Постзиготическая мутация — мутация в геноме, которая происходит после оплодотворения у организмов и мутации, которые накапливаются в геноме организма в течение всей его жизни. Постзиготические мутации не могут наследоваться от родителей через слияние двух гаплоидных гамет. Делятся на два класса — спонтанные и индуцированные мутации.

Причины

Постзиготические мутации могут затрагивать как одну пару азотистых оснований в ДНК, так и целые хромосомы.

Спонтанные мутации Большая часть спонтанных мутаций вызваны естественными повреждениями ДНК, ошибками при репликации ДНК, при условии что нет дополнительных воздействий на процесс со стороны среды.

Таутомерия — атом водорода в нуклеотидном основании перемещается, это приводит к неправильному соединению оснований во время репликации. Например: енол таутомер тимина, в норме соединяется с аденином. Однако при перемещении атома водорода происходит его связывание с гуанином, происходит неправильное соединение пар азотистых оснований. Существуют амины и имины таутомеры цитозина и аденина, они так же могут неправильно соединяться с другими нуклеотидами. Депуринизация — потеря аденазином и гуанином пуринового основания. Когда происходит депуринизация ДНК, это приводит к образованию апуринового сайта и изменению структуры. По оценкам исследований, в типичной человеческой клетке ежедневно таким образом теряется до 5000 пуринов. Дезаминирование — удаление аминогрупп от молекулы. В дальнейшей реакции цитозин переходит в урацил, а аденин в гипоксантин, что может приводить к ошибкам репликации ДНК.

Индуцированные мутации Индуцированные мутации — мутации из-за воздействия среды или мутагенов на ДНК. Мутагены могут иметь мутационную специфичность, вызывая предсказуемые изменения в ДНК.

Основные факторы индуцированной мутации:

Ультрафиолетовое излучение — вызывает ковалентное соединение нуклеотидных оснований пиримидина, на одной нити ДНК с образованием пиримидинового димера. Самая распространённая мутация — тиминовые димеры. Димеры вызывают изгиб в структуре ДНК, что не даёт полимеразе корректно считывать информацию с такого участка и замедляет репликацию ДНК. Аналоги нуклеиновых кислот — соединения, похожие по структуре и химическому составу на основания ДНК. Однако аналог не обладает такими же свойствами спаривания, как обычные основания ДНК, из-за этого они могут неправильно соединяться с нуклеотидами во время репликации. 5-Bromouracil распространённый аналог тимина, однако енольная форма 5-Bromouracil способна связываться и с аденином, а ионизированная форма спаривается с гуанином. Интеркалирующие агенты — соединения, расположенные между азотистыми основаниями ДНК. Вызывают из-за этого мутации, сдвигая рамку считывания ДНК. Даунорубицин способен блокировать репликацию и транскрипцию, что делает их крайне токсичными для пролиферирующих клеток. Активные формы кислорода — высокоактивные кислородосодержащие молекулы, способные вызывать разрыв ДНК, повреждают клетки. Алкилирование — присоединение алкильной группы к четырём основаниям. При добавлении алкильной группы к гуанину, гуанин неправильно соединяться с тимином и нарушается точность репликации.

Последствия мутаций

Мозаицизм

Классическая мутация в ДНК при наследовании, присутствует во всех клетках человека. Но изменение кода ДНК, эпигенетические мутации, хромосомные аномалии могут возникнуть в процессе развития, после зачатия человека. Это приводит к тому, что одна линия клеток будет нормальной, а другие линии — аномальными. В результате организм человека состоит одновременно из аномальных и нормальных клеток, при этом у клеток будут разные генотипы. Отличается от химеризма, поскольку при химеризме сливаются две зиготы, в результате чего образуется одна зигота с двумя генотипами.

Потеря Y-хромосомы Самая распространённая постзиготическая мутация у человека. Тесно связана с возрастом, обнаруживается минимум в 10 % клеток крови у мужчин, 14 % в возрасте около 70 лет и 57 % в возрасте 94 лет. У мужчин с такой мутацией более высокая смертность от рака, по сравнению с теми, у кого её нет. Так же повышается риск альцгеймера и сердечно-сосудистых заболеваний. Курение это фактор риска потери Y хромосомы, опасность возрастает в три раза.

Анеуплоидия Одна из распространённых аномалий развития хромосом у новорождённых. 80 % беременностей при наличии анеуплоидии, заканчиваются выкидышами и мертворождениями. 1-5 % больных, с диагностированным синдромом Дауна, являются носителями мозаичной анеуплоидии с высокой составляющей мозаичных тканей в организме. Остальные носители анеуплоидии имеют не более 3 — 5 % хромосомной мутации в ткани. Чем больше тканей несут мозаичную анеуплоидию, тем больше симптоматика, похожа на синдром Дауна.

Соматические мутации Данный тип мутации не передаётся потомкам, поскольку происходят после оплодотворения и не затрагивают клетки репродуктивной системы.

Мутации зародышевой линии Мутации связанные с изменением генетической структуры половых клеток. Такие мутации могут передаваться по наследству, что приводит к мутации присутствующей во всех клетках организма.

Ссылки

Категория:Генетика Категория:Биология Категория:Эволюция