PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET
Sarajevo
Akademska 2014/2015. godina
SEMINARSKI RAD IZ MOLEKULARNE BIOLOGIJE
Tema: OSNOVE MUTAGENEZE
Predmetni nastavnik:
Student:
Prof. dr. Lada Lukić-Bilela Miljana Milinković
UVOD
Mutacije (lat.
mutation
– promjena, zamjena) je kvalitativna i/ili kvantitativna promjena u
genetičkom materijalu, bez obriza na njihov obim, koje nisu uzrokovane segregacijom ili
rekombinacijom. Taj obim može se kretati od promjene samo jedne heterociklične baze
(takve mutacije nazivamo
tačkastim mutacijama
) pa sve do promjena velikih segmenata
hromosoma. Mutacije su, dakle, promjene u genetičkom materijalukoje nisu naslijeđene od
roditelja, trajno se zadržavaju i prenose na potomstvo. Kada govorimo o mutacijama,
uglavnom govorimo o promjenama u DNK lancu. Promjenljivost nasljednog materijala
predstavlja genetičku osnovu sveukupne biološke raznovrsnosti u vremenu i prostoru,
promatrajući živi svijet u cjelini i svaku svaku vrstu živih bića posebno. Mutacije su moguće
na različitim nivoima organizacije genetičkog materijala. To može da se desi na mnogo
načina: nukleotid može da bude unijet u sekvencu, može da se izbriše ili da jednostavno bude
zamijenjen nekim drugim nukleotidom. Mutacije, dakle, predstavljaju suštinski izvor
nasljedne individualne varijacije. Nastaju slučajnim promjenama u strukturi i količini DNK.
Termin
mutacija
odnosi se ne samo na promjenu genetičkog materijala, već i na sam proces
koji dovodi do te promjene.
Mutageneza
(proces nastajanja mutacija) može biti (indukcijom ili spontano) izazvana
različitim fizičkim, hemijskim ili biološkim faktorima vanjske i unutrašnje sredine, ali efekat
mutiranog gena samo slučajno može predstavljati direktan „odgovor“ (protuakciju) na
odgovarajući mutageni agens.
Efekti mutacija su manje ili više fenotipski vidljivi, zavisno od promjenljivosti, jer se javljaju
kao posljedica materijalnih promjena u hemijskoj strukturi i kvantitetu genetičke informacije,
tj. dezoksiribonukleinske kiseline. Sve ostale promjene i oblici nasljedne varijacije rezultat su
rearanžmana (rekombinacija) postojećeg genetičkog materijala ili različitih efekata njegove
interakcije s unutrašnjom i vanjskom sredinom.
Od količine zahvaćenog genetičkog materijala i njegovog značaja za organizaciju i funkciju
organizma ili njegovih pojedinih komponenata, odnosno od prirode interakcije novonastalog
alela s postojećim alelnim varijantama mutirajućeg gena (recesivna mutacija) se, npr.
ispoljava samo u homozigotnom stanju.
Mutacije mogu takodjer da se jave i u pojedinačnoj ćeliji tokom ranog embrionalnog razvića.
Kako se ćelije dijele tokom rasta i razvoja organizma, jedinka će u svom tijelu imati ćelije
koje nose mutacije i ćelije koje nemaju datu mutaciju.
Takav slučaj naziva se
mozaicizam.
Genetičke promjene koje se u nekoj populaciji javljaju u više od 1% jedinki nazivaju se
polimorfizmima
. Dovoljno su česte pa se smatraju normalnom varijacijom u DNK sekvenci.
Upravo zbog tih polimorfizama ljudi se medjusobno razlikuju u npr. boji očiju,boji kose ili
krvnoj grupi.
Bilo da se radi o germinativnim ili somatskim mutacijama, promjene na molekulu DNK
mogu biti:
1. Supstitucije
2. Delecije
3. Insercije
Supstitucija
je zamena jednog nukleotida i njegovog para u komplementarnom lancu.
Supstitucije se dele na:
Tranzicije
-
ukoliko je purinska baza zamjenjena drugom purinskom bazom (npr. A u G),
odnosno pirimidinska drugom pirimidinskom bazom (npr. C u T). Dakle, postoji 4 tipa
tranzicija.
Transverzije -
prilikom koje dolazi do zamjene purinske baze nekom pirimidinskom bazom
(npr. A u C) i obrnuto iz čega proizilazi da postoji 8 tipova transverzija.
Slika 1. Tranzicija i transverzija
Delecija
– slučaj gubitka jednog ili više nukleotida iz prvobitne sekvence.
Delecije autozoma su uvek štetne, a u homozigotnom stanju i letalne. U heterozigotnom
stanju su mogu biti letalne zavisno od značaja dela hromozoma koji je izgubljen.
U zavisnosti koji deo hromozoma zahvataju i koliko ima prekida na njima delecije mogu biti:
Terminalne
– kada zahvataju krajeve p ili q kraka i postoji jedan prekid
Intersticijalne
– kada dođe do dva prekida unutar p ili q kraka hromozoma pa se dio
između prekida izgubi pošto je bez centromere
Relativno česte su delecije:
kratkih krakova hromozoma: 4, 9, 11 i 19;
dugih krakova hromozoma: 11, 13 i 18.
Ako dođe do prekida na krajevima hromozoma tako da se izgube telomere, koje hromozomu
daju stabilnost, onda prekinuti krajevi postaju ljepljivi i međusobno se spajaju u jednu
prstenastu strukturu. Takvi hromozomi se nazivaju
ring-hromozomi
. Poremećaj rasta je
najizrazitija fenotipska osobina ove aberacije, dok je kod nekih osoba primjećena blaga
mentalna retardacija (umna zaostalost). Ako je izgubljeni deo hromozoma mali, najčešće
nema nikakvih fenotipskih anomalija.
