Презентация на тему "Генные мутации "

Включить эффекты
1 из 54
Ваша оценка презентации
Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

Презентационная работа по биологии и медицине на тему: "Генные мутации ", в которой автор подробно рассказывает о том, что такое мутация, чем она может быть вызвана, знакомит с ее классификацией, свойствами генов, а также генетическими заболеваниями.

Краткое содержание

  • Определение
  • Классификация генных мутаций
  • Номенклатура генных мутаций
  • Значение генных мутаций
  • Биологические антимутационные механизмы
  • Свойства гена

Содержание

  • Слайд 1

    Генные мутации.

    • Определение.
    • Классификация генных мутаций.
    • Номенклатура генных мутаций.
    • Значение генных мутаций.
    • Биологические антимутационные механизмы.
    • Свойства гена.

  • Слайд 2

    Реакции с участием ДНК

    • Репликация (самоудвоение ДНК)
    • Рекомбинация (обмен участками между молекулами ДНК)
    • Репарация (самовосстановление ДНК)
    • Транскрипция (синтез РНК на ДНК)
    • Обратная транскрипция (синтез ДНК на РНК – у некоторых вирусов)
    • Мутирование (изменение строения ДНК)

  • Слайд 3

     

    • Hарушения в одной из цепей ДНК – это еще не мутация!
    • Мутон – наименьшая единица мутации – равен паре комплементарных нуклеотидов.

  • Слайд 4

    Генные мутации. Определение .

  • Слайд 5

     

    Генные мутации – любые изменения последовательности нуклеотидов гена

  • Слайд 6

     

    Гены

    • структурные– кодируют белок или тРНК или рРНК
    • регуляторные – регулируют работу структурных
    • уникальные – одна копия на геном повторяющиеся

  • Слайд 7

    Классификация мутаций

  • Слайд 8

    По причине

    • Спонтанные – причина не ясна
    • Индуцированные – вызваны мутагенами
    • Мутагены– факторы, вызывающие мутации:
    • физические – например, температура, радиация
    • химические– например, НNO2, иприт
    • биологические - например, вирусы

  • Слайд 9

    По уровню

    • Генные –изменения в пределах одного гена
    • Хромосомные – изменения строения хромосом
    • Геномные – изменения количества хромосом

  • Слайд 10

     

    «Мутации транскрипции» и «мутации трансляции»

    Виктор Маккьюсик

    мутации, изменяющие последовательность аминокислот в белке ответственны за 50-60% случаев моногенных болезней. Остальные 40-50% приходятся на долю мутаций, затрагивающих экспрессию гена.

    Изменение а/к состава белка “качественный" уровнь в виде в выраженных клинических фенотипах, таких как метгемоглобинемия или серповидно-клеточная анемия при мутациях гена бета-глобина.

    Мутации, нарушающие нормальную экспрессию гена приводят к изменению количества генного продукта и проявляются фенотипами, связанными с недостаточностью того или иного белка.

    Мутации транскрипции:

    - мутации в области промотора

    - мутации сплайсинга РНК, в том числе мутации в 5'-донорном сайте интрона, мутации в 3'-акцепторном сайте интрона и мутации, приводящие к возникновению новых сайтов сплайсинга.

    - мутации расщепления мРНК (мутации полиаденилирования).

    - мутации кэп-сайта.

    - делеции активирующих районов или энхансеров.

    Мутации трансляции:

    - мутации в инициирующем кодоне (ATG) или вблизи него

    - мутации сдвига рамки считывания (результат делеций или инсерций)

    - миссенс-мутации - замены одного аминокислотного остатка в молекуле белка на другое. Миссенс-мутации тоже могут приводить к нарушению экспрессии гена, поскольку новая структура РНК или белка может оказаться нестабильной.

    - нонсенс-мутации (“стоп"-мутации) - мутирование кодона в терминирующий кодон, что приводит к образованию укороченного белка.

    - мутации в терминирующих кодонах (TAA, TAG или TGA), которые приводят к синтезу длинных (длиннее нормального) белковых продуктов.

  • Слайд 11

    По механизмам

    Мутации без сдвига рамки считывания м и со сдвигом рамки считывания.

    Основные типы генных мутаций:

    • замена нуклеотидов
    • вставка или выпадение нуклеотидов
    • переворот нуклеотидов на 180о
    • (везде имеются в виду пары нуклеотидов)

  • Слайд 12

    Последствия замен или вставок/ выпадений одной пары нуклеотидов (на примере простого текста)

  • Слайд 13

    Замены нуклеотидовне обязательно ведут к изменению смысла генетической информации

    • Миссенс (missense)-изменяется аминокислота в белке
    • Сайлент (silent)- аминокислота не меняется
    • Нонсенс (nonsense)- вместо кодона для аминокислоты появляется стоп-кодон

  • Слайд 14

    Примеры генных мутаций у человека

  • Слайд 15

     

    • ЦТТ в ДНК
    • ГАА в РНК
    • ЦАТ в ДНК
    • ГУА в РНК

    Миссенс мутация. Пример – серповидно-клеточная анемия.

    Замена пары нуклеотидов привела к замене аминокислоты в белке, т.е.изменилась первичная структура, что повлекло изменение вторичной, третичной и четвертичной и формы эритроцитов.

  • Слайд 16

    Дефект гена HBB (*141900, 11p15.5). HbS образуется в результате замены валина на глутаминовую

    кислоту в положении 6 b-цепи молекулы Hb. В венозном русле HbS полимеризуется с формированием длинных цепей, эритроциты становятся серповидными. Это вызывает увеличение вязкости крови, стаз; создается механическая преграда в мелких артериолах и капиллярах, что приводит к тканевой ишемии (с чем связаны болевые кризы).

  • Слайд 17

    Нонсенс мутация может возникнуть как в результате замены нуклеотида, так и при сдвиге рамки

    считывания. Пример: группа крови 0. У людей с данной группой крови в гене произошло выпадение (делеция) одного нуклеотида – в результате возник стоп-кодон. Синтезируется короткий и неактивный белок-фермент.

  • Слайд 18

    Антигены Аи В – олигосахариды, синтезируются из антигена Н под действием белков-ферментов А

    (аллель IA) или В (аллель IВ). Мутация «0» в гене (аллель I0) привела к образованию неактивного белка.

    • Н
    • А
    • В
    • Группа 0 (Н) Группа А (А) Группа В (В) Группа АВ (А и В)
    • Мембрана эритроцита с разными антигенами

  • Слайд 19

    Выпадения и вставки большого числа нуклеотидов часто являются нарушением рекомбинации

    (неравный кроссинговер). Примеры: синдром Мартина-Белл (умственная отсталость,с фрагильной Х хромосомой)

  • Слайд 20

    Мутации со вставкой большого числа нуклеотидов – болезни экспансии тринуклеотидных повторов

  • Слайд 21

    Синдром ломкой Х хромосомы (синдром Мартина-Белл). Степень снижения интеллекта тем выше,

    чем больше вставка ЦГГ повторов.

    FMR-1 gene

    • норма
    • премутация
    • полная мутация

  • Слайд 22

    Еще примеры мутаций с выпадением разного количества нуклеотидов

    • Делеция 3 нуклеотидов – муковисцидоз
    • Делеции или инсерции (вставки) большого числа нуклеотидов – МДД и МДБ – мышечные дистрофии Дюшенна (ранняя и тяжелая) или Беккера (поздняя и более легкая)

  • Слайд 23

    Муковисцидоз (cystic fibrosis), наследуется аутосомно-рецессивно. Самая частая мутация –

    выпадение 3 нуклеотидов (триплет 508)

    Нарушается выделение секретов железами

  • Слайд 24

     

    • Мекониальный илеус – проявление CF
    • «Барабанные палочки» и «часовые стекла» – проявления хронической легочной инфекции
    • Органы, страдающие при муковисцидозе (СF)

  • Слайд 25

    Крупные делеции (выпадения) в гене дистрофина дают МДД (мышечная дистрофия Дюшенна),

    инсерции (вставки) – МДБ (мышечная дистрофия Беккера),. Наследуются Х-сцепленно рецессивно

  • Слайд 26

     

    МДД

  • Слайд 27

    По локализации в гене. Если мутация происходит

    • в кодирующей части – синтез белка может измениться качественно
    • в регуляторной части – например, в промоторе – измениться количественно
    • в интронах – ничего не будет – нейтральная (сайлент) мутация

  • Слайд 28

    По локализации в хромосоме

    Аутосомные – в аутосомах (неполовых хромосомах)

    • Х-сцепленные (в Х хромосоме)
    • У-сцепленные (в Y)

  • Слайд 29

    По локализации в клетке

    Ядерные

    • Цитоплазматические (немногочисленные, но тяжелые митохондриальные болезни)
    • Митохондрии имеют свою кольцевую ДНК

  • Слайд 30

    Митохондриальные болезни передаются по материнской линии и затрагивают, мышцы, зрение,

    нервную систему

    Все наши клеточные органеллы от мам, папы привносят только хромосомы

  • Слайд 31

    По локализации в организме

    • Соматические (в клетках тела, чаще всего – рак), не передаются детям
    • Генеративные (в половых клетках и проявятся только у потомков)

  • Слайд 32

    По последствиям

    • Вредные
    • Полезные
    • Нейтральные

  • Слайд 33

    По проявлению в фенотипе

    • Доминантные (проявляются в фенотипе сразу как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии)
    • Рецессивные (проявляются только в гомозиготном состоянии)

  • Слайд 34

    Множественный аллелизм

    • Чем длиннее ген, тем больше у него может быть мутантных аллелей.
    • Так, выявлено около 1000 мутаций гена муковисцидоза, большинство редкие.
    • Самая частая мутация (50% случаев) – del 508 – приводит к выпадению фенилаланина в положении 508 белка и нарушает его работу.

  • Слайд 35

    Номенклатура генных мутаций

  • Слайд 36

    Гены имеют названия и места на хромосомах например:

    • 15q21.1 – фибриллин (мутация вызывает синдром Марфана)
    • 07q31.2 – трансмембранный регулятор (мутация приводит к муковисцидозу)
    • Xp21.2 – дистрофин (мутации - миопатия Дюшенна или Беккера)
    • Короткое плечоp
    • Длинное плечо q
    • 321 1234
    • Нумерация районов идет от центромеры к теломерам в каждом плече

  • Слайд 37

    Номенклатура генов и генных мутаций основывается на разных подходах:

    • Подход 1: Генетическая номенклатура (по изменениям в ДНК или белке)

    Для генных болезней человека:

    • Подход 2:Mendelian Inheritance in Man (ОMIM)
    • Подход 3: Названия болезней

  • Слайд 38

    Генетическая номенклатура (подход 1) основана на описании изменений в ДНК или белке. Примеры

    • 3821delT - выпадения тимина в позиции № 3821.
    • 2112ins13 kb – после нуклеотида № 2112 вставилось 13 000 нуклеотидов (13 килобаз)
    • delF508 – выпадение фенилаланина в позиции 508
    • N44G – замена аспарагина на глицин в позиции 44
    • W128X – замена триптофана на стоп триплет
    • АланинAАла
    • АргининRАрг
    • Аспарагиновая кислотаDАсп
    • АспарагинNАсн
    • ВалинVВал
    • ГистидинHГис
    • ГлицинGГли
    • Глутаминовая кислотаEГлу
    • ГлутаминQГлн
    • ИзолейцинIИле
    • ЛейцинLЛей
    • Лизин K Лиз
    • МетионинMМет
    • ПролинPПро
    • СеринSСер
    • ТирозинYТир
    • ТреонинTТре
    • ТриптофанWТри
    • ФенилаланинFФен
    • ЦистеинCЦис
    • Стоп-триплет Х
    • В ДНК
    • В БЕЛКЕ

  • Слайд 39

    Огромная роль в собирании и описании генных мутацийу человека принадлежит Виктору

    МакКьюсику. Он начал работу по составлению регистра мутаций. (подход 2)

    (October 21, 1921 – July 22, 2008),

  • Слайд 40

     

    (OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man)

    Каждая мутация получает 6-значный номер

  • Слайд 41

    Названия генных болезней не систематизированы (подход 3)

    • Это может быть просто название, основанное на проявлении болезни – ахондроплазия – «недоразвитие хряща»
    • Может быть синдром, названный по имени ученого (чаще) – синдром Марфана; или больного (реже)
    • Может быть броское и необычное название – синдром грима Кабуки, синдром счастливой куклы

  • Слайд 42

     

    Ахондроплазия (хондродистрофическая карликовость)

    OMIM 100800

    Мутация в белке-рецепторе к фактору роста фибробластов

  • Слайд 43

     

    • Синдром МарфанаOMIM 154700
    • Мутация в важном белке соединительной ткани – фибриллине.
    • Проявления – высокий рост, длинные конечности, растяжимая соед. ткань. Как следстивие – сколиоз, подвывих хрусталика*, аневризма аорты**.


  • Слайд 44

     

    Синдром «грима Кабуки» OMIM 147920, в чем состоит генетический дефект, пока не известно

  • Слайд 45

     

    Некоторые распространенные генные болезни

  • Слайд 46

    Значение генных мутаций

  • Слайд 47

     

    • Для биологии: возникают новые аллели генов, что дает материал для естественного отбора и, следовательно, эволюции.
    • Для медицины: существуют генные (менделирующие) болезни, которых описано несколько тысяч.

  • Слайд 48

    Биологические антимутационные механизмы

  • Слайд 49

    Поскольку большинство мутаций вредны, природа выработала антимутационные механизмы

    • Две цепи ДНК (запасная цепь)
    • Вырожденность генетического кода (запасные триплеты)
    • Наличие повторяющихся генов (запасные гены)
    • Диплоидность (запасной набор хромосом)
    • Системы репарации (следит на уровне ДНК)
    • Иммунная система (следит на уровне организма)

  • Слайд 50

    Но совсем без мутаций нельзя!

    • польза для эволюции
    • вред для особи

  • Слайд 51

    Частота генных мутаций

    • Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды.
    • Метод определения частоты спонтанных мутаций у человека основан на появлении у детей доминантного признака, если у родителей он отсутствует.
    • Ученый Холдейн рассчитал среднюю вероятность появления спонтанных мутаций, которая оказалась равна 5 х 10-5 на ген (локус) на поколение.

  • Слайд 52

     

  • Слайд 53

    Свойства гена

  • Слайд 54

    Свойства гена(не путать со свойствами генетического кода!)

    • Дискретность (имеет определенный размер и позицию - локус)
    • Лабильность (может мутировать)
    • Стабильность (однако мутирует редко)
    • Специфичность (ген кодирует конкретный белок)
    • Аллельность (в результате мутаций возникают варианты - аллели)
    • Плейотропность (множественность действия)
    • Дозированность действия (чем больше экземпляров гена в генотипе (доз), тем сильнее эффект гена)

Посмотреть все слайды
Презентация будет доступна через 15 секунд