Mutation signifie changement dans la quantité et la structure de l'ADN dans une cellule ou un organisme. Autrement dit, la mutation est un changement de génotype. Une caractéristique d'un changement de génotype est que ce changement résultant de la mitose ou de la méiose peut être transmis aux générations de cellules suivantes.

Le plus souvent, les mutations signifient un léger changement dans la séquence des nucléotides de l'ADN (modifications dans un gène). Ce sont les soi-disant. Cependant, en plus d'eux, il y a aussi des changements qui affectent de grandes sections de l'ADN ou le nombre de chromosomes.

À la suite d'une mutation, le corps peut soudainement développer nouveau signe.

L’idée selon laquelle la mutation est à l’origine de l’apparition de nouveaux traits transmis de génération en génération a été exprimée pour la première fois par Hugo de Vries en 1901. Plus tard, les mutations chez la drosophile ont été étudiées par T. Morgan et son école.

Mutation : préjudice ou bénéfice ?

Les mutations qui se produisent dans des sections « insignifiantes » (« silencieuses ») de l'ADN ne modifient pas les caractéristiques de l'organisme et peuvent être facilement transmises de génération en génération (la sélection naturelle n'agira pas sur elles). De telles mutations peuvent être considérées comme neutres. Les mutations sont également neutres lorsqu'une section d'un gène est remplacée par une section synonyme. Dans ce cas, même si la séquence de nucléotides dans une certaine région sera différente, la même protéine (avec la même séquence d'acides aminés) sera synthétisée.

Cependant, une mutation peut affecter un gène important, modifier la séquence d’acides aminés de la protéine synthétisée et, par conséquent, provoquer une modification des caractéristiques de l’organisme. Par la suite, si la concentration de mutations dans une population atteint un certain niveau, cela entraînera une modification des caractéristiques de l’ensemble de la population.

Dans la nature vivante, les mutations surviennent sous la forme d’erreurs dans l’ADN, elles sont donc toutes a priori nocives. La plupart des mutations réduisent la viabilité de l’organisme et provoquent diverses maladies. Les mutations qui se produisent dans les cellules somatiques ne sont pas transmises à la génération suivante, mais à la suite de la mitose, des cellules filles se forment et constituent un tissu particulier. Les mutations somatiques conduisent souvent à la formation de diverses tumeurs et autres maladies.

Les mutations qui se produisent dans les cellules germinales peuvent être transmises à la génération suivante. Dans des conditions environnementales stables, presque toutes les modifications du génotype sont nocives. Mais si les conditions environnementales changent, il se peut qu’une mutation auparavant nuisible devienne bénéfique.

Par exemple, une mutation qui provoque des ailes courtes chez un insecte est susceptible d'être nocive dans une population vivant dans des zones où il n'y a pas de vent fort. Cette mutation s’apparentera à une déformation ou à une maladie. Les insectes qui le possèdent auront du mal à trouver des partenaires sexuels. Mais si la zone commence à exploser davantage vents forts(par exemple, à la suite d'un incendie, une partie de la forêt a été détruite), alors les insectes aux longues ailes seront emportés par le vent et il leur sera plus difficile de se déplacer. Dans de telles conditions, les individus aux ailes courtes peuvent bénéficier d’un avantage. Ils trouveront des partenaires et de la nourriture plus souvent que les longues ailes. Après un certain temps, il y aura davantage de mutants aux ailes courtes dans la population. Ainsi, la mutation s’installera et deviendra normale.

Les mutations sont la base sélection naturelle et c'est leur principal avantage. Pour le corps, le nombre écrasant de mutations est nocif.

Pourquoi les mutations se produisent-elles ?

Dans la nature, les mutations se produisent de manière aléatoire et spontanée. Autrement dit, n’importe quel gène peut muter à tout moment. Cependant, la fréquence des mutations varie selon les organismes et les cellules. Par exemple, cela est lié à la durée cycle de vie: plus il est court, plus les mutations se produisent souvent. Ainsi, les mutations se produisent beaucoup plus souvent chez les bactéries que chez les organismes eucaryotes.

Sauf mutations spontanées(se produisant dans conditions naturelles) il y a induit(par une personne dans conditions de laboratoire ou conditions environnementales défavorables) mutation.

Fondamentalement, les mutations résultent d'erreurs lors de la réplication (doublement), de la réparation de l'ADN (restauration), du croisement inégal, de la divergence incorrecte des chromosomes lors de la méiose, etc.

C’est ainsi que les sections d’ADN endommagées sont constamment restaurées (réparées) dans les cellules. Cependant, si, pour diverses raisons, les mécanismes de réparation sont perturbés, des erreurs dans l’ADN subsisteront et s’accumuleront.

Le résultat d’une erreur de réplication est le remplacement d’un nucléotide dans une chaîne d’ADN par un autre.

Quelles sont les causes des mutations ?

Des niveaux accrus de mutations sont provoqués par les rayons X, les rayons ultraviolets et gamma. Les mutagènes comprennent également les particules α et β, les neutrons et le rayonnement cosmique (ce sont toutes des particules à haute énergie).

Mutagène- c'est quelque chose qui peut provoquer une mutation.

En plus des diverses radiations, de nombreux produits chimiques ont un effet mutagène : formaldéhyde, colchicine, composants du tabac, pesticides, conservateurs, certains médicaments et etc.

Les mutations génétiques sont des changements moléculaires dans la structure de l’ADN qui ne sont pas visibles au microscope optique. Les mutations génétiques incluent tout changement dans la structure moléculaire de l'ADN, quels que soient leur emplacement et leur effet sur la viabilité. Certaines mutations n'ont aucun effet sur la structure ou la fonction de la protéine correspondante. L'autre partie (plus grande) mutations génétiques conduit à la synthèse d’une protéine défectueuse incapable de remplir sa fonction inhérente. Ce sont les mutations génétiques qui provoquent le développement de la plupart formes héréditaires pathologie.

Les maladies monogéniques les plus courantes chez l'homme sont : la mucoviscidose, l'hémochromatose, le syndrome surrénogénital, la phénylcétonurie, la neurofibromatose, les myopathies de Duchenne-Becker et un certain nombre d'autres maladies. Cliniquement, ils se manifestent par des signes de troubles métaboliques (métabolisme) dans l'organisme. La mutation peut être :

1) en remplaçant une base dans un codon, c'est ce qu'on appelle mutation faux-sens(de l'anglais, mis - faux, incorrect + lat. sensus - sens) - remplacement d'un nucléotide dans la partie codante d'un gène, conduisant au remplacement d'un acide aminé dans un polypeptide ;

2) dans un tel changement de codons qui conduira à un arrêt de la lecture des informations, c'est ce qu'on appelle mutation absurde(du latin non - no + sensus - sens) - le remplacement d'un nucléotide dans la partie codante d'un gène conduit à la formation d'un codon terminateur (codon stop) et à l'arrêt de la traduction ;

3) une violation de la lecture de l'information, un décalage dans le cadre de lecture, appelé changement de cadre(du cadre anglais - frame + shift : - shift, mouvement), lorsque des modifications moléculaires de l'ADN entraînent des modifications des triplets lors de la traduction de la chaîne polypeptidique.

D'autres types de mutations génétiques sont également connus. En fonction du type de changements moléculaires, il existe :

division(du latin deletio - destruction), lorsqu'un segment d'ADN dont la taille varie d'un nucléotide à un gène est perdu ;

duplications(du latin duplicatio - doublement), c'est-à-dire duplication ou reduplication d'un segment d'ADN d'un nucléotide vers des gènes entiers ;

inversion(du latin inversio - se retourner), c'est-à-dire une rotation à 180° d'un segment d'ADN allant de deux nucléotides à un fragment comprenant plusieurs gènes ;

insertions(du latin insertio - attachement), c'est-à-dire insertion de fragments d'ADN dont la taille varie d'un nucléotide à un gène entier.

Les modifications moléculaires affectant un à plusieurs nucléotides sont considérées comme une mutation ponctuelle.

La caractéristique fondamentale et distinctive d’une mutation génétique est qu’elle 1) entraîne un changement information génétique, 2) peut être transmis de génération en génération.

Une certaine partie des mutations génétiques peut être classée comme mutations neutres, car elles n'entraînent aucune modification du phénotype. Par exemple, en raison de la dégénérescence du code génétique, le même acide aminé peut être codé par deux triplets qui ne diffèrent que par une seule base. D’un autre côté, un même gène peut changer (muter) dans plusieurs états différents.

Par exemple, le gène qui contrôle le groupe sanguin du système AB0. possède trois allèles : 0, A et B, dont les combinaisons déterminent 4 groupes sanguins. Le groupe sanguin ABO est un exemple classique de variation génétique. signes normaux personne.

Ce sont les mutations génétiques qui déterminent le développement de la plupart des formes héréditaires de pathologie. Les maladies causées par de telles mutations sont appelées maladies génétiques ou monogéniques, c'est-à-dire des maladies dont le développement est déterminé par la mutation d'un gène.

Mutations génomiques et chromosomiques

Les mutations génomiques et chromosomiques sont à l'origine de maladies chromosomiques. Les mutations génomiques comprennent les aneuploïdies et les modifications de la ploïdie des chromosomes structurellement inchangés. Détecté par des méthodes cytogénétiques.

Aneuploïdie- une modification (diminution - monosomie, augmentation - trisomie) du nombre de chromosomes dans un ensemble diploïde, et non un multiple de l'ensemble haploïde (2n + 1, 2n - 1, etc.).

Polyploïdie- une augmentation du nombre de jeux de chromosomes, un multiple de celui haploïde (3n, 4n, 5n, etc.).

Chez l'homme, la polyploïdie, ainsi que la plupart des aneuploïdies, sont des mutations mortelles.

Les mutations génomiques les plus courantes comprennent :

trisomie- la présence de trois chromosomes homologues dans le caryotype (par exemple, sur la 21ème paire dans le syndrome de Down, sur la 18ème paire dans le syndrome d'Edwards, sur la 13ème paire dans le syndrome de Patau ; sur les chromosomes sexuels : XXX, XXY, XYY) ;

monosomie- la présence d'un seul chromosome homologue sur deux. Avec monosomie pour l'un des autosomes développement normal l'embryon est impossible. La seule monosomie chez l'homme compatible avec la vie, la monosomie sur le chromosome X, conduit au syndrome de Shereshevsky-Turner (45, X0).

La raison conduisant à l'aneuploïdie est la non-disjonction des chromosomes lors de la division cellulaire lors de la formation des cellules germinales ou la perte de chromosomes à la suite d'un décalage d'anaphase, lorsque lors du mouvement vers le pôle, l'un des chromosomes homologues peut être en retard sur tous les autres chromosomes non homologues. Le terme « non-disjonction » désigne l'absence de séparation des chromosomes ou des chromatides lors de la méiose ou de la mitose. La perte de chromosomes peut conduire au mosaïcisme, dans lequel il existe un télécharger lignée cellulaire (normale), et l’autre monosomique.

La non-disjonction chromosomique survient le plus souvent pendant la méiose. Les chromosomes qui se diviseraient normalement pendant la méiose restent unis et se déplacent vers un pôle de la cellule pendant l'anaphase. Ainsi, deux gamètes apparaissent, dont l'un possède un chromosome supplémentaire et l'autre n'a pas ce chromosome. Lorsqu'un gamète avec un ensemble normal de chromosomes est fécondé par un gamète avec un chromosome supplémentaire, une trisomie se produit (c'est-à-dire qu'il y a trois chromosomes homologues dans la cellule) ; lorsqu'un gamète sans un chromosome est fécondé, un zygote avec une monosomie se produit. Si un zygote monosomique se forme sur un chromosome autosomique (non sexuel), le développement de l'organisme s'arrête dès les premiers stades de développement.

Mutations chromosomiques- Ce changements structurels chromosomes individuels, généralement visibles au microscope optique. Une mutation chromosomique implique un grand nombre (de dizaines à plusieurs centaines) de gènes, ce qui entraîne une modification de l'ensemble diploïde normal. Bien que les aberrations chromosomiques ne modifient généralement pas la séquence d'ADN de gènes spécifiques, les modifications du nombre de copies de gènes dans le génome entraînent un déséquilibre génétique dû à un manque ou à un excès de matériel génétique. Il y en a deux Grands groupes mutations chromosomiques : intrachromosomiques et interchromosomiques.

Les mutations intrachromosomiques sont des aberrations au sein d'un chromosome. Ceux-ci inclus:

—suppressions(du latin deletio - destruction) - perte d'une des sections du chromosome, interne ou terminale. Cela peut provoquer une perturbation de l'embryogenèse et la formation de multiples anomalies du développement (par exemple, la division dans la région du bras court du 5ème chromosome, désignée par 5p-, entraîne un sous-développement du larynx, des malformations cardiaques, un retard développement mental). Cet ensemble de symptômes est connu sous le nom de syndrome du « cri du chat », car chez les enfants malades, en raison d’une anomalie du larynx, les pleurs ressemblent au miaulement d’un chat ;

—inversion(du latin inversio - inversion). Grâce à deux points de cassure des chromosomes, le fragment résultant est inséré à sa place d'origine après une rotation de 180°. De ce fait, seul l’ordre des gènes est perturbé ;

— duplications(du latin duplicatio - doublement) - doublement (ou multiplication) de n'importe quelle partie d'un chromosome (par exemple, la trisomie sur l'un des bras courts du 9ème chromosome provoque de multiples défauts, notamment une microcéphalie, un retard de développement physique, mental et intellectuel).

Schémas des aberrations chromosomiques les plus courantes :
Division : 1 - borne ; 2 - interstitiel. Inversions : 1 - péricentrique (avec capture du centromère) ; 2 - paracentrique (dans un bras chromosomique)

Mutations interchromosomiques ou mutations de réarrangement- échange de fragments entre chromosomes non homologues. De telles mutations sont appelées translocations (du latin tgans - pour, à travers + locus - lieu). Ce:

Translocation réciproque, lorsque deux chromosomes échangent leurs fragments ;

Translocation non réciproque, lorsqu'un fragment d'un chromosome est transporté vers un autre ;

- fusion «centrique» (translocation robertsonienne) - connexion de deux chromosomes acrocentriques dans la région de leurs centromères avec perte des bras courts.

Lorsque les chromatides traversent transversalement les centromères, les chromatides « sœurs » deviennent les bras « miroir » de deux chromosomes différents contenant les mêmes ensembles de gènes. Ces chromosomes sont appelés isochromosomes. Les aberrations et les isochromosomes intrachromosomiques (délétions, inversions et duplications) et interchromosomiques (translocations) sont associés à changements physiques structures chromosomiques, y compris celles présentant des ruptures mécaniques.

Pathologie héréditaire résultant de la variabilité héréditaire

La présence de caractéristiques communes d’espèce nous permet d’unir tous les habitants de la planète en une seule espèce, Homo sapiens. Néanmoins, nous distinguons facilement, d'un seul coup d'œil, le visage d'une personne que nous connaissons parmi une foule d'inconnus. L'extrême diversité des personnes - tant au sein des groupes (par exemple, diversité au sein d'un groupe ethnique) qu'entre les groupes - est due à leurs différences génétiques. On pense actuellement que toute variation intraspécifique est due à différents génotypes générés et maintenus par la sélection naturelle.

On sait que le génome humain haploïde contient 3,3 x 10 9 paires de résidus nucléotidiques, ce qui permet théoriquement de contenir jusqu'à 6 à 10 millions de gènes. Dans le même temps, les données de recherche modernes indiquent que le génome humain contient environ 30 000 à 40 000 gènes. Environ un tiers de tous les gènes possèdent plus d’un allèle, c’est-à-dire qu’ils sont polymorphes.

Le concept de polymorphisme héréditaire a été formulé par E. Ford en 1940 pour expliquer l'existence dans une population de deux ou plusieurs formes distinctes lorsque la fréquence de la plus rare d'entre elles ne peut être expliquée par les seuls événements mutationnels. La mutation génétique étant un événement rare (1x10 6), la fréquence de l'allèle mutant, qui est supérieure à 1 %, ne peut s'expliquer que par son accumulation progressive dans la population en raison des avantages sélectifs des porteurs de cette mutation.

La multiplicité des loci de ségrégation, la multiplicité des allèles dans chacun d'eux, ainsi que le phénomène de recombinaison, créent une diversité génétique humaine inépuisable. Les calculs montrent que tout au long de l'histoire de l'humanité, globe il n’y a pas eu, il n’y a pas et il n’y aura pas dans un avenir prévisible de répétition génétique, c’est-à-dire Chaque personne née est un phénomène unique dans l'Univers. Le caractère unique de la constitution génétique détermine en grande partie les caractéristiques du développement de la maladie chez chaque individu.

L'humanité a évolué sous forme de groupes de populations isolées, longue durée vivant dans les mêmes conditions environnementales, notamment les caractéristiques climatiques et géographiques, les modèles nutritionnels, les agents pathogènes, les traditions culturelles, etc. Cela a conduit à la consolidation dans la population de combinaisons d'allèles normaux spécifiques à chacun d'eux, les plus adaptés aux conditions environnementales. En raison de l'expansion progressive de l'habitat, des migrations intensives et de la réinstallation des peuples, des situations surviennent lorsque des combinaisons de gènes normaux spécifiques utiles dans certaines conditions n'assurent pas le fonctionnement optimal de certains systèmes corporels dans d'autres conditions. Cela conduit au fait qu'une partie de la variabilité héréditaire due à combinaison défavorable les gènes humains non pathologiques deviennent la base du développement de maladies dites à prédisposition héréditaire.

De plus, chez l'homme en tant qu'être social, la sélection naturelle s'est déroulée au fil du temps sous des formes de plus en plus spécifiques, ce qui a également élargi la diversité héréditaire. Ce qui pouvait être rejeté par les animaux était préservé ou, à l'inverse, ce que les animaux conservaient était perdu. Ainsi, la satisfaction complète des besoins en vitamine C a conduit au cours du processus d'évolution à la perte du gène de la L-gulonodactone oxydase, qui catalyse la synthèse de l'acide ascorbique. Au cours du processus d’évolution, l’humanité a également acquis des caractéristiques indésirables directement liées à la pathologie. Par exemple, au cours de son évolution, les humains ont acquis des gènes qui déterminent leur sensibilité à la toxine diphtérique ou au virus de la polio.

Ainsi, chez l'homme, comme dans toute autre espèce biologique, il n'y a pas de frontière nette entre la variabilité héréditaire conduisant à des variations normales des caractéristiques et la variabilité héréditaire provoquant l'apparition de maladies héréditaires. L’homme, devenu l’espèce biologique Homo sapiens, semble payer le « caractère raisonnable » de son espèce en accumulant des mutations pathologiques. Cette position sous-tend l’un des principaux concepts de la génétique médicale concernant l’accumulation évolutive de mutations pathologiques dans les populations humaines.

La variabilité héréditaire des populations humaines, à la fois maintenue et réduite par la sélection naturelle, forme ce qu'on appelle la charge génétique.

Certaines mutations pathologiques peuvent persister et se propager dans les populations pendant une période historiquement longue, provoquant ce que l'on appelle la charge génétique de ségrégation ; d'autres mutations pathologiques surviennent à chaque génération à la suite de nouveaux changements dans la structure héréditaire, créant une charge mutationnelle.

L'effet négatif de la charge génétique se manifeste par une mortalité accrue (mort des gamètes, des zygotes, des embryons et des enfants), une diminution de la fertilité (reproduction réduite de la progéniture), une diminution de l'espérance de vie, une désadaptation sociale et un handicap, et entraîne également un besoin accru de soins médicaux. .

Le généticien anglais J. Hoddane a été le premier à attirer l'attention des chercheurs sur l'existence d'une charge génétique, bien que le terme lui-même ait été proposé par G. Meller à la fin des années 40. La signification du concept de « charge génétique » est associée au degré élevé de variabilité génétique requis espèce biologique afin de pouvoir s'adapter aux conditions environnementales changeantes.

Comment naissent les gènes nuisibles ?

Bien que la propriété principale des gènes soit l'auto-copie précise, grâce à laquelle se produit la transmission héréditaire de nombreux traits des parents aux enfants, cette propriété n'est pas absolue. La nature du matériel génétique est double. Les gènes ont également la capacité de changer et d’acquérir de nouvelles propriétés. De tels changements génétiques sont appelés mutations. Et ce sont les mutations génétiques qui créent la variabilité nécessaire à l’évolution de la matière vivante et à la diversité des formes de vie. Des mutations se produisent dans toutes les cellules du corps, mais seuls les gènes des cellules germinales peuvent être transmis à la progéniture.

Les raisons des mutations sont que de nombreux facteurs environnementaux avec lesquels chaque organisme interagit tout au long de la vie peuvent perturber le strict ordre du processus d'auto-reproduction des gènes et des chromosomes dans leur ensemble, conduisant à des erreurs d'hérédité. Les expériences ont établi les facteurs suivants qui provoquent des mutations : les rayonnements ionisants, les produits chimiques et chaleur. Il est évident que tous ces facteurs sont présents environnement naturel habitation humaine (par exemple, rayonnement de fond naturel, rayonnement cosmique). Les mutations ont toujours existé comme un phénomène naturel tout à fait courant.

Étant essentiellement des erreurs dans la transmission du matériel génétique, les mutations sont de nature aléatoire et non dirigée, c'est-à-dire qu'elles peuvent être à la fois bénéfiques et nocives et relativement neutres pour l'organisme.

Mutations bénéfiques sont fixés au cours de l'évolution et constituent la base du développement progressif de la vie sur Terre, et les nuisibles - ceux qui réduisent la vitalité, sont pour ainsi dire le revers de la médaille. Ils sont à l'origine des maladies héréditaires dans toute leur diversité.

Il existe deux types de mutations :

• génétique (au niveau moléculaire)
• et chromosomique (changer le nombre ou la structure des chromosomes en niveau cellulaire)

Les deux peuvent être causés par les mêmes facteurs.

À quelle fréquence les mutations se produisent-elles ?
L’apparition d’un enfant malade est-elle souvent associée à une nouvelle mutation ?

Si les mutations se produisaient trop souvent, la variabilité de la nature vivante prévaudrait sur l’hérédité et aucune forme de vie stable n’existerait. La logique veut évidemment que les mutations soient des événements rares, du moins beaucoup plus rares que la possibilité de préserver les propriétés des gènes lorsqu'ils sont transmis des parents aux enfants.

Le taux de mutation réel des gènes humains individuels est en moyenne de 1:105 à 1:108. Cela signifie qu’environ une cellule germinale sur un million porte une nouvelle mutation à chaque génération. En d’autres termes, bien qu’il s’agisse d’une simplification, nous pouvons dire que pour chaque million de cas de transmission normale d’un gène, il y a un cas de mutation. Le fait important est qu'une fois apparue, telle ou telle nouvelle mutation peut alors être transmise aux générations suivantes, c'est-à-dire fixée par le mécanisme de l'héritage, puisque les mutations inverses qui ramènent le gène à l'état initial, sont tout aussi rares.

Dans les populations, le rapport entre le nombre de mutants et ceux qui ont hérité d'un gène nocif de leurs parents (ségrégants) parmi tous les patients dépend à la fois du type d'héritage et de leur capacité à laisser une progéniture. Dans les maladies récessives classiques, une mutation nocive peut être transmise inaperçue à travers de nombreuses générations de porteurs sains jusqu'à ce que deux porteurs du même gène nocif se marient, et alors presque tous les cas de naissance d'un enfant malade sont associés à l'héritage, et non à un nouvelle mutation.

Dans les maladies dominantes, la proportion de mutants est inversement proportionnelle à la fertilité des patients. Il est évident que lorsque la maladie entraîne mort précoce ou l'incapacité des patients à avoir des enfants, il est alors impossible d'hériter de la maladie des parents. Si la maladie n'affecte pas l'espérance de vie ou la capacité d'avoir des enfants, alors, au contraire, les cas héréditaires prédomineront et les nouvelles mutations seront rares en comparaison.

Par exemple, dans l'une des formes de nanisme (achondroplasie dominante), pour des raisons sociales et biologiques, la reproduction des nains est nettement inférieure à la moyenne ; dans ce groupe de population, il y a environ 5 fois moins d'enfants que les autres. Si nous acceptons coefficient moyen la reproduction est normalement de 1, alors pour les nains elle sera égale à 0,2. Cela signifie que 80 % des malades de chaque génération sont le résultat d'une nouvelle mutation et que seulement 20 % des malades héritent du nanisme de leurs parents.

Dans les maladies héréditaires génétiquement liées au sexe, la proportion de mutants parmi les garçons et les hommes malades dépend également de la fertilité relative des patients, mais ici les cas d'héritage maternel prédomineront toujours, même dans les maladies où les patients ne laissent pas de descendance. du tout. La proportion maximale de nouvelles mutations dans ces maladies mortelles ne dépasse pas 1/3 des cas, puisque les hommes représentent exactement un tiers des chromosomes X de l'ensemble de la population, et les deux tiers d'entre eux surviennent chez les femmes, qui, en règle générale. , sont en bonne santé.

Puis-je avoir un enfant porteur de la mutation si j'obtiens augmentation de la dose radiation?

Les conséquences négatives de la pollution environnementale, tant chimique que radioactive, constituent le problème du siècle. Les généticiens ne la rencontrent pas aussi rarement qu'on le souhaiterait dans des domaines très divers : des risques professionnels à la détérioration de la situation environnementale suite à des accidents sur le lieu de travail. centrales nucléaires. Et l’inquiétude, par exemple, des survivants de la tragédie de Tchernobyl est compréhensible.

Les conséquences génétiques de la pollution de l’environnement sont en effet associées à une augmentation de la fréquence des mutations, notamment néfastes, conduisant à des maladies héréditaires. Cependant, ces conséquences, heureusement, ne sont pas assez catastrophiques pour parler du danger de dégénérescence génétique de l'humanité, selon au moins sur scène moderne. De plus, si nous considérons le problème par rapport à des individus et des familles spécifiques, nous pouvons alors affirmer avec certitude que le risque d'avoir un enfant malade à cause des radiations ou d'autres effets nocifs résultant d'une mutation n'est jamais élevé.

Bien que la fréquence des mutations augmente, elle ne dépasse pas un dixième, voire un centième de pour cent. En tout état de cause, pour toute personne, même exposée à des effets évidents de facteurs mutagènes, le risque conséquences négatives pour la progéniture est bien moindre que le risque génétique inhérent à toutes les personnes associé au port de gènes pathologiques hérités des ancêtres.

De plus, toutes les mutations n’entraînent pas manifestation immédiate sous forme de maladie. Dans de nombreux cas, même si un enfant reçoit une nouvelle mutation de l'un des parents, il naîtra en parfaite santé. Après tout, une partie importante des mutations sont récessives, c'est-à-dire qu'elles ne manifestent pas leurs effets nocifs chez les porteurs. Et il n'y a pratiquement aucun cas où, avec des gènes initialement normaux des deux parents, un enfant reçoit la même nouvelle mutation du père et de la mère. La probabilité d'un tel événement est si négligeable que l'ensemble de la population de la Terre ne suffit pas à s'en rendre compte.

Il en résulte également que réapparition les mutations dans la même famille sont presque impossibles. Par conséquent, si des parents en bonne santé ont un enfant malade porteur d’une mutation dominante, alors leurs autres enfants, c’est-à-dire les frères et sœurs du patient, devraient être en bonne santé. Cependant, pour la progéniture d’un enfant malade, le risque d’hériter de la maladie sera de 50 % selon les règles classiques.

Y a-t-il des écarts par rapport règles normales les héritages et à quoi sont-ils liés ?

Oui il y en a. À titre d'exception - parfois uniquement en raison de sa rareté, comme, par exemple, l'apparition de femmes hémophiles. Ils se produisent plus souvent, mais dans tous les cas, les écarts sont causés par des relations complexes et nombreuses entre les gènes de l'organisme et leur interaction avec l'environnement. En fait, les exceptions reflètent les mêmes lois fondamentales de la génétique, mais à un niveau plus complexe.

Par exemple, de nombreuses maladies héréditaires dominantes se caractérisent par une forte variabilité de leur gravité, au point que parfois les symptômes de la maladie chez le porteur du gène pathologique peuvent être totalement absents. Ce phénomène est appelé pénétrance génétique incomplète. Par conséquent, dans les pedigrees des familles atteintes de maladies dominantes, on rencontre parfois des générations dites sautantes, lorsque les porteurs connus du gène, ayant à la fois des ancêtres malades et des descendants malades, sont pratiquement en bonne santé.

Dans certains cas, avec plus examen approfondi De tels porteurs révèlent des manifestations, bien que minimes, effacées, mais bien définies. Mais il arrive aussi que les méthodes dont nous disposons ne parviennent pas à détecter les manifestations d'un gène pathologique, malgré des preuves génétiques claires démontrant qu'une personne en est atteinte.

Les raisons de ce phénomène n'ont pas encore été suffisamment étudiées. On pense que effet nocif un gène mutant peut être modifié et compensé par d'autres gènes ou facteurs environnementaux, mais les mécanismes spécifiques de cette modification et compensation dans certaines maladies ne sont pas clairs.

Il arrive également que dans certaines familles, les maladies récessives se transmettent sur plusieurs générations de suite, si bien qu'elles peuvent être confondues avec les maladies dominantes. Si les patients épousent des porteurs du gène de la même maladie, la moitié de leurs enfants héritent également d'une « double dose » du gène - une condition nécessaire à la manifestation de la maladie. La même chose peut se produire dans les générations suivantes, même si une telle « casuistique » ne se produit que dans les mariages consanguins multiples.

Enfin, la division des traits en dominants et récessifs n'est pas absolue. Parfois, cette division est tout simplement arbitraire. Un même gène peut être considéré comme dominant dans certains cas et récessif dans d’autres.

Grâce à des méthodes de recherche subtiles, il est souvent possible de reconnaître l'effet d'un gène récessif à l'état hétérozygote, même chez des porteurs en parfaite santé. Par exemple, le gène de l'hémoglobine drépanocytaire dans un état hétérozygote provoque la formation de globules rouges en forme de faucille, ce qui n'affecte pas la santé humaine, mais dans un état homozygote, cela conduit à une maladie grave - l'anémie falciforme.

Quelle est la différence entre les mutations génétiques et chromosomiques.
Que sont les maladies chromosomiques ?

Les chromosomes sont porteurs d'informations génétiques à un niveau d'organisation cellulaire plus complexe. Les maladies héréditaires peuvent également être causées par des anomalies chromosomiques qui surviennent lors de la formation des cellules germinales.

Chaque chromosome contient son propre ensemble de gènes, situés dans une séquence linéaire stricte, c'est-à-dire que certains gènes sont situés non seulement dans les mêmes chromosomes chez toutes les personnes, mais également dans les mêmes sections de ces chromosomes.

Les cellules normales du corps contiennent un nombre strictement défini de chromosomes appariés (d'où l'appariement des gènes qu'elles contiennent). Chez l'homme, dans chaque cellule, à l'exception des cellules sexuelles, il y a 23 paires (46) de chromosomes. Les cellules sexuelles (ovules et spermatozoïdes) contiennent 23 chromosomes non appariés - un seul ensemble de chromosomes et de gènes, puisque les chromosomes appariés se séparent lors de la division cellulaire. Lors de la fécondation, lorsque le spermatozoïde et l'ovule fusionnent, un fœtus - un embryon - se développe à partir d'une seule cellule (avec désormais un double ensemble complet de chromosomes et de gènes).

Mais la formation des cellules germinales se produit parfois avec des « erreurs » chromosomiques. Ce sont des mutations qui entraînent des modifications du nombre ou de la structure des chromosomes dans une cellule. C'est pourquoi un ovule fécondé peut contenir un excès ou un déficit de matériel chromosomique par rapport à la norme. De toute évidence, un tel déséquilibre chromosomique entraîne de graves perturbations du développement fœtal. Cela se manifeste sous la forme de fausses couches et de mortinaissances spontanées, de maladies héréditaires et de syndromes appelés chromosomiques.

La plupart exemple célèbre la maladie chromosomique est la maladie de Down (trisomie - apparition d'un 21e chromosome supplémentaire). Les symptômes de cette maladie sont facilement identifiables par l'apparence de l'enfant. Cela comprend un pli de peau dans les coins internes des yeux, qui donne au visage un aspect mongoloïde, une grande langue, des doigts courts et épais ; après un examen attentif, ces enfants présentent également des malformations cardiaques, des défauts de vision et d'audition et un retard mental. .

Heureusement, la probabilité que cette maladie et de nombreuses autres anomalies chromosomiques se reproduisent dans une famille est faible : dans la grande majorité des cas, elles sont causées par des mutations aléatoires. De plus, on sait que des mutations chromosomiques aléatoires surviennent plus souvent à la fin de la période de procréation.

Ainsi, à mesure que l'âge des mères augmente, la probabilité d'une erreur chromosomique pendant la maturation des ovules augmente également, et donc ces femmes ont risque accru naissance d'un enfant présentant des anomalies chromosomiques. Si l'incidence globale du syndrome de Down chez tous les nouveau-nés est d'environ 1 : 650, alors pour la progéniture des jeunes mères (25 ans et moins), elle est nettement inférieure (moins de 1 : 1 000). Le risque individuel atteint un niveau moyen à l'âge de 30 ans, il est plus élevé à l'âge de 38 ans - 0,5% (1 : 200), et à l'âge de 39 - 1 % (1 : 100), et à l'âge de au-delà de 40 ans, il atteint 2 à 3 %.

Les personnes présentant des anomalies chromosomiques peuvent-elles être en bonne santé ?

Oui, c’est possible avec certains types de mutations chromosomiques, lorsque ce n’est pas le nombre, mais la structure des chromosomes qui change. Le fait est que les réarrangements structurels au moment initial de leur apparition peuvent s'avérer équilibrés - non accompagnés d'un excès ou d'un déficit de matériel chromosomique.

Par exemple, deux chromosomes non appariés peuvent échanger leurs sections portant des gènes différents si, lors de cassures chromosomiques, parfois observées lors de la division cellulaire, leurs extrémités deviennent collantes et se collent aux fragments libres d'autres chromosomes. À la suite de tels échanges (translocations), le nombre de chromosomes dans la cellule est maintenu, mais c'est ainsi que de nouveaux chromosomes apparaissent, dans lesquels le principe d'appariement strict des gènes est violé.

Un autre type de translocation est le collage de deux chromosomes pratiquement entiers avec leurs extrémités « collantes », ce qui réduit le nombre total de chromosomes d'un, bien qu'aucune perte de matériel chromosomique ne se produise. Une personne porteuse d'une telle translocation est en parfaite santé, mais les réarrangements structurels équilibrés dont elle dispose ne sont plus accidentels, mais conduisent tout naturellement à un déséquilibre chromosomique chez sa progéniture, puisqu'une partie importante des cellules germinales des porteurs de telles translocations avoir un excès ou, à l'inverse, un matériel chromosomique insuffisant.

Parfois, ces porteurs ne peuvent pas du tout avoir d'enfants en bonne santé (cependant, de telles situations sont extrêmement rares). Par exemple, chez les porteurs d'une anomalie chromosomique similaire - translocation entre deux chromosomes identiques (disons, fusion des extrémités d'une même 21e paire), 50 % des ovules ou des spermatozoïdes (selon le sexe du porteur) contiennent 23 chromosomes, dont un double, et les 50 % restants contiennent un chromosome de moins que prévu. Lors de la fécondation, les cellules avec un double chromosome recevront un autre 21e chromosome et, par conséquent, des enfants atteints du syndrome de Down naîtront. Les cellules dépourvues du 21e chromosome lors de la fécondation donnent naissance à un fœtus non viable, qui avorte spontanément au cours de la première moitié de la grossesse.

Les porteurs d’autres types de translocations peuvent également avoir une progéniture en bonne santé. Cependant, il existe un risque de déséquilibre chromosomique, conduisant à de graves pathologies du développement chez la progéniture. Ce risque pour la progéniture des porteurs de réarrangements structurels est nettement plus élevé que le risque d'anomalies chromosomiques résultant de nouvelles mutations aléatoires.

En plus des translocations, il existe d'autres types de réarrangements structurels des chromosomes qui conduisent à des résultats similaires. conséquences négatives. Heureusement, la transmission d'anomalies chromosomiques présentant un risque élevé de pathologie est beaucoup moins fréquente au cours de la vie que les mutations chromosomiques aléatoires. Le rapport des cas de maladies chromosomiques parmi leurs formes mutantes et héréditaires est respectivement d'environ 95 % et 5 %.

Combien de maladies héréditaires sont déjà connues ?
Leur nombre a-t-il augmenté ou diminué au cours de l’histoire de l’humanité ?

Sur la base de concepts biologiques généraux, on pourrait s'attendre à une correspondance approximative entre le nombre de chromosomes dans le corps et le nombre de maladies chromosomiques (et de la même manière entre le nombre de gènes et les maladies génétiques). En effet, on connaît actuellement plusieurs dizaines d'anomalies chromosomiques présentant des symptômes cliniques spécifiques (qui dépassent en fait le nombre de chromosomes, car différents changements quantitatifs et structurels dans un même chromosome provoquent différentes maladies).

Le nombre de maladies connues causées par des mutations de gènes uniques (au niveau moléculaire) est beaucoup plus important et dépasse les 2 000. On estime que le nombre de gènes sur tous les chromosomes humains est bien plus important. Beaucoup d’entre eux ne sont pas uniques, puisqu’ils se présentent sous la forme de multiples copies répétitives sur différents chromosomes. En outre, de nombreuses mutations peuvent ne pas se manifester par des maladies, mais entraîner la mort embryonnaire du fœtus. Ainsi, le nombre de maladies génétiques correspond approximativement à la structure génétique de l'organisme.

Avec le développement de la recherche en génétique médicale dans le monde, le nombre de maladies héréditaires connues augmente progressivement, et nombre d'entre elles, devenues classiques, sont connues de l'homme depuis très longtemps. Aujourd'hui, dans la littérature génétique, il y a un boom particulier de publications sur des cas et des formes prétendument nouveaux de maladies et de syndromes héréditaires, dont beaucoup portent généralement le nom de leurs découvreurs.

Toutes les quelques années, le célèbre généticien américain Victor McCusick publie des catalogues traits héréditaires et les maladies humaines, compilées sur la base d'une analyse informatique des données de la littérature mondiale. Et chaque fois, chaque édition ultérieure se distingue de la précédente par un nombre croissant de ces maladies. Il est évident que cette tendance va se poursuivre, mais elle reflète plutôt une meilleure reconnaissance des maladies héréditaires et une plus grande attention à leur égard que augmentation réelle leur nombre en cours d'évolution.

Les mutations sont des changements spontanés dans la structure de l'ADN des organismes vivants, entraînant diverses anomalies de croissance et de développement. Voyons donc ce qu'est une mutation, les raisons de son apparition et de son existence. Il convient également de prêter attention à l'impact des changements de génotype sur la nature.

Les scientifiques disent que les mutations ont toujours existé et sont présentes dans le corps d'absolument tous les êtres vivants de la planète ; de plus, jusqu'à plusieurs centaines d'entre elles peuvent être observées dans un organisme. Leur manifestation et leur degré d'expression dépendent des causes qui les ont provoqués et de la chaîne génétique affectée.

Causes des mutations

Les causes des mutations peuvent être très diverses et peuvent survenir non seulement naturellement, mais aussi artificiellement, dans des conditions de laboratoire. Les généticiens identifient les facteurs suivants pour l'apparition de changements :

2) mutations génétiques - modifications de la séquence de nucléotides lors de la formation de nouvelles chaînes d'ADN (phénylcétonurie).

Le sens des mutations

Dans la plupart des cas, ils nuisent à l’ensemble du corps car ils interfèrent avec son fonctionnement. croissance normale et le développement, et conduisent parfois à la mort. Les mutations bénéfiques ne se produisent jamais, même si elles confèrent des super pouvoirs. Ils deviennent une condition préalable à action active et influencent la sélection des organismes vivants, conduisant à l’émergence de nouvelles espèces ou à la dégénérescence. Ainsi, répondre à la question : « Qu’est-ce qu’une mutation ? - il convient de noter que ceci les moindres changements dans la structure de l'ADN, perturbant le développement et le fonctionnement de l'organisme tout entier.

Mutations génétiques. Le concept de maladies génétiques.

1. Détermination de la variabilité. Classification de ses formes.

La variabilité est une propriété générale des organismes vivants, qui consiste en des modifications des caractéristiques héréditaires au cours de l'ontogenèse (développement individuel).

La variabilité des organismes se divise en deux grands types :

1. phénotypique, n'affectant pas le génotype et non hérité ;

2. génotypique, changeant de génotype et donc transmis par héritage.

La variabilité génotypique est divisée en combinatoire et mutationnelle.

La variabilité mutationnelle comprend les mutations génomiques, chromosomiques et génétiques.

Les mutations génomiques sont divisées en polyploïdie et aneuploïdie

Les mutations chromosomiques sont divisées en délétions, duplications, inversions, translocations

2. Variabilité phénotypique. Norme de réaction des traits génétiquement déterminés. Caractère adaptatif des modifications. Phénocopies.

La variabilité phénotypique (ou modification non héréditaire) est un changement dans les caractéristiques phénotypiques d'un organisme sous l'influence de facteurs environnementaux, sans changer le génotype.

Par exemple : la couleur du pelage du lapin himalayen dépend de la température de son environnement.

La norme de réaction est la plage de variabilité dans laquelle un même génotype est capable de produire différents phénotypes.

1. norme de réaction large - lorsque les fluctuations d'une caractéristique se produisent dans une large plage (par exemple : bronzage, quantité de lait).

2. norme de réaction étroite - lorsque les fluctuations de la caractéristique sont insignifiantes (par exemple : teneur en matière grasse du lait).

3. une norme de réaction sans ambiguïté - lorsque le signe ne change dans aucune condition (par exemple : groupe sanguin, couleur des yeux, forme des yeux).

La nature adaptative des modifications réside dans le fait que la variabilité des modifications permet au corps de s'adapter aux conditions environnementales changeantes. Les modifications sont donc toujours utiles.

Si pendant l'embryogenèse le corps est exposé à facteurs défavorables, alors des changements phénotypiques peuvent apparaître qui dépassent la norme de réaction et ne sont pas de nature adaptative : ils sont appelés morphoses développementales. Par exemple, un enfant naît sans membres ou avec une fente labiale.

Les phénocopies sont des morphoses développementales très difficiles à distinguer des modifications héréditaires (maladies).

Par exemple : si une femme enceinte a eu la rubéole, elle peut avoir un enfant atteint de cataracte. Mais cette pathologie peut aussi apparaître à la suite d’une mutation. Dans le premier cas nous parlons de sur la phénocopie.

Le diagnostic de « phénocopie » est important pour le pronostic futur, car avec la phénocopie, le matériel génétique ne change pas, c'est-à-dire qu'il reste normal.

3. Variabilité combinatoire. L'importance de la variabilité combinatoire pour assurer la diversité génétique des personnes.

La variabilité combinatoire est l'émergence chez les descendants de nouvelles combinaisons de gènes que leurs parents ne possédaient pas.

La variabilité combinatoire est associée à :

avec passage en prophase méiotique 1.

avec divergence indépendante des chromosomes homologues en anaphase de la méiose 1.

avec une combinaison aléatoire de gamètes lors de la fécondation.

L'importance de la variabilité combinatoire - assure la diversité génétique des individus au sein d'une espèce, ce qui est important pour la sélection naturelle et l'évolution.

4. Variabilité mutationnelle. Dispositions fondamentales de la théorie des mutations.

Hugo de Vries, un scientifique néerlandais, a introduit le terme « mutation » en 1901.

La mutation est le phénomène de changements intermittents et brusques d'un trait héréditaire.

Le processus de mutations qui se produit est appelé mutagenèse, et un organisme qui acquiert de nouvelles caractéristiques au cours du processus de mutagenèse est appelé mutant.

Dispositions fondamentales de la théorie des mutations selon Hugo de Vries.

1. Les mutations se produisent soudainement, sans aucune transition.

2. les formes résultantes sont assez stables.

3. les mutations sont des changements qualitatifs.

4. les mutations se produisent dans des directions différentes. ils peuvent être à la fois bénéfiques et nuisibles.

5. Les mêmes mutations peuvent se produire de manière répétée.

5. Classification des mutations.

I. Par origine.

1. Mutations spontanées. Des mutations spontanées ou naturelles se produisent dans des conditions naturelles normales.

2. Mutations induites. Des mutations induites ou artificielles surviennent lorsque l’organisme est exposé à des facteurs mutagènes.

UN. physique (rayonnements ionisants, rayons UV, haute température, etc.)

b. chimique (sels de métaux lourds, acide nitreux, radicaux libres, déchets ménagers et industriels, médicaments).

II. Par lieu d'origine.

UN. Les mutations somatiques surviennent dans les cellules somatiques et sont héritées par les descendants des cellules dans lesquelles elles sont apparues. Ils ne se transmettent pas de génération en génération.

b. Les mutations génératives se produisent dans les cellules germinales et se transmettent de génération en génération.

III. Selon la nature des changements phénotypiques.

1. Mutations morphologiques, caractérisées par des modifications dans la structure d'un organe ou de l'organisme dans son ensemble.

2. Mutations physiologiques caractérisées par changer le cinquième organe ou organisme dans son ensemble.

3. Mutations biochimiques associées à des modifications de la macromolécule.

IV. Par influence sur la vitalité de l'organisme.

1. Des mutations mortelles entraînent dans 100 % des cas la mort de l'organisme en raison de défauts incompatibles avec la vie.

2. Les mutations semi-létales entraînent la mort dans 50 à 90 % des cas. En règle générale, les organismes présentant de telles mutations ne survivent pas jusqu’à l’âge de procréer.

3. Mutations conditionnellement mortelles : dans certaines conditions, l'organisme meurt, mais dans d'autres conditions, il survit (galactosémie).

4. Les mutations bénéfiques augmentent la viabilité de l'organisme et sont utilisées en sélection.

V. Selon la nature des changements dans le matériel héréditaire.

1. Mutations génétiques.

2. Mutations chromosomiques.

6. Mutations génétiques, définition. Mécanismes d'apparition de mutations génétiques spontanées.

Les mutations génétiques ou mutations ponctuelles sont des mutations qui se produisent dans les gènes au niveau nucléotidique, dans lesquelles la structure du gène change, la molécule d'ARNm change, la séquence d'acides aminés dans la protéine change et un trait change dans le corps.

Types de mutations génétiques :

- faux-sens mutations - le remplacement d'un nucléotide dans un triplet par un autre entraînera l'inclusion d'un autre acide aminé dans la chaîne polypeptidique de la protéine, qui ne devrait normalement pas être présent, ce qui entraînera des modifications dans les propriétés et les fonctions de la protéine.

Exemple : remplacement de l'acide glutamique par de la valine dans la molécule d'hémoglobine.

CTT – acide glutamique, TsAT – valine

Si une telle mutation se produit dans le gène qui code pour la chaîne β de la protéine de l'hémoglobine, alors dans la chaîne β à la place acide glutamique la valine est incluse → à la suite d'une telle mutation, les propriétés et les fonctions de la protéine de l'hémoglobine changent et l'HbS apparaît à la place de l'HbA normale, ce qui entraîne le développement d'une personne l'anémie falciforme(la forme des globules rouges change).

- absurdité mutations - le remplacement d'un nucléotide dans un triplet par un autre entraînera le fait que le triplet génétiquement significatif se transformera en un codon d'arrêt, ce qui entraînera la fin de la synthèse de la chaîne polypeptidique de la protéine. Exemple : UAC – tyrosine. UAA – codon d’arrêt.

Mutations avec déplacement du cadre de lecture de l'information héréditaire.

Si, à la suite d'une mutation génétique, une nouvelle caractéristique apparaît dans un organisme (par exemple, la polydactylie), elle est alors appelée néomorphe.

si, à la suite d'une mutation génétique, le corps perd un trait (par exemple, dans la PCU, une enzyme disparaît), alors ils sont appelés amorphes.

- seimsens mutations - le remplacement d'un nucléotide dans un triplet conduit à l'apparition d'un triplet synonyme codant pour la même protéine. Cela est dû à la dégénérescence du code génétique. Par exemple : CTT – glutamine CTT – glutamine.

Mécanismes d'apparition des mutations génétiques (remplacement, insertion, perte).

L'ADN est constitué de 2 chaînes polynucléotidiques. Premièrement, un changement se produit dans le 1er brin de l'ADN - il s'agit d'un état semi-mutationnel ou de « dommages primaires à l'ADN ». Chaque seconde, une lésion primaire de l’ADN se produit dans une cellule.

Lorsque les dommages se déplacent vers le deuxième brin d’ADN, ils disent qu’une mutation a été corrigée, c’est-à-dire qu’une « mutation complète » s’est produite.

Les dommages primaires à l'ADN se produisent lorsque les mécanismes de réplication, de transcription et de croisement sont perturbés.

7. Fréquence des mutations génétiques. Les mutations sont directes et inverses, dominantes et récessives.

Chez l'homme, la fréquence des mutations = 1x10 –4 – 1x10 –7, soit en moyenne 20 à 30 % des gamètes humains de chaque génération sont mutants.

Chez la drosophile, la fréquence de mutation = 1x10 –5, c'est-à-dire qu'un gamète sur 100 000 est porteur d'une mutation génétique.

UN. La mutation directe (récessive) est une mutation d'un gène d'un état dominant à un état récessif : A → a.

b. Une mutation inverse (dominante) est une mutation d'un gène d'un état récessif à un état dominant : a → A.

Les mutations génétiques se produisent dans tous les organismes ; les gènes mutent dans des directions différentes, ainsi qu'avec fréquence différente. Les gènes qui mutent rarement sont appelés stables, et les gènes qui mutent souvent sont appelés mutables.

8. La loi des séries homologiques dans la variabilité héréditaire N.I. Vavilov.

La mutation se produit dans diverses directions, c'est-à-dire accidentellement. Cependant, ces accidents sont sujets à un schéma découvert en 1920. Vavilov. Il a formulé la loi des séries homologues dans la variabilité héréditaire.

"Les espèces et les genres génétiquement proches se caractérisent par des séries similaires de variabilité héréditaire avec une telle régularité que, connaissant la série de formes au sein d'une espèce, on peut prévoir l'existence de formes parallèles dans d'autres espèces et genres."

Cette loi nous permet de prédire la présence d'un certain trait chez des individus de différents genres d'une même famille. Ainsi, la présence de lupin sans alcaloïdes dans la nature a été prédite, car dans la famille des légumineuses, il existe des genres de haricots, de pois et de haricots qui ne contiennent pas d'alcaloïdes.

En médecine, la loi de Vavilov permet l'utilisation d'animaux génétiquement proches de l'homme comme modèles génétiques. Ils sont utilisés pour des expériences visant à étudier les maladies génétiques. Par exemple, les cataractes sont étudiées chez la souris et le chien ; hémophilie - chez le chien, surdité congénitale - chez la souris, Cochons d'Inde, chiens.

La loi de Vavilov nous permet de prédire l’apparition de mutations induites inconnues de la science, qui peuvent être utilisées en sélection pour créer des formes végétales précieuses pour l’homme.

9. Barrières antimutation du corps.

- Précision de la réplication de l'ADN. Parfois, des erreurs se produisent lors de la réplication, puis des mécanismes d'autocorrection sont activés, visant à éliminer le nucléotide incorrect. Rôle important l'enzyme ADN polymérase joue et le taux d'erreur diminue 10 fois (de 10 –5 à 10 –6).

- Dégénérescence du code génétique. Plusieurs triplets peuvent coder pour 1 acide aminé, donc remplacer 1 nucléotide dans un triplet dans certains cas ne fausse pas les informations héréditaires. Par exemple, CTT et CTC sont de l'acide glutamique.

- Extraction certains gènes responsables de macromolécules importantes : ARNr, ARNt, protéines histones, c'est-à-dire de nombreuses copies de ces gènes se forment. Ces gènes font partie de séquences moyennement répétitives.

- Redondance de l'ADN– 99% sont redondants et le facteur mutagène tombe le plus souvent dans ces 99% de séquences dénuées de sens.

- Appariement chromosomique dans l’ensemble diploïde. À l’état hétérozygote, de nombreuses mutations nocives n’apparaissent pas.

- Abattage cellules germinales mutantes.

- Réparation de l'ADN.

10. Réparation du matériel génétique. .

La réparation de l'ADN consiste à éliminer les dommages primaires de l'ADN et à les remplacer par des structures normales.

Il existe deux formes de réparation : claire et sombre

A. Réparation lumineuse (ou photoréactivation enzymatique). Les enzymes réparatrices ne sont actives qu’en présence de lumière. Cette forme de réparation vise à éliminer les dommages primaires à l’ADN causés par les rayons UV.

Sous l'influence des rayons UV, les bases azotées pyrimidine de l'ADN sont activées, ce qui conduit à la formation de liaisons entre les bases azotées pyrimidine situées à proximité dans la même chaîne d'ADN, c'est-à-dire que des dimères pyrimidine se forment. Le plus souvent, des connexions apparaissent : T=T ; T = C ; C=C.

Normalement, il n’y a pas de dimères de pyrimidine dans l’ADN. Leur formation entraîne une distorsion des informations héréditaires et une perturbation du cours normal de réplication et de transcription, ce qui conduit ensuite à des mutations génétiques.

L'essence de la photoréactivation : dans le noyau se trouve une enzyme spéciale (photoréactivante) qui n'est active qu'en présence de lumière ; cette enzyme détruit les dimères de pyrimidine, c'est-à-dire qu'elle rompt les liaisons nées entre les bases azotées de pyrimidine sous l'influence de Rayons UV.

La réparation de l'obscurité se produit dans l'obscurité et à la lumière, c'est-à-dire que l'activité des enzymes ne dépend pas de la présence de lumière. Elle est divisée en réparation pré-réplicative et réparation post-réplicative.

La réparation pré-réplicative a lieu avant la réplication de l’ADN, et de nombreuses enzymes sont impliquées dans ce processus :

o Endonucléase

o Exonucléase

o ADN polymérase

o ADN ligase

Étape 1. L'enzyme endonucléase trouve la zone endommagée et la coupe.

Étape 2. L'enzyme exonucléase élimine la zone endommagée de l'ADN (excision), créant ainsi une lacune.

Étape 3. L'enzyme ADN polymérase synthétise la section manquante. La synthèse se fait selon le principe de complémentarité.

Étape 4. Les enzymes ligase connectent ou cousent la région nouvellement synthétisée au brin d'ADN. De cette façon, les dommages originaux à l’ADN sont réparés.

Réparation post-réplication.

Disons qu'il y a des dommages primaires dans l'ADN.

Étape 1. Le processus de réplication de l'ADN commence. L'enzyme ADN polymérase synthétise un nouveau brin complètement complémentaire de l'ancien brin intact.

Étape 2. L'enzyme ADN polymérase synthétise un autre nouveau brin, mais elle contourne la zone où se situe le dommage. En conséquence, une lacune s’est formée dans le deuxième nouveau brin d’ADN.

Étape 3. En fin de réplication, l'enzyme ADN polymérase synthétise la section manquante complémentaire du nouveau brin d'ADN.

Étape 4. L'enzyme ligase relie ensuite la section nouvellement synthétisée au brin d'ADN là où il y avait un espace. Ainsi, les dommages primaires à l’ADN n’ont pas été transférés à un autre nouveau brin, c’est-à-dire que la mutation n’a pas été corrigée.

Par la suite, les dommages primaires à l’ADN peuvent être éliminés lors de la réparation pré-réplicative.

11. Mutations associées à une réparation altérée de l'ADN et leur rôle dans la pathologie.

La capacité de réparation des organismes a été développée et consolidée au cours de l’évolution. Plus l'activité des enzymes de réparation est élevée, plus le matériel héréditaire est stable. Les gènes correspondants sont responsables des enzymes de réparation, donc si une mutation se produit dans ces gènes, l'activité des enzymes de réparation diminue. Dans ce cas, une personne développe des maladies héréditaires graves associées à une diminution de l'activité des enzymes de réparation.

Il existe plus de 100 maladies de ce type chez l'homme. Certaines d'entre elles :

Anémie de Fanconi– diminution du nombre de globules rouges, perte auditive, troubles du système cardiovasculaire, déformation des doigts, microcéphalie.

Syndrome de Bloom - faible poids de naissance du nouveau-né, croissance lente, susceptibilité accrue à infection virale, risque accru maladies oncologiques. Signe caractéristique : avec un court séjour allumé lumière du soleil Une pigmentation en forme de papillon apparaît sur la peau du visage (dilatation des capillaires sanguins).

Xéroderma pigmentaire– des brûlures apparaissent sur la peau à cause de la lumière, qui dégénèrent rapidement en cancer de la peau (chez ces patients, le cancer survient 20 000 fois plus souvent). Les patients sont obligés de vivre sous un éclairage artificiel.

L'incidence de la maladie est de 1 : 250 000 (Europe, États-Unis) et de 1 : 40 000 (Japon)

Deux types de progéria– le vieillissement prématuré du corps.

12. Maladies génétiques, mécanismes de leur développement, héritage, fréquence d'apparition.

Les maladies génétiques (ou maladies moléculaires) sont assez largement représentées chez l'homme, on en compte plus de 1000.

Un groupe particulier parmi eux sont les anomalies métaboliques congénitales. Ces maladies ont été décrites pour la première fois par A. Garod en 1902. Les symptômes de ces maladies sont différents, mais il y a toujours une violation de la transformation des substances dans le corps. Dans ce cas, certaines substances seront en excès, d’autres en carence. Par exemple, une substance (A) pénètre dans l'organisme et est ensuite transformée sous l'action d'enzymes en une substance (B). Ensuite, la substance (B) devrait se transformer en substance (C), mais cela est empêché par un blocage de mutation.

(), par conséquent, la substance (C) sera rare et la substance (B) sera en excès.

Exemples de certaines maladies causées par des anomalies métaboliques congénitales.

PCU(phénylcétonurie, démence congénitale). Les maladies génétiques, transmises de manière autosomique récessive, surviennent avec une fréquence de 1 : 10 000. La phénylalanine est acide aminé essentiel pour la construction de molécules protéiques et sert en outre de précurseur aux hormones thyroïdiennes (thyroxine), à ​​l'adrénaline et à la mélanine. L'acide aminé phénylalanine présent dans les cellules hépatiques doit être converti par une enzyme (phénylalanine-4-hydroxylase) en tyrosine. Si l'enzyme responsable de cette transformation est absente ou si son activité est réduite, la teneur en phénylalanine dans le sang augmentera fortement et la teneur en tyrosine diminuera. Un excès de phénylalanine dans le sang entraîne l'apparition de ses dérivés (acides phénylacétique, phényllactique, phénylpyruvique et autres cétones), qui sont excrétés dans les urines et ont également effets toxiques aux cellules de la centrale système nerveux, ce qui conduit à la démence.

Avec un diagnostic rapide et le transfert du nourrisson vers un régime dépourvu de phénylalanine, le développement de la maladie peut être évité.

L'albinisme est courant. La maladie génétique est héritée de manière autosomique récessive. Normalement, l'acide aminé tyrosine est impliqué dans la synthèse des pigments tissulaires. Si un bloc de mutation se produit, que l'enzyme est absente ou que son activité est réduite, les pigments tissulaires ne sont pas synthétisés. Dans ces cas, la peau est d'un blanc laiteux, les cheveux sont très clairs, en raison du manque de pigment dans la rétine, les vaisseaux sanguins sont visibles, les yeux sont rose rougeâtre et sensibilité accrueà la lumière.

Alcapnonurie. Les maladies génétiques, héritées de manière autosomique récessive, surviennent avec une fréquence de 3 à 5 : 1 000 000. La maladie est associée à une violation de la conversion de l'acide homogentisique, à la suite de laquelle cet acide s'accumule dans le corps. Excrété dans l'urine, cet acide conduit au développement de maladies rénales, de plus, l'urine alcalinisée présentant cette anomalie s'assombrit rapidement. La maladie se manifeste également par une coloration du tissu cartilagineux et l'arthrite se développe avec la vieillesse. Ainsi, la maladie s'accompagne de lésions des reins et des articulations.

Maladies génétiques associées à des troubles du métabolisme des glucides.

Galactosémie. Les maladies génétiques, héritées de manière autosomique récessive, surviennent avec une fréquence de 1 : 35 000 à 40 000 enfants.

Le sang d'un nouveau-né contient du monosaccharide galactose, qui se forme lors de la dégradation du disaccharide du lait. lactose pour le glucose et galactose. Le galactose n'est pas directement absorbé par l'organisme, il doit être converti par une enzyme spéciale en une forme digestible - le glucose-1-phosphate.

Maladie héréditaire La galactosémie est causée par un dysfonctionnement du gène qui contrôle la synthèse de la protéine enzymatique qui convertit le galactose en une forme digestible. Dans le sang des enfants malades, il y aura très peu de cette enzyme et beaucoup de galactose, déterminé par analyse biochimique.

Si le diagnostic est posé dans les premiers jours après la naissance de l'enfant, celui-ci est alors nourri avec des préparations qui ne contiennent pas de sucre de lait et l'enfant se développe normalement. Sinon, l’enfant grandit avec un esprit faible.

Fibrose kystique. Les maladies génétiques, héritées de manière autosomique récessive, surviennent avec une fréquence de 1 : 2 000 à 2 500. La maladie est associée à une mutation du gène responsable de la protéine porteuse intégrée dans la membrane plasmique des cellules. Cette protéine régule la perméabilité de la membrane aux ions Na et Ca. Si la perméabilité de ces ions dans les cellules des glandes exocrines est altérée, les glandes commencent à produire une sécrétion épaisse et visqueuse qui ferme les conduits des glandes exocrines.

Il y a des poumons et forme intestinale fibrose kystique.

Le syndrome de Marfan. La maladie génétique est héritée de manière autosomique dominante. Associé à un trouble du métabolisme des protéines de la fibrilline chez tissu conjonctif, qui se manifeste par un ensemble de symptômes : doigts « en araignée » (arachnodactylie), grande taille, subluxation du cristallin, anomalies cardiaques et vasculaires, libération accrue d'adrénaline dans le sang, courbé, poitrine enfoncée, voûte plantaire haute, faiblesse des ligaments et des tendons, etc. Elle a été décrite pour la première fois en 1896 par le pédiatre français Antonio Marfan.

CONFÉRENCE 10 Mutations structurelles des chromosomes.

1. Mutations structurelles des chromosomes (aberrations chromosomiques).

On distingue les types d'aberrations chromosomiques suivants.

– suppressions

– les doublons

– l'inversion

– chromosomes en anneau

– les translocations

– transpositions

Avec ces mutations, la structure des chromosomes change, l'ordre des gènes dans les chromosomes et le dosage des gènes dans le génotype change. Ces mutations surviennent dans tous les organismes, ce sont :

Spontané (causé par un facteur de nature inconnue) et induit (la nature du facteur ayant provoqué la mutation est connue)

Somatique (affectant le matériel héréditaire des cellules somatiques) et génératif (modifications du matériel héréditaire des gamètes)

Utile et nuisible (ce dernier est beaucoup plus courant)

Équilibré (le système génotypique ne change pas, ce qui signifie que le phénotype ne change pas) et déséquilibré (le système génotypique change, ce qui signifie que le phénotype change également)

Si une mutation affecte deux chromosomes, on parle de réarrangements interchromosomiques.

Si la mutation affecte le chromosome 1, on parle de réarrangements intrachromosomiques.

2. Mécanismes d'apparition de mutations structurelles des chromosomes.

L’hypothèse de la « déconnexion-connexion ». On pense que des cassures se produisent dans un ou plusieurs chromosomes. Des sections chromosomiques se forment, qui sont ensuite reliées, mais dans un ordre différent. Si la cassure se produit avant la réplication de l'ADN, alors 2 chromatides sont impliquées dans ce processus - ce sont isochromatideécart Si une cassure se produit après la réplication de l'ADN, alors 1 chromatide est impliquée dans le processus - ce chromatideécart

Deuxième hypothèse : un processus similaire au croisement se produit entre chromosomes non homologues, c'est-à-dire non homologue les chromosomes échangent des sections.

3. Les délétions, leur essence, leurs formes, leur effet phénotypique. Pseudo-dominance..

La délétion (déficit) est la perte d'une section d'un chromosome.

1 cassure peut survenir dans le chromosome, et celui-ci perdra la région terminale, qui sera détruite par les enzymes (déficit)

il peut y avoir deux cassures du chromosome avec perte de la région centrale, qui sera également détruite par les enzymes (délétion interstitielle).

À l’état homozygote, les délétions sont toujours mortelles ; à l’état hétérozygote, elles se manifestent par de multiples défauts de développement.

Détection de suppression :

Coloration différentielle des chromosomes

Selon la forme de la boucle, qui se forme lors de la conjugaison de chromosomes homologues en prophase de la méiose 1. La boucle se produit sur un chromosome normal.

La délétion a été étudiée pour la première fois chez la mouche drosophile, entraînant la perte d'une section du chromosome X. A l'état homozygote, cette mutation est mortelle, et à l'état hétérozygote, elle se manifeste phénotypiquement par une encoche sur l'aile (mutation Notch). Lors de l'analyse de cette mutation, un phénomène particulier a été identifié, appelé pseudo-dominance. Dans ce cas, l'allèle récessif se manifeste phénotypiquement, puisque la région du chromosome avec l'allèle dominant est perdue en raison de la délétion.

Chez l'homme, les délétions surviennent le plus souvent dans les chromosomes 1 à 18. Par exemple, une délétion du bras court du cinquième chromosome à l'état hétérozygote se manifeste phénotypiquement par le syndrome du « cri du chat ». Un enfant naît avec un grand nombre de pathologies, vit de 5 jours à un mois (très rarement jusqu'à 10 ans), ses pleurs ressemblent au miaulement aigu d'un chat.

Sur le chromosome 21 ou 22 de la tige cellules hématopoïétiques Une suppression interstitielle peut survenir. À l’état hétérozygote, elle se manifeste phénotypiquement par une anémie pernicieuse.

4. Duplications, inversions, chromes d'anneaux. Mécanisme d'apparition. Manifestation phénotypique.

Reproduction– doublement d'une section d'un chromosome (cette section peut être répétée plusieurs fois). Les duplications peuvent être directes ou inversées.

Avec ces mutations, la dose de gènes dans le génotype augmente et, à l'état homozygote, ces mutations sont mortelles. A l'état hétérozygote, ils se manifestent par de multiples défauts de développement. Cependant, ces mutations pourraient avoir joué un rôle au cours de l’évolution. Les familles de gènes de l’hémoglobine pourraient être nées de cette manière.

Il est possible que des séquences répétées de nucléotides d'ADN soient apparues à la suite de duplications.

Détection des doublons :

Figure d'une anse en prophase de méiose 1. L'anse naît sur un chromosome muté.

Inversion – arracher une section d'un chromosome, la faire pivoter de 180° et la fixer à l'ancien emplacement. Lors des inversions, la dose de gènes ne change pas, mais l'ordre des gènes dans le chromosome change, c'est-à-dire le groupe d'embrayage change. Il n’y a pas d’inversions de fin.

À l’état homozygote, les inversions sont mortelles ; à l’état hétérozygote, elles se manifestent par de multiples défauts de développement.

Détection des inversions :

Coloration différentielle.

Figure sous la forme de deux boucles situées de manière opposée en prophase de la méiose 1.

Il existe 2 types d'inversions :

inversion paracentrique, qui n'affecte pas le centromère, car des cassures se produisent dans un bras chromosomique

inversion péricentrique, qui affecte le centromère, car des cassures se produisent des deux côtés du centromère.

Avec l'inversion péricentrique, la configuration du chromosome peut changer (si les extrémités des sections en rotation ne sont pas symétriques). Et cela rend impossible toute conjugaison ultérieure.

La manifestation phénotypique des inversions est la plus légère comparée aux autres aberrations chromosomiques. Si les homozygotes récessifs meurent, les hétérozygotes souffrent le plus souvent d'infertilité.

Chromosomes en anneau. Normalement, il n’y a pas de chromosomes en anneau dans le caryotype humain. Ils peuvent apparaître lorsque des facteurs mutagènes agissent sur l'organisme, notamment exposition aux radiations.

Dans ce cas, 2 cassures se produisent dans le chromosome et la section résultante se ferme en anneau. Si un chromosome en anneau contient un centromère, alors un anneau centré est formé. S'il n'y a pas de centromère, alors un anneau acentrique se forme ; il est détruit par les enzymes et n'est pas hérité.

Les chromosomes en anneau sont détectés par caryotypage.

À l’état homozygote, ces mutations sont mortelles et à l’état hétérozygote, elles apparaissent phénotypiquement sous forme de délétions.

Les chromosomes en anneau sont des marqueurs de l'exposition aux radiations. Comment plus de dose exposition aux radiations, plus il y a de chromosomes en anneau et plus le pronostic est mauvais.

5. Les translocations, leur essence. Translocations réciproques, leurs caractéristiques et signification médicale. Translocations robertsoniennes et leur rôle dans la pathologie héréditaire.

La translocation est le mouvement d'une section d'un chromosome. Il existe des translocations mutuelles (réciproques) et non réciproques (transposition).

Les translocations réciproques se produisent lorsque deux chromosomes non homologues échangent leurs sections.

Un groupe spécial de translocations sont les translocations robertsoniennes (fusions centrées). Les chromosomes acrocentriques sont affectés : ils perdent leurs bras courts et leurs bras longs sont connectés.

Types d'ovules spermatozoïdes zygotes Conséquences

14 + 14, 21 14,14,21 monosomie 21 (létale)

14/21,21 + 14, 21 14/21,21,14,21 trisomie 21 (vers le bas)

21 + 14, 21 21,14,21, monosomie 14 (létale)

14,14/21 + 14, 21 14,14/21,14,21 trisomie 14 (létale)

14/21 + 14, 21 14/21,14,21 phénotypiquement sain

Comme on peut le constater, une femme ayant une translocation Robertsonienne peut donner naissance à un enfant en bonne santé.

La perte des bras courts n'affecte rien, puisque les zones de formation des nucléoles s'y trouvent, et elles se trouvent également dans d'autres chromosomes.

Un patient atteint d'une forme de translocation du syndrome de Down a 46 chromosomes dans ses cellules. L'ovaire après la translocation aura 45 chromosomes. Cependant, avec une mutation équilibrée, la femme aura 45 chromosomes.

Détection des translocations :

Coloration différentielle.

Figure d'une croix en prophase de méiose 1.

6. Transpositions. Éléments génétiques mobiles. Mécanismes de mouvement à travers le génome et signification.

Si les translocations ne sont pas réciproques, alors on parle de transposition.

Un groupe spécial de transposons sont les éléments génétiques mobiles (MGE), ou gènes sauteurs, que l'on retrouve dans tous les organismes. Chez la drosophile, ils représentent 5 % du génome. Chez l'homme, les MGE sont regroupés dans la famille ALU.

Les MGE sont constitués de 300 à 400 nucléotides, répétés 300 000 fois dans le génome humain.

Aux extrémités du MGE se trouvent des répétitions de nucléotides composées de 50 à 100 nucléotides. Les répétitions peuvent être avant ou arrière. Les répétitions de nucléotides semblent influencer le mouvement du MGE.

Il existe deux options pour le mouvement du MGE dans le génome.

1. en utilisant le processus de transcription inverse. Cela nécessite l’enzyme transcriptase inverse (révertase). Cette option se déroule en plusieurs étapes :

sur l'ADN, l'enzyme ARN polymérase (un autre nom est transcriptase) synthétise l'ARNm,

Sur l'ARNm, l'enzyme transcriptase inverse synthétise un brin d'ADN,

L'enzyme ADN polymérase assure la synthèse du deuxième brin d'ADN,

le fragment synthétisé se referme en anneau,

l'anneau d'ADN est inséré dans un autre chromosome ou à un autre endroit du même chromosome.

2. en utilisant l'enzyme transposase, qui découpe le MGE et le transfère vers un autre chromosome ou à un autre endroit du même chromosome

Au cours de l'évolution, MGE a joué un rôle positif, car ils ont effectué le transfert d'informations génétiques d'une espèce d'organisme à d'autres. Les rétrovirus, qui contiennent de l'ARN comme matériel héréditaire et contiennent également de la transcriptase inverse, ont joué un rôle important à cet égard.

Les MGE se déplacent très rarement dans le génome, un mouvement pour des centaines de milliers d'événements dans la cellule (fréquence de mouvement 1 x 10–5).

Dans chaque organisme spécifique, les MGE ne jouent pas de rôle positif, car En se déplaçant dans le génome, ils modifient le fonctionnement des gènes et provoquent des mutations génétiques et chromosomiques.

7. Mutagenèse induite. Facteurs mutagènes physiques, chimiques et biologiques.

Les mutations induites se produisent lorsque des facteurs mutagènes agissent sur l'organisme, qui sont divisés en 3 groupes :

Physique (UFL, rayons X et exposition aux radiations, Champs électromagnétiques, hautes températures).

Ainsi, les rayonnements ionisants peuvent agir directement sur les molécules d’ADN et d’ARN, provoquant chez celles-ci des dommages (mutations génétiques). L’impact indirect de cela

le mutagène sur l'appareil héréditaire des cellules consiste en la formation de substances génotoxiques (H 2 O 2, OH -, O 2 -,).

Facteurs mutagènes chimiques. Il y en a plus de 2 millions. substances chimiques, capable de provoquer des mutations. C'est du sel métaux lourds, analogues chimiques des bases azotées (5-bromouracil), composés alkylants (CH 3, C 2 H 5).

8. Mutations de rayonnement. Danger génétique pollution environnementale.

Les mutations radiologiques sont des mutations causées par les radiations. En 1927, le généticien américain Heinrich Mehler montra pour la première fois que l'irradiation aux rayons X entraînait une augmentation significative de la fréquence des mutations chez la drosophile. Ce travail a marqué le début d'une nouvelle direction en biologie : la génétique des radiations. Grâce à de nombreux travaux réalisés au cours des dernières décennies, on sait désormais que lorsque des particules élémentaires (quanta, électrons, protons et neutrons) pénètrent dans le noyau, les molécules d'eau sont ionisées avec formation de radicaux libres (OH -, O 2 -). Avoir un gros activité chimique, ils provoquent des cassures de l’ADN, des dommages ou une destruction des nucléotides ; tout cela conduit à l'apparition de mutations.

Puisqu'une personne est système ouvert, Que divers facteurs les polluants environnementaux peuvent pénétrer corps humain. Beaucoup de ces facteurs peuvent modifier ou endommager le matériel héréditaire des cellules vivantes. Les conséquences de ces facteurs sont si graves que l’humanité ne peut ignorer la pollution de l’environnement.

9. Mutagenèse et carcinogenèse.

D'abord théorie des mutations Le cancer a été proposé par Hugo De Vries en 1901. De nos jours, il existe de nombreuses théories sur la cancérogenèse.

L’une d’elles est la théorie génétique de la cancérogenèse. On sait que le génome humain contient plus de 60 oncogènes capables de réguler la division cellulaire. Ils sont à l'état inactif sous forme de proto-oncogènes. Sous l'influence de divers facteurs mutagènes, les proto-oncogènes sont activés et deviennent des oncogènes, provoquant une prolifération cellulaire intense et le développement de tumeurs.

CONFÉRENCE 11 Mutations du nombre chromosomique. Haploïdie, polyploïdie,

Aneuploïdie.

1. L'essence des mutations du nombre de chromosomes, les causes et les mécanismes d'apparition.

Chaque type d'organisme est caractérisé par son propre caryotype. La constance du caryotype sur plusieurs générations est maintenue grâce aux processus de mitose et de méiose. Parfois, pendant la mitose ou la méiose, la ségrégation des chromosomes est perturbée, ce qui donne lieu à des cellules présentant un nombre modifié de chromosomes. Dans les cellules, le nombre d’ensembles haploïdes entiers de chromosomes peut changer, auquel cas des mutations telles que :

Haploïdie – ensemble unique de chromosomes (n)

Polyploïdie – augmentation multiple du nombre de chromosomes ensemble haploïde(3n, 4n, etc.)

L'aneuploïdie est une modification du nombre de chromosomes individuels (46 +1).

L'ensemble des chromosomes peut changer à la fois dans les cellules somatiques et dans les cellules germinales.

Causes des troubles de la divergence chromosomique :

augmentation de la viscosité cytoplasmique

changement de polarité cellulaire

dysfonctionnement de la broche.

Toutes ces raisons conduisent au phénomène dit de « décalage d’anaphase ».

Cela signifie que pendant l'anaphase de la mitose ou de la méiose, les chromosomes sont répartis de manière inégale, c'est-à-dire un chromosome ou un groupe de chromosomes ne suit pas le reste des chromosomes et est perdu au profit de l'une des cellules filles.

2. Haploïdie, nature des modifications du caryotype, prévalence, manifestation phénotypique.

L'haploïdie est une réduction du nombre de chromosomes dans les cellules d'un organisme à haploïdes. Dans les cellules, le nombre de chromosomes et la dose de gènes diminuent fortement, c'est-à-dire que le système génotypique change, ce qui signifie que le phénotype change également.