GENETYKA Anna Sadakierska Chudy , Grażyna Dąbrowska str0

82 Rozdział 7

7.2.2. Mutacje chromosomowe

Zmiany genetyczne dotyczące odcinka chromosomu, całego lub kilku chromosomów nazyw amy aberracjami chromosomow ymi. Anomalie mogą w ystępować na każdym etapie życia komórki, najczęściej jednak pojaw iają się w- czasie podziałów komórki. Aberracje chromosomow e zmieniają strukturę, a niekiedy również liczbę chromosomów.

Aberracje chromosomowe strukturalne

Przyczyną różnych zmian strukturalnych chromosomów mogą być:

a)    pęknięcia, a następnie albo utrata fragmentu (delccja), zwielokrotnienie fragmentu (duplikacja), odwrócenie fragmentu (inwersja), przemieszczenie fragmentu do innego chromosomu (translokacja), albo utrata obu końców- chromosomu i połączenie przeć i w-ległych biegunów- (chromosom kolisty);

b)    niepraw idłowy podział centromeru (izochromosom);

c)    niezrównoważona wymiana chromatyd siostrzanych w czasie Crossing over (powstaje chromosom z delecją lub duplikacją).

Delecja - zmiana polegająca na utracie fragmentu chromosomu, wielkość utraconego odcinka może być różna. Osobnik traci jakąś część informacji genetycznej, dlatego zbyt duże delecje stanowiące ok. 3% genomu są letalne nawet w stanie heterozygotycznym. W zależności od tego, jaki fragment chromosomu jest tracony wyróżniamy (ryc. 7.8):

delecję terminalną, inaczej deficjencję (pojedyncze miejsce pęknięcia, utracona zostaje dystalna część chromosomu),

delecję interstycjalną (chromosom pęka w dwóch miejscach, tracona jest jego środkowa część).

delecja terminalna    delecja interstycjalna

► -

Ryc. 7.8. Delecje chromosomowe

Duże delecje hamują tw orzenie synaps w mejozie i powodują nondysjunkcję (nierozejście się) chromosomów, obniżając w- ten sposób płodność. Delecje nie

odgrywają dużej roli w ewolucji, ponieważ utrata materiału genetycznego jest najczęściej duża i osobnik / takim rodzajem mutacji ginie.

Duplikacja - zmiana polegająca na zwielokrotnieniu fragmentu chromosomu. Jeśli zduplikowany fragment zostaje umieszczony w innym miejscu tego samego chromosomu lub w innym chromosomie, jest to duplikacja insercyjna. Duplikacja najczęściej jest wynikiem niesymetrycznej rekombinacji pomiędzy powtórzonymi

Ryc. 7.9. Powstawanie chromosomu z delecją i duplikacją w wyniku niezrównoważonego Crossing over

sekwencjami na chromosomach homologicznych (ryc. 7.9). Bardzo rzadko jest rezultatem translokacji części lub całego chromosomu. Dzięki duplikacjom dochodzi do amplifikacji genów, które w wyniku różnicowania tworzą nowe geny. Proces ten odegrał dużą rolę w ewolucji organizmów, doskonałym przykładem mogą być geny globiny u człowieka. Różne rodzaje hemoglobiny (hemoglobina A, A₂, płodowa) zawierają różne łańcuchy polipeptydowe (globiny a, p, y, 5, c, Q kodowane przez geny powstałe na drodze duplikacji genu pierwotnego. W wyniku mutacji geny te stały się odrębnymi genami kodującymi inne białka globinowc.

Inwersje - zmiana polega na pęknięciu chromosomu w' dwóch miejscach i nieprawidłowej naprawie, w czasie której fragment ulega odw róceniu o 180°. Wówczas geny zmieniają swoje położenie, co może wpływać na ich ekspresję (efekt pozycji). W zależności od tego, jaki fragment chromosomu jest objęty inwersją wyróżniamy (ryc. 7.10):

-    inwersje pericentryczne (odwrócony fragment zawiera centromer),

-    inwersje paracentryczne (odw rócony fragment nie zawiera centromeru). Inwersje częściej występują u osobników hctcrozygotycznych niż u homozy-

got. Podczas mejozy koniugacja fragmentu objętego inwersją może przebiegać w różny sposób:

1.    Chromosomy tworzą pętlę inwersyjną, co umożliwia koniugację homologiczną na prawie całej długości biwalentu z wyjątkiem miejsc granicznych inwersji.

2.    Koniugacja niecałkowita, brak koniugacji w miejscu, gdzie występuje odwrócony fragment.