close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лекция 1. Биология

код для вставкиСкачать
Лекция 3. Молекулярные механизмы
генных мутаций. Репарация ДНК
Мяндина Галина
Ивановна
д.б.н., профессор
23.09.2014
Мутации - стойкие изменения структуры
ДНК по сравнению с геномной ДНК вида
• Генные мутации – изменение
последовательности нуклеотидов в
пределах гена
• Хромосомные мутации - изменение
структуры или количества хромосом в
клетке
• Мутон – наименьший участок ДНК,
изменение которого приводит к мутации
23.09.2014
(1 п.н.)
Типы генных мутаций
23.09.2014
Типы генных мутаций:
• Замены пар оснований
• Мутации со сдвигом рамки считывания
• Динамические мутации (мутации
экспансии тринуклеотидов)
23.09.2014
Мутация со сдвигом рамки считывания
23.09.2014
Мутации типа замены оснований
• транзиции - замена пурина на пурин или
пиримидина на пиримидин
23.09.2014
• трансверсии
- замена пурина на пиримидин
Эритроциты больного серповидноклеточной анемией
23.09.2014
Мутация в гене β-цепи гемоглобина
23.09.2014
Спонтанные мутации возникают в результате
ошибок репликации
• У человека
частота
спонтанных
мутаций
составляет 10-6 10-7
нуклеотидов/на
геном
23.09.2014
• Частота спонтанных
мутаций в некоторых
локусах выше:
• гемофилия
3х 10-5
• ретинобластома
6х 10-6
• дистрофия Дюшена 8х10-5
Факторы, индуцирующие мутации,
называются мутагены
•
•
•
•
Физические мутагены:
УФ-излучение
X-Ray
α-β-γ- излучение
23.09.2014
•
•
•
•
•
•
•
Химические мутагены:
HNO2
нитрозогуанидин
формальдегид
бензапирен
митомицин С
акридиновые
красители
• химиопрепараты
Действие на ДНК ионизирующего
излучения
23.09.2014
УФ-лучи повреждают ДНК за одну пикосекунду
23.09.2014
Молекулярные механизмы генных мутаций
• Образование пиримидиновых димеров
• Включение в ДНК аналогов оснований
• Явление таутомеризации
23.09.2014
23.09.2014
Репарация - это свойство живых
организмов восстанавливать
повреждения ДНК, которые появились
в результате ошибок репликации или
воздействия мутагенных факторов
• согласно современным данным, в геноме
человека существует порядка 130 генов,
продукты которых участвуют в репарации
повреждений ДНК
1
23.09.2014
Основные механизмы репарации:
• Прямое восстановление исходной
структуры ДНК. Репарация без
репликации
• Эксцизионная репарация: вырезание
поврежденного основания или вырезание
поврежденного участка ДНК
• Репарация неспаренных оснований
• SOS-индуцированная репарация
2
• Пострепликативная репарация
23.09.2014
Прямое восстановление структуры ДНК:
• Прямая метилтрансферазная
реактивация :
• Корректирует метилирование оснований
с помощью белка метилтрансферазы
• Фотореактивация
• необходим фермент фотолиаза и видимый
свет
• корректирует тиминовые димеры без 3
вырезания
ДНК
23.09.2014
Вырезание поврежденного основания
23.09.2014
Эксцизионная репарация у животных
23.09.2014
Репарация неспаренных оснований
23.09.2014
репарация неспаренных нуклеотидов
23.09.2014
Пострепликативная
репарация
23.09.2014
SOS - индуцированная репарация
• Повреждения ДНК достигают критического
уровня
• синтезируется белок RecA
• Он связывается с белком LexA (ингибитор
генов SOS-репарации ) и разрушает его
• Начинается синтез белков, которые
осуществляют
SOS-репарацию
23.09.2014
5
Нарушения системы репарации ДНК - причина
наследственных болезней
• Пигментная ксеродерма (XP) - мутации генов
XPB и XPD приводят к нарушениям системы
эксцизионной репарации ДНК после УФоблучения (развитие рака кожи)
• Синдром Вернера - мутации гена WRN (8p12)
приводят к неправильной репарации (быстрое
старение, риск развития диабета и рака)
• Синдром Линча - мутации генов hMSH2 hMLH1
приводят к нарушениям системы репарации
неспаренных нуклеотидов (развитие рака прямой
кишки)
23.09.2014
Болезни экспансии тринуклеотидов
• Хорея Хантингтона - аутосомнодоминантное заболевание с поздней
манифестацией (после 40 лет).
• У здоровых людей ген хантигтин
содержит от 8 до 31 повтора триплета ЦАГ,
у больных - от 36 до 80
• добавление триплетов ЦАГ приводит к
синтезу аномального белка хантигтина,
который вызывает апоптоз клеток мозга,
нарушениям
ЦНС
и
смерти
23.09.2014
Вопросы для обсуждения
• Почему в ДНК не используется урацил?
• Как ферменты репарации узнают
неправильную цепь ДНК?
• Что такое дезаминирование ?
23.09.2014
Список дополнительной литературы
• Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки.
В 3-х томах – М.: Мир. – 1994.
• Горбунова Н.В., Баранов С.Н. Введение в
молекулярную диагностику и генотерапию
наследственных болезней. – 1998. – 286с.
• Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная
биология. – М.: МИА. – 2003. – 447с.
• Рис Э., Стернберг М. Введение в молекулярную
биологию. От клеток к атомам. – М.: Мир. – 2002.
– 142с.
• Сингер М., Берг П. Гены и геномы. В 2-х томах. –
М.: Мир. – 1998.
• Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология
клетки. Руководство для врачей. – М.: Бином. –
23.09.2014
2003.
– 268с.
Документ
Категория
Презентации по биологии
Просмотров
47
Размер файла
1 330 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа