-).
Существует несколько классификаций генных мутаций.
Спонтанной (самопроизвольной) называют мутацию, которая происходит вне прямой связи с каким — либо физическим или химическим фактором внешней среды.
Если мутации вызываются намеренно, воздействием на организм факторами известной природы, они называются индуцированными. Агент, индуцирующий мутации, называют мутагеном.
Физические мутагены – различные виды излучений, температура, влажность и другие.
Химические -алкоголь, никотин, формалин.
Биологических – вирусы, бактерии.
Они вызывают:
— нарушения структуры генов и хромосом
— образование свободных радикалов, взаимодействующих с ДНК;
— разрывы нитей веретена деления;
— образования димеров соседних пиримидиновых оснований одной цепи ДНК (Т–Т, Т–Ц) и другие.
Антимутагенез. Антимутагены. Антимутационные барьеры у эукариот. Репарация генетического материала (фотореактивация и темновая репарация). Болезни, обусловленные нарушением репарации (пигментная ксеродерма и др.)
Антимутагенез- это механизм, снижающий неблагоприятный эффект мутаций. В результате мутаций изменяется смысл биологической информации, что негативно отражается на выживаемости организмов, поэтому важная роль принадлежит антимутационным механизмам, которые ограничивают неблагоприятные последствия мутаций, возникающие в процессе эволюции.
Антимутагены- вещества, понижающие частоту мутаций, препятствующие мутагенному действий химических или физических агентов.
К факторам защиты наследственного аппарата от мутаций относятся:
1. Репарация ДНК,
2. Вырожденность генетического кода,
3. Парность хромосом в диплоидном кариотипе
4. Иммунная система.
1. Репарация- это способность живых организмов восстанавливать повреждённую структуру ДНК (лат. reparatio - обновление). Известно два вида репарации:
а) световая(фотореактивация) - происходит активация фермента фотонами света, в состав фермента входит витамин В12
б) темновая - участвуют ферменты, не требующие активации светом.
При световой репарации исправляются повреждения, которые возникают при действии ультрафиолетового излучения, а при темновой репарации - повреждения, которые возникают под действием ионизирующего облучения, химических факторов и других. Темновая репарация наблюдается как у прокариот, так и эукариот.
Этапы темновой репарации:
1) «узнавание» повреждённого участка ДНК специальным ферментом эндонуклеазой;
2) действие эндонуклеазы на разрыв одной цепочки молекулы ДНК вблизи повреждения;
3) «вырезание» поврежденного участка ДНК;
4) матричный синтез нового участка молекулы ДНК (репаративная репликация);
5) соединение новообразованного участка с ниткой ДНК .