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.
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).
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.
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.