Постзиготная мутация

A постзиготическая мутация - это изменение в геноме организма, которое приобретается в течение его жизни, вместо того, чтобы быть унаследованным от его родителей посредством слияния. из двух гаплоидных гамет. Мутации, которые происходят после формирования зиготы, могут быть вызваны множеством источников, которые подпадают под два класса: спонтанные мутации и индуцированные мутации. Насколько вредна мутация для организма, зависит от того, что это за мутация, где она возникла в геноме и когда она возникла.

• 1 Причины
  • 1.1 Спонтанные мутации
  • 1.2 Индуцированные мутации
• 2 Последствия
  • 2.1 Мозаицизм
    • 2.1.1 Потеря хромосомы Y
    • 2.1.2 Трисомия 21 Мозаицизм
  • 2.2 Соматические мутации
  • 2.3 Мутации зародышевой линии
• 3 Ссылки

Постзиготические изменения в геноме могут быть вызваны небольшими мутациями, затрагивающими одну пару оснований, или большими мутациями, которые влияют на целые хромосомы и делятся на два класса: спонтанные мутации и индуцированные мутации.

Спонтанные мутации

Мутация депуринации приводит к образованию одной нормальной цепи и одной укороченной цепи после репликации.

Большинство спонтанных мутаций являются результатом естественных повреждений ДНК и ошибок во время репликации ДНК без прямого воздействия агента. Вот несколько распространенных спонтанных мутаций:

• Депуринация - потеря пуринового (A или G) основания с образованием апуринового сайта. Апуриновый сайт, также известный как AP-сайт, - это место в генетической последовательности, не содержащее пуринового основания. Во время репликации затронутая двухцепочечная ДНК будет производить одну двухцепочечную дочернюю структуру, содержащую отсутствующий пурин, в результате чего последовательность останется неизменной. Другая цепь будет давать более короткую цепь без пурина и его комплементарного основания.
• Дезаминирование - аминная группа на основании заменена на кето группа. В результате цитозин заменяется на урацил, а аденин заменяется на гипоксантин, что может привести к неправильной репликации и репарации ДНК.
• Таутомеризация - Атом водорода на нуклеотидном основании перемещается, вызывая изменение структуры водородных связей и неправильное спаривание оснований во время репликации. Например, кето таутомер тимина обычно соединяется с аденином, однако таутомер енола тимина может связываться с гуанином. Это приводит к неправильному совпадению пары оснований. Аналогичным образом существуют таутомеры амино и имино цитозина и аденина, которые могут вызывать неправильное спаривание оснований с другими нуклеотидами.

Индуцированные мутации

Индуцированные мутации - это любые повреждения в ДНК, вызванная агентом или мутагеном. Мутагены часто демонстрируют мутационную специфичность, то есть вызывают предсказуемые изменения в последовательности ДНК. Вот несколько распространенных мутагенов, которые вызывают мутации:

• Ультрафиолет свет (УФ) - вызывает ковалентное соединение пиримидиновых (Т или С) нуклеотидных оснований на одной цепи с образованием димера пиримидина. Димеры тимина-тимина - наиболее распространенная мутация, вызываемая УФ-светом. Поскольку димеры вызывают деструктивный излом в структуре ДНК, полимеразы часто имеют проблемы с считыванием области, замедляя репликацию ДНК.
• Аналоги оснований - химические соединения, которые достаточно похожи по структуре и химия азотистых оснований ДНК, так что они могут быть включены в последовательность. Эти аналоги не обладают такими же свойствами спаривания, как нормальные основания, поэтому они могут неправильно спариваться с нуклеотидами во время репликации. 5-бромурацил (5-BU) является обычным аналогом тимина, однако енольная форма 5-BU все еще способна связываться с аденином. Ионизированная форма, с другой стороны, соединяется с гуанином.
• Интеркалирующие агенты - Химические соединения, которые размещаются между уложенными друг на друга азотистыми основаниями в ДНК, вызывая мутацию сдвига рамки считывания. Некоторые интеркалирующие агенты, такие как даунорубицин, способны блокировать репликацию и транскрипцию, что делает их невероятно токсичными для пролиферирующих клеток.
• Реактивные формы кислорода (ROS) - высокореактивные кислородсодержащие молекулы, которые способны вызывать разрывы цепей ДНК и многие повреждающие эффекты для клеточных компонентов.
• Алкилирующие агенты - Соединения, которые присоединяют алкильную группу к четырем основаниям. Добавление алкильной группы к гуанину может привести к неправильному спариванию с тимином и нарушить точность репликации.

Важным фактором, определяющим серьезность последствий, вызванных постзиготическими мутациями, является когда и где они происходят. В результате последствия могут варьироваться от незначительных до невероятно пагубных.

Мозаицизм

Мозаицизм возникает после того, как зигота сформировалась и в процессе развития происходит мутация. Мутированная клеточная линия может быть передана потомству, если поражены половые клетки.

Когда человек унаследовал аномалию, она обычно присутствует во всех его клетках. Однако некоторые мутации, такие как изменение кода ДНК, эпигенетические изменения и хромосомные аномалии, могут возникнуть на более позднем этапе развития. Это приведет к тому, что одна клеточная линия потомства будет нормальной, а другая клеточная линия (линии) - аномальной. В результате человек считается мозаикой нормальных и аномальных клеток.

Мозаицизм - это наличие двух или более линий клеток с разными генотипами у одного человека. Он отличается от химеризма, который представляет собой слияние двух зигот, в результате чего образуется новая единственная зигота с двумя генотипами.

Утрата хромосомы Y

Утрата хромосомы Y ( LOY) в клетках крови является наиболее распространенной постзиготической мутацией человека. Он тесно связан с возрастом и обнаруживается как минимум в 10% клеток крови у 14% и 57% мужчин в возрасте 70 и 94 лет соответственно. Мужчины с LOY имеют более высокую смертность от всех причин и смертность от рака по сравнению с здоровыми мужчинами. Кроме того, LOY связан с повышенным риском болезни Альцгеймера и сердечно-сосудистых заболеваний. Курение увеличивает риск возникновения LOY более чем в три раза и имеет дозозависимый эффект на LOY-статус.

Трисомия 21 Мозаицизм

Трисомия 21 (Синдром Дауна ) является одной из наиболее распространенных хромосомных аномалий среди живорожденных. Из всех беременностей с трисомией 21 примерно 80% заканчиваются самопроизвольным абортом или мертворождением. 1-5% людей с диагнозом «синдром Дауна» на самом деле представляют собой мозаику с трисомией 21 «полноценной» степени. Остальные мозаики трисомии 21 помечены как мозаики «низкого качества», что означает, что хромосомная мутация происходит менее чем в 3-5% соответствующей ткани. В то время как мозаика трисомии 21 высокого уровня демонстрирует черты, аналогичные полному синдрому Дауна, мозаика низкого уровня имеет тенденцию проявлять более мягкие черты, однако эффекты весьма различны в зависимости от распределения трисомных клеток.

Соматический мутации

Соматические мутации - это результат изменения генетической структуры после оплодотворения. Этот тип мутации также затрагивает клетки вне репродуктивной группы и, таким образом, не передается будущим потомкам.

Мутации зародышевой линии

Мутации зародышевой линии являются результатом изменения генетической структура половых клеток. Эти мутации могут передаваться потомству и вызывать конституциональную мутацию. Конституционные мутации - это мутации, которые, когда они присутствуют в одной клетке, также присутствуют во всех других клетках, связанных с организмом.