GENETYKA Anna Sadakierska Chudy , Grażyna Dąbrowska str4

90 Rozdział 7

trisomie, dodatkowy chromosom z danej pary (2n+l), tetrasomie, dodatkowe dwa chromosomy z danej pary (2n+2).

Poznano również zaburzenia będące pochodną aneuploidii:

- podwójna monosomia. brak chromosomów z dwóch par (2n—I—1), podwójna trisomia, dodatkowe chromosomy w dwóch parach (2n+l + l).

Błędy w czasie podziałów mitotycznych prowadzą do mozaicyzmu, np. jeśli zachodzą na wczesnych etapach embriogenezy, to powstanie osobnik z liniami komórkowymi różniącymi się składem chromosomów (organizm mozaikowy). Większość aneuploidii jest letalna, dzięki czemu nie rozprzestrzeniają się w populacji.

Przykładami takich aberracji liczbowych u człowieka są:

a) trisomie autosomów:

zespół Pataua (47,XX+13 lub 47,XY-M3), trisomia chromosomu 13, zespół Edwardsa(47,XX+18 lub 47,XY+18), trisomia chromosomu 18,

- zespół Downa (47,XX^21 lub 47,XY+21), trisomia chromosomu 21,

b) zaburzenia liczby chromosomów płci:

- zespół Turnera (45,X). monosomia chromosomu X u kobiet,

- zespół Klinefeltera (47,XXY), dwa chromosomy X u mężczyzn,

- trisomia chromosomów płci (47,XXX).

Wśród żyjących ludzi nie spotyka się monosomii autosomów i nullisomii, ponieważ są one letalne i powodują spontaniczne poronienia.

7.3. Efekt mutacji

Mutacje bezpośrednio oddziałują na funkcjonowanie genomu, wpływając pośrednio na fenotyp organizmu, w którym wystąpiły. Mutacje zachodzące w genomie powodują zmiany w sekwencji nukleotydowej, jednak wiele z nich nie ma żadnego wpływu na funkcjonowanie organizmu. Taki rodzaj mutacji nazywamy cichą lub niemą, należy do nich większość zmian zachodzących w pozagenowym lub niekodującym DNA (około 97% ludzkiego genomu może ulegać mutacjom nie-mającym znaczącego efektu).

7.3.1. Skutki mutacji w kodujących obszarach genomu

Substytucje powodują zmianę w sekwencji kodonu, co (z wyjątkiem tzw. mutacji synonimicznych) prowadzi do zmiany sensu kodonu i w konsekwencji do zmiany w sekwencji aminokwasowej białka (ryc. 7.18). Podstawienia mogą powodować mutacje:

- synonimiczne - nowy kodon koduje taki sam aminokwas, powstaje niezmieniony produkt genu; mutacja taka nie wpływa na funkcję genu i jest przykładem mutacji cichej (niemej).

niesynonimlcznu (zmiany sensu) nowy kodon koduje inny aminokwas; w białku zostaje /mieniony aminokwas, często taka zmiana jest tolerowana. jeśli nic ma wpływu na jego funkcję, jednak zmiany aminokwasów w centrum aktywnym białka poważnie upośledzają jego funkcjonowanie; nonsens - kodon kodujący zostaje zamieniony na kodon tcrminacyjny (jeden z kodonów STOP), co powoduje zatrzymanie translacji i skrócenie produktu genu; w zależności od miejsca pojawienia się kodonu terminacyjne-go łańcuch polipeptydowy może być dłuższy lub krótszy, z reguły efekt jest drastyczny, gdyż białko traci swoją funkcję;

kodonu terminacyjnego - zmiana kodonu terminacyjnego na kodon kodujący aminokwas; powoduje pominięcie sygnału terminacji translacji i wydłużenie końca C polipeptydu - niewielkie wydłużenie łańcucha nie powoduje większych zaburzeń funkcji polipeptydu, lecz znaczne może wpływać na jego fałdowanie.

niesynonimiczna

synonimiczna

giy

nonsens

stop

pominięcie stop

... ^TG, (3Gq JAA, JAT, JGC, _t ATT, JCA, JAA, A A A T A T A T A .. met gly lys tyr ser ile pro stop

Ryc. 7.18. Mutacje punktowe w kodującej części genu prowadzące do zmiany kodonów w kodzie genetycznym

Delecje i insercje zmiany w liczbie nukleotydów (wstawienie lub wypadnięcie liczby nukleotydów niepodzielnej przez 3) prowadzą do mutacji typu zmiany fazy odczytu, co powoduje wbudowanie w polipeptyd innych niż pierwotnie aminokwasów lub pojawienie się kodonu STOP i przedwczesną terminację translacji (ryc. 7.19a). Zmutowany gen koduje więc albo skrócony polipeptyd, albo polipeptyd o mniej lub bardziej zmienionej sekwencji aminokwasów (ryc. 7.l9b). Skutkiem takich zmian może być nawet całkow ita utrata funkcji białka.

7.3.2. Skutki mutacji w niekodujących obszarach genomu

Miejsce wiązania białka w DNA może ulec mutacji punktowej, insercji lub dele-cji, eony pow odują zmianę rodzaju lub położenia nukleotydów odpowiedzialnych za oddziaływanie białko-DNA. Może to inaktywować promotory (P) lub sekwencje regulatorowe (R), jak to pokazano na poniższym schemacie.