MUTACIJE GENA I KROMOSOMSKE ANOMALIJE MUTACIJA je iznenadna

MUTACIJE GENA I KROMOSOMSKE ANOMALIJE • MUTACIJA je iznenadna promjena nasljedne tvari • Razlikujemo GENSKE ili točkaste mutacije i KROMOSOMSKE anomalije

TRANSLOKAC IJA

MUTACIJE KROMOSOMSKE SPONTANE INDUCIRANE GENSKE PROMJENE BROJA KROMOSOMA EUPLOIDIJ A ANEUPLOIDIJ A PROMJENE STRUKTURE KROMOSOMA DELECIJA MONOPLOID I MONOSOMI K DUPLIKACIJA POLIPLOIDI TRISOMIK INVERZIJA TRANSLOKAC IJA SUPSTITUC IJA ADICIJ A DELECI JA

1. GENSKE MUTACIJE -događaju se unutar jednog gena Promjene molekule DNA događaju se u tjelesnim stanicama, ali i stanicama iz kojih nastaju gamete. Somatske mutacije nazivamo modifikacije, zahvaćaju samo nekoliko stanica i učinak im je najčešće zanemariv. Najčešće nastaju kao posljedica djelovanja okoliša (mozaičnost šarenice oka, šarolikost listova). Neke somatske mutacije nisu tako neopasne, jer mogu uzrokovati maligne bolesti

Spontane mutacije - nastaju kao rezultat pogrešaka tijekom replikacije DNA Inducirane mutacije - nastaju kao posljedica djelovanja mutagena iz okoliša (ionizirajuća, xzrake i neionizirajuća zračenja, UVzračenje; kemijski mutageni) Spontane i inducirane genske mutacije mogu nastati supstitucijom, adicijom ili delecijom:

• SUPSTITUCIJA -je zamjena jednog nukleotida i njegova komplementarnog para drugim nukleotidnim parom -supstitucija može uzrokovati promjenu aminokiselinskog slijeda u bjelančevini što dovodi do promjene funkcije (npr. kod srpaste anemije baza timin zamjenjuje se adeninom kod sinteze hemoglobina, posljedica toga je zamjena jedne aminokiseline-glutaminske, drugom aminokiselinom-valinom u hemoglobinu)

Supstitucija može uzrokovati i mutacije bez učinka na krajni produkt gena, jer više kodova nosi informaciju za istu aminokiselinu.

• ADICIJA • je dodatak jednog ili više nukleotidnih parova u genu lizin

• DELECIJA -je gubitak jednog ili više nukleotidnih parova u genu fe n ila lan in Ove mutacije uzrokuju promjenu strukture, a time i funkcije bjelančevine. Neke mutacije mogu se popraviti uz pomoć enzima zaduženih za popravak molekule DNA

2. KROMOSOMSKE ANOMALIJE -su velike promjene u genomu. Obuhvaćaju promjenu broja ili promjenu strukture kromosoma: PROMJENA BROJA KROMOSOMA: 1. EUPLOIDIJA = ako promjena broja kromosoma zahvaća sve kromosome u kromosomskom setu

1. 1. MONOPLOIDI ILI HAPLOIDI -imaju jedan set kromosoma (n) -nastaju iz neoplođene jajne stanice (trutovi, kvasci, gljive, gamete) 1. 2. POLIPLOIDI -organizmi s tri ili više setova kromosoma (3 ntriploid, 4 n-tetraploid, 5 n-pentaploid) -poliploidija je ograničena na biljno carstvo (kultivirane vrste)

2. ANEUPLOIDIJA = ako promjena broja kromosoma zahvaća pojedine kromosome u kromosomskom setu. Što znači da organizam može imati povećan ili smanjen broj jednog ili više kromosoma. Najčešće nastaju kao pogreška u mejozi (neodvajanje kromosomskog para).

Gubitak kromosoma je 2 n -1 i zove se monosomik Višak kromosoma je 2 n +1 i zove se trisomik Ove mutacije uzrokuju promjenu strukture, a time i funkcije bjelančevine. Neke mutacije mogu se popraviti uz pomoć enzima zaduženih za popravak molekule DNA

ANEUPLOIDIJA U ČOVJEKA • -najčešće zahvaća spolne kromosome, X i Y • TURNEROV SINDROM (45, XO) - ženske osobe s jednim x kromosomom

-spolno nerazvijene i sterilne -jedini tip monosomije koji preživljava kod čovjeka -nisu mentalno retardirane (20%mentalno zaostalih) -u najvećem broju slučajeva postojeći X kromosom je majčinog podrijetla (73%)

KLINEFELTEROV SINDROM -muškarci s viškom X kromosoma (47, XXY)

U predadolescentskoj dobi: -izrazito visoki, mršavi, duge mršave noge i ruke -penis i testisi su smanjeni (hipogonadizam) U razdoblju poslije puberteta: -dlakavost tijela kao u žena (smanjena dlakavost lica, pazuha i općenito cijelog tijela) -građa tijela kao u žena - raspored masnog tkiva na kukovima i ginekomastija (nenormalno povećanje dojki u muškaraca)

-sekundarne muške karakteristike nerazvijene -razina testosterona niska ili na donjoj granici -inteligencija normalna (na granici) ili nešto snižena -česti problemi učenja i govora (50%slučajeva) -niži libido -sterilnost -nasljeđuje se od strane oca i od strane majke u podjednakom postotku

JACOBSOV SINDROM -muškarci s viškom Y kromosoma (47, XYY)

-1960 -ih velika medijska pozornost zbog navodnog devijantnog i agresivnog ponašanja -Patricia Jacobs, 1965: 3, 5% zatvorenih osoba kariotipa 47, XYY -skloniji kriminalu zbog niže inteligencije i impulzivnosti, a ne agresivnosti

Karakteristike: -visina -nerazvijeni mišići -moguće nenormalnosti u laktovima (radioulnarna sinostoza i dislokacija) -fertilni -testisi i libido normalni (nešto snižena kvaliteta sperme) -inteligencija prosječna ili nešto ispod prosjeka

DOWNOV SINDROM -tri kopije kromosoma 21 -poremećaj izazvan trisomijom (47) -mentalno retardirane osobe -karakterističan fenotip

• Trisomija 18. ili Edwardov sindrom • • -učestalost javljanja 1/1. 000 -većinom zahvaća ženski spol -mortalitet 80 -90% do druge godine života -izgledaju poput patuljaka s malim nosom i ustima te abnormalnim uškama, mentalno su retardirani

• Trisomija 13. ili Patauov sindrom • • -učestalost javljanja 1/20. 000 -visoki mortalitet u prvoj godini života -rascjep usne i nepca -kongenitalna bolest srca(anomalije nastale zbog poremećaja u embrionalnom razvoju srca), polidaktilija i jaka mentalna retardacija •

Trisomija 22. - uzrokuje mentalnu retardaciju, zastoj u rastu, rascijepljeno nepce; stupanj preživljavanja je relativno visok Trisomije 8. , 9. , 13. i 18. kromosoma prate različite abnormalnosti kostura i mozga te drugi poremećaji; mortalitet je visok u ranom djetinjstvu; većina trisomija je letalna za embrij ili fetus

PROMJENE STRUKTURE KROMOSOMA ILI KROMOSOMSKE ABERACIJE -posljedice su loma kromosoma ili pogrešaka tijekom crossing over-a:

a) DELECIJA - gubitak kromosomskog segmenta -smrtonosne za gamete čovjeka i životinja -„Cri-du-chat“ sindrom ili sindrom mačjeg plača (gubitak segmenta kraćeg kraka petog kromosoma) mentalna retardacija, abnormalnost lica i glave i karakterističan plač

b) DUPLIKACIJA - kada je neki kromosomski segment prisutan više od dva puta u diploida -manje su štetne jer nema gubitka nasljedne tvari

c) INVERZIJA - promjena redoslijeda gena -nastaje nakon dva loma u kromosomu, rotacije za 180 o te ponovnog spajanja -posljedica inverzije je smanjeni broj funkcionalnih gameta

d) TRANSLOKACIJA - premještanje segmenta iz jednog kromosoma na drugi nehomologni kromosom tzv. jednosmjerna translokacija -recipročna translokacija - izmjenjivanje segmenata dva nehomologna kromosoma -smanjuju fertilnost -povezane su sa nastankom mnogih tumora AMNIOCENTEZOM mogu se otkriti kromosomske promjene