Мутација

Извор: Wikipedija
Пређи на навигацију Пређи на претрагу

Мутација (лат. мутатио - промјена, замјена) је квалитативна и/или квантитативна промјена у генетичком материјалу која није узрокована сегрегацијом или рекомбинацијом. Мутације могу узроковати промјене у појединачним обиљежјима (фенотипа).

Промјенљивост насљедног материјала представља генетичку основу свеукупне биолошке разноликости у времену и простору, проматрајући живи свијет у цјелини и сваку врсту живих бића посебно. Мутације су могуће на различитим нивоима организације генетичког материјала. Мутације, дакле, представљају једини суштински извор насљедне, индивидуалне варијације. Настају случајним промјенама у структури и количини ДНК. Мутагенеза (процес настајања мутација) може бити (индукцијом или спонтано) изазвана различитим физичким, хемијским и биолошким факторима вањске и унутрашње средине, али ефекат мутираног гена само случајно може представљати директан “одговор” (протуакцију) на одговарајући мутагени агенс.[1][2][3]

Ефекти мутација су мање или више фенотипски видљиви, зависно од промјенљивости, јер се јављају као посљедица материјалних промјена у хемијској структури и квантитету генетичке информације, тј. дезоксирибонуклеинске киселине (ДНК). Све остале појаве и облици насљедне варијације резултат су реаранжмана (рекомбинација) постојећег генетичког материјала или различитих ефеката његове интеракције с унутрашњом и вањском средином.

Од количине захваћеног генетичког материјала и његовог значаја за нормалну организацију и функцију организма или његових појединих компонената, односно од природе интеракције новонасталог алела с постојећим алелним варијантама мутирајућег гена (рецесивна мутација) се, нпр. испољава само у хомозиготном стању). Познато је, наиме, да крупне мутације (макромутације) по правилу имају упадљиве, најчешће (суб)леталне ефекте. Међутим, чак и измјена само једне азотне базе у ланцу ДНК (микромутација) може у значајној мјери измијенити структуру, а нарочито функцију протеина чију синтезу контролира њен захваћени сегмент (ген). Тако се, напримјер, измјеном само једне аминокиселине на шестој позицији у бета–ланцу хемоглобина (валин – глутаминска киселина), умјесто нормалног хемоглобина А (чију синтезу шифрира алел ХбА), јавила патолошка варијанта крвног пигмента – хемоглобин С (контролирана алелом ХбС).[4][5]

Према ефектима на адаптивну вриједност, мутације могу бити корисне, штетне или неутралне. Имајући у виду чињеницу да сваки специфични геном (па и људски) представља еволутивно избалансирану цјелину, постаје јасно зашто су корисне мутације уистину права ријеткост. I поред тога, уколико их подржава природно одабирање, њихово присуство у популацији постаје све уочљивије. Генерално узевши (живи свијет у цјелини), с обзиром на количину и позицију захваћеног генетичког материјала, мутације могу бити генске, хромосомске, геномске и плазматске (екстрануклеарне).

Врсте мутација

[уреди | уреди извор]

Подјела по насљедивости

[уреди | уреди извор]

Соматске мутације су мутације које могу захватити све ћелије осим гамета. Стога имају одраз на ћелије организма у којима се дешавају. Овакве мутације нису насљедне. Када се соматске мутације појављују појединачно, узрокују слабе или никакве посљедице. Ако се оне поспјешују неким мутагенима, као што су, напримјер, енергетска зрачења, могу постати врло опасне. Тако се између осталог могу нормалне ћелије преобразити у ћелије рака. I при старењу сваког организма соматске мутације играју велику улогу.

Гаметске (герминативне) мутације су мутације које настају у гаметима те се преносе на потомство. Ове мутације су еволутивно врло значајне јер се преносе у низу сукцесивних генерација.

Подјела по узроцима

[уреди | уреди извор]
  • Спонтане мутације настају случајно у организму без уочљивог дјеловања неког мутагеног фактора.
  • Индуциране мутације су посљедица дејства познатих или непознатих физичких, хемијских или биолошких агенасе на експонирани генетички материјал.

Ефекти у функцији

[уреди | уреди извор]
  • Губитак функције се дешава када је резултат промјене у производ гена има мању или никакву функцију. Када новонастали алел узрокује потпуни губитак функције (нулл алел), често се назива аморф. Фенотипови повезани с таквим мутацијама су најчешће рецесивни. Изузеци су када је организам хаплоидан или када је смањена доза нормалног гена за производ није довољна за испољавање нормалног фенотип (то се зове хаплоинсуфициенција).
  • Појачана функције мутанта мијења генски производ таква да добија нове и абнормалне функције. Ове мутације обично су доминантног фенотипа. Према, Муллеровој класификацији означене су као неоморф мутације.
  • Доминантне негативне мутације (по Муллеру, антиморф мутације) имају измјењеном гена производ који дјелује антагонистички на алел дивљег (исходишног) типа. Ове мутације обично резултирају измијењеним молекулским функцијама (често су неактивне), а испољавају се као доминантни или полудоминантни фенотипови. Код људи, доминантна негативна мутација је укључена у појаву рака (нпр. мутације гена п53).
  • Леталне мутације су оне које доводе до смрти организама који носе такве промјене изворног гена.
  • Повратне мутација или реверзне враћају изворну секвенцу, а тиме и оригинални фенотип.

Утицај на фитнес

[уреди | уреди извор]

У примијењеној генетици, мутације се дијеле ма штетне и корисне.

  • 'Штетне или погубне' мутације смањују фитнес организма.
  • Корисне' или предносне' мутације повећавају фитнес организма.

Мутације које промовирају пожељне особине, називају се корисне.

У теоријској популацијској генетици више је уобичајено говорити о мутацијама као штетним или корисним у односу на адаптивну вриједност и отпорним на селекцијски притисак. од штетан или користан.

  • Неутралне мутације, у том смислу, не доносе нити штетни или користан учинак на организам. Такве мутације се јављају по сталној стопи, формирајући основу за молекулски сат. Неутралне мутације се у различитим популацијама различито фреквентне понајвише под утицајем генетичког дрифта и основа су за већину варијација на молекулској разини.
  • Готово неутралне мутације су оне које могу бити незнатно штетне или корисне, иако је већина готово неутралних мутација незнатно штетна.

Подјела по количини захваћеног генетичког материјала

[уреди | уреди извор]

Генске мутације захваћају појединачне гене по чему су и добиле назив. Оне нису видљиве под микроскопом. Обично се дијеле на аутосомне и хетеросомне генске мутације с обзиром на којим се хромосому налази мутирани ген. Настају измјеном у хемијској структури функционалне секвенце ДНК, која заузима одређени генски локус и контролира одговарајуће функције, односно особине организма. Према природи интеракције са постојећим генима истог локуса, новонастали алели могу бити доминантни, рецесивни или међу њима нема односа функционалне доминације. Сугласно конвенционалним критеријима, новонастали мутанти се могу означити као: изоморф, аморф, хипоморф, хиперморф, неоморф и антиморф, при чему префикси ових одредница означавају природу и смјер мутирања функције исходишног алела (“дивљег типа”).

Одабране болести које су узроковане генским мутацијама (у стандардној табели генетичког кода аминокиселина)[6]

Строга правила комплементарне ауторепродукције генетичког материјала, на којима иначе почива стабилност и поновљивост карактеристичних особина свих живих бића, у релативно ријетким случајевима бивају нарушена. Тако, нпр. приликом дупликације неког полу-ланца ДНК, за један од аденина може се погрешно везати цитозин, па умјесто нормалног пара А–Т настаје неочекивани А–Ц. Када је ријеч о полазном полу-ланцу (с аденином), већ након прве диобе проматране молекуле ДНК, у процесу његове дупликације, та грешка ће бити исправљена и све његове наредне копије ће на погођеном мјесту имати нормални А–Т пар нуклеотида. Међутим, полу-ланац с погрешно уграђеним цитозином ће се у првој нормалној дупликацији везати с природно комплементарном базом гуанином у пар Ц–Г, који није каракеристичан за дату позицију у изворном ланцу ДНК. Тиме се мутација стабилизира, а нови пар понавља у низу наредних копија измијењене ДНК. Генске мутације су, према томе, посљедица грешке у копирању (дупликацији) ланаца ДНК. Промјена само једног пара нуклеотида у захваћеном гену може имати крупне посљедице у његовој функцији.

Мутабилност појединих гена увелико варира, а у просјеку износи око 10−5 (једна мутација на 100.000 гамета). Та наоко занемарљива фреквенција, међутим, постаје импозантна у свјетлу података о укупном броју генских локуса у људском геному – резултати секвенцирања људског генома показали су да се тај број креће до 30.000. Уважавајући поменуте чињенице, лахко се може прорачунати (3 x 104 x 10−5) да сваки трећи човјек (30%) потенцијално носи најмање једну свјежу мутацију.

Хромосомске мутације захватају хромосоме и видљиве су под микроскопом. Разликују се нумеричке и структурне промјене у појединим паровима хомолога у хромосомској гарнитури.

Нумеричке хромосомске мутације представљају поједине облике анеуплоидије: нулисомију (недостатак оба хомолога), моносомију (недостатак једног хомолога), трисомију (један хомолог више) и теоријски могуће степене полисомије (квадрисомија итд.).

Илустрација пет облика структурних хромосомских мутација у хромосомској гарнитури човјека.

Структурне хромосомске мутације се пак испољавају као недостатак (делеција – дефиција) или вишак (дупликација) једног дијела неког хромосома. У овој категорији мутација релативно су честе и појаве ненормалног распореда појединих дијелова унутар хромосома (транспозиција) или њиховог премјештања на неки други хромосом (транслокација), те обртања појединих сегмената хромосома (за 180° – инверзија), што резултира обрнутим распоредом локуса на мутираној секвенци [7].

Геномске мутације имају за посљедицу измјену нормалног диплоидног хромосомског броја (''2н'') за [[н, тј. за један или више хаплоидних сетова хромосома (еуплоидија: хаплоидија, триплоидија, полиплоидија). Према поријеклу додатних гарнитура, полиплоидија може бити аутополиплоидија (увишестручавање соптвеног генома) или алополиплоидија (хетероплоидија: додавање страних генома путем хибридизације)[8] [9][10][11][12] [13].

Повезано

[уреди | уреди извор]

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ Цампбелл Н.еил (2005). Биологy. Бењамин/ Цуммингс, Сан Францисцо ИСБН 0-07-366175-9.
  2. ↑ Хаџиселимовић Р., Појскић Н. (2005): Увод у хуману имуногенетику. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево, ИСБН 9958-9344-3-4.
  3. ↑ Кинг Р. C., Странсфиелд W. D. (1998): Дицтионарy оф генетицс. Оxфорд ниверситy Пресс, Неw Yорк, Оxфорд, ИСБН 0-19-50944-1-7; ИСБН 0-19-509442-5.
  4. ↑ Хаџиселимовић Р. (2005): Биоантропологија – Биодиверзитет рецентног човјека. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево, ИСБН 9958-9344-2-6.
  5. ↑ Линцолн Р. Ј., Боxсхалл Г. А. (1990): Натурал хисторy - Тхе Цамбридге иллустратед дицтионарy. Цамбридге Университy Пресс, Цамбридге, ИСБН 0 521 30551-9.
  6. ↑ Референцес фор тхе имаге аре фоунд ин Wикимедиа Цоммонс паге ат: Цоммонс:Филе:Нотабле мутатионс.свг#Референцес.
  7. ↑ Ибруљ С., Хаверић С., Хаверић А. (2008): Цитогенетичке методе – Примјена у медицини. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево, ИСБН 978-9958-9344-5-2.
  8. ↑ Бењамин А. Пиерце (2013) Генетицс: А Цонцептуал Аппроацх, Фифтх Едитион, W.Х. Фрееман анд Цомпанy, Неw Yорк.
  9. ↑ Броwн Т А (2011) Интродуцтион то Генетицс: А Молецулар Аппроацх, 1ст едитион, Гарланд Сциенце - Таyлор & Францис, Неw Yорк.
  10. ↑ Леланд Хартwелл, Лее M. Силвер, Лероy Хоод, Мицхаел Голдберг, Анн Реyнолдс, Рутх Верес (2010) Генетицс: Фром Генес то Геномес, 4тх едитион, МцГраw-Хилл Сциенце/Енгинееринг/Матх, Неw Yорк, УСА.
  11. ↑ Аллисон L. А. (2007) Фундаментал Молецулар Биологy, Блацкwелл Публисхинг, Малден, МА, УСА. .
  12. ↑ Примросе С. Б., Тwyман Р. M. (2006) Принциплес оф Гене Манипулатион анд Геномицс, 7тх едитион, Блацкwелл Публисхинг, Малден, МА, УСА.
  13. ↑ Роберт Ј. Броокер (2014) Генетицс: Аналyсис анд Принциплес, 5тх едитион МцГраw-Хилл Хигхер Едуцатион, Неw Yорк, УСА.
  14. ↑ Хартл D, Јонес Е (2005). Генетицс: Аналyсис оф Генес анд Геномес. Јонес & Бартлетт Публисхинг, Бурлингтон, МА, УСА.

Литература

[уреди | уреди извор]
  • Хилада Нефиц (2014) Молекуларна генетика. Природно-математицки факултет, Сарајево.
  • Wилфриед Јаннинг & Елисабетх Кнуст: Генетик: аллгемеине Генетик, молекуларе Генетик, Ентwицклунгсгенетик, Георг Тхиеме Верлаг, Стуттгарт / Неw Yорк 2004, ИСБН 3-13-128771-3
  • Раyмонд Деворет: Мутатион., Енцyцлопедиа оф Лифе Сциенцес 2001, ДОИ:10.1038/npg.els.0001882 (Воллтеxтзугрифф)
  • Деннис Драyна: Генспурен дер Менсцххеитсгесцхицхте, Спектрум дер Wиссенсцхафт, Јануар 2006, с. 30 фф. http://www.spektrum.de/artikel/836427

Вањске везе

[уреди | уреди извор]
Преузето из „https://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Mutacija&oldid=42041796”