გ ე ნ ე ტ ი კ ა
შორენა შარია
11 მუტაციური ცვალებადობის თეორიული საფუძვლები. გენური, ქრომოსომული და გენომური მუტაციები
მუტაციები
მუტაციის წარმოშობის პროცესს ეწოდება მუტაგენეზ, ხოლო ფაქტორებს, რომლებიც მუტაციებს იწვევენ-მუტაგენები ეწოდებათ. მუტაგენები ზემოქმედებენ ინდივიდის გენეტიკურ მასალაზე,რის შედეგადაც შეუძლიათ შესცვალონ ინდივიდის ფენოტიპი.
მუტაგენები იყოფა: 1. ფიზიკურ; 2. ქიმიურ; და 3. ბიოლოგიურ მუტაგენურ ფაქტორებად. ფიზიკურ მუტაგენებს მიეკუთვნება: სხვადასხვა სახის გამოსხივება, ტემპერატურა, ტენიანობა. მათი მოქმედების ძირითადი მექანიზმებია: ა) გენებისა და ქრომოსომების სტრუქტურის დარღვევა; ბ) თავისუფალი რადიკალების წარმოშობა, რომლებიც ქიმიურ ზემოქმედებას ახდენენ დნმ-ზე; გ) გაყოფის თითისტარას ძაფების დაწყვეტა; დ) დიმერების წარმოქმნა. ქიმიური მუტაგენებია:
ა) ბუნებრივი არაორგანული და ორგანული ნივთიერებები (ნიტრიტები, ნიტრატები ალკალოიდები, ჰორმონები, ფერმენტები; ბ) ბუნებრივი
ნაერთების-ქვანახშირის, ნავთობის, სამრეწველო პროდუქტების ანარჩენები. გ)ბუნებაში ადრე არ არსებული სინთეტიკური ნივთიერებები: პესტიციდები, ინსექტიციდები, კვებითი ანარჩენები, სამკურნალო ნივთიერებები; დ) ადამიანის ორგანიზმის ზოგიერთი მეტაბოლიტები. ქიმიურ მუტაგენებს აქვთ
მაღალი შეღწევადობის უნარი, ისინი უპირატესად განაპირობებენ გენურ უტაციებს და მოქმედებენ დნმ-ზე რეპლიკაციის დროს. მათი მოქმედების
მექანიზმებია: ა) დეზამინირება; ბ) ალკილირება; გ) აზოტოვანი ფუძეების შეცვლა ანალოგებით; დ) ნუკლეინის მჟავების წინამორბედების ინჰიბირება.
ბიოლოგიური მუტაგენებია: ა) ვირუსები (წითელა, ყვავილი, გრიპი); ბ) არავირუსული პარაზიტული აგენტები (მიკოპლაზმა, ბაქტერიები, უმარტივესები, ჭიები).
მათი მოქმედების ერთ-ერთი მექანიზმია ვირუსები, რომლებიც საკუთარ დნმ-ს აშენებენ პატრონი უჯრედის დნმ-ში..
გენური (წერტილოვანი მუტაციები).
გენური მუტაცია ანუ ტრანსგენაცია, დნმ-ის მოლეკულის – გენის სტრუქტურის შეცვლასთანაა დაკავშირებული, რომელთაგან აღსანიშნავია:
1. სტრუქტურული გენების შეცვლა; 2. ფუნქციური გენების შეცვლა, სტრუქტურული გენების შეცვლის მაგალითიაათვლის ჩარჩოს გადაადგილება, რომელშიც იგულისხმება ერთი ან რამდენიმე ნუკლეოტიდის ჩართვა ან ამოვარდნა. იმისდა მიხედვით თუ რა ადგილას იქნება ჩართული ან ამოვარდნილი ნუკლეოტიდები, მცირე ან დიდი რაოდენობით შეიცვლება ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა. ტრანზიცია ეწოდება პურინის ფუძეების შეცვლას პურინით, ან პირიმიდინის – პირიმიდინით. მაგალითად: ადენინის გუანინით ან პირიქით, თიმინის შეცვლას ციტოზინით ან პირიქით. ამ დროს იცვლება ის კოდონი, რომელშიც მოხდა ტრანზიცია. გენების სტრუქტურის შეცვლა იწვევს: ა) მისსენს-მუტაციას – ამ დროს კოდონის აზრობრივი მნიშვნელობა იცვლება და სხვა ცილა წარმოიქმნება;
ბ) ნონსენს – მუტაციას – ამ დროს წარმოიქმნება უაზრო კოდონები (უაა, უაგ, უგა), რომლებიც ამინომჟავებს არ აკოდირებენ. ისინი ტერმინალური კოდონებია, რომლებიც ათვლას აჩერებენ. ტრანსვერსია-პურინის ფუძის შეცვლა პირიმიდინით და პირიქით, რომლის შედეგადაც წარმოიშობა 8 ტიპი.
ფუნქციური გენების ცვლილების შედეგები: 1. ცილა-რეპრესორი არ შეესაბამება გენ ოპერატორს (ე.ი. გასაღები არ ერგება კლიტეს). სტრუქტურული გენები თანდათანობით მუშაობენ (ცილები გამუდმებით სინთეზირდებიან). 2. ცილა- რეპრესორი მჭიდროდ უერთდება გენ ოპერატორს და არ ეხსნება ინდუქტორს.
ამ შემთხვევაში სტრუქტურული გენები თანდათანობით არ მუშაობენ და არც ცილებს ასინთეზებენ.
3. ინდუქტორისა და რეპრესორის მონაცვლეობის დარღვევა – ინდუქტორის არ არსებობის დროს სპეციფიკური ცილა სინთეზირდება, ხოლო მისი არსებობის
დროს ცილა არ სინთეზირდება.
გენური მუტაციები უმრავლეს შემთხვევაში ვლინდებიან ფენოტიპურად და ნივთიერებათა ცვლის დარღვევის მიზეზს წარმოადგენენ. (გენური დაავადებების).
მათი გამოვლენა ბიოქიმიური და რეკომბინაციური მეთოდებით ხორციელდება.
ცნობილია გენური მუტაციების სხვა ტიპებიც მოლეკულური ცვლილებების ტიპის მიხედვით ანსხვავებენ: 1. დელეციებს-როდესაც ადგილი აქვს დნმ-ის
სეგმენტის ამოვარდნას ერთი ნუკლეოტიდიდან გენამდე; 2. დუპლიკაციებს – დნმ-ის სეგმენტის დუბლირება ერთი ნუკლეოტიდიდან მთლიან გენებამდე;
3. ინვერსიებს – დნმ-ის სეგმენტის 180 გრადუსით შემობრუნება იმ ფრაგმენტამდე, რომელშიც რამდენიმე გენია ჩართული; 4. ინსერციებს – დნმ-ის
ფრაგმენტების ჩართვა ერთი ნუკლეოტიდიდან მთლიან გენამდე.
მოლეკულური ცვლილებები, რომლებიც ეხება ერთიდან დაწყებული რამდენიმე ნუკლეოტიდს, განიხილება როგორც წერტილოვანი მუტაციები.
გენური მუტაციებისათვის დამახასიათებელ პრინციპიალურ და განმასხვავებელ თავისებურებებს წარმოადგენს: 1. გენური მუტაციები იწვევვს გენეტიკური ინფორმაციის შეცვლას; 2. გენური მუტაციები თაობიდან თაობას გადაეცემა. გენური მუტაციებითაა განპირობებული მემკვიდრული პათოლოგიური
ფორმების უმრავლესობის განვითარება. მსგავსი მუტაციებით გამოწვეული დაავადებები მიეკუთვნება გენურ ანუ მონოგენურ დაავადებებს, რადგანაც
მათი განვითარება განისაზრვრება ერთი გენის მუტაციით.
15. ადამიანის გენეტიკის საფუძვლები. გენური და ქრომოსომული დაავადებები
მემკვიდრული დაავადებების პათოგენეზის საინიციაციო („სასტარტო“) რგოლს გენური, ქრომოსომული და გენომური მუტაციები წარმოადგენს.
მემკვიდრული დაავადებების პათოგენეზის თავისებურებანი ძირითადად სამი ფაქტორით განისაზღვრება:
1. მემკვიდრული სტრუქტურების დაზიანების ხასიათით;
2. ორგანიზმის გენეტიკურად დეტერმინირებული მორფო-ფიზიოლოგიური თავისებურებებით;
3. გარემომცველი გარემოს ზემოქმედებით.
მონოგენური დაავადებების თავისებურებანი. მონოგენური მემკვიდრული
დაავადებების მიზეზს დნმ-ის სტრუქტურაში ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობების მუტაციური ცვლილებები წარმოადგენენ. მუტაციის შემთხვევაში,
რომელიც განაპირობებს ორგანიზმისათვის აუცილებელი ნივთიერების არარსებობას (მაგალითად სომატოტროპინის ჰორმონის ან ციტოქრომ – 450),
ორგანიზმის ნორმალური განვითარება ან გაძნელებულია, ან შეუძლებელი. სხვა მუტაციების – ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების ან სტრუქტურული
ცილის დეფიციტის შემთხვევაში, წარმოიშობა დაავადებები, რომლებიც ხასიათდება ცალკეული ქსოვილების, ორგანოებისა და ფიზიოლოგიური
სისტემების სტრუქტურებისა და ფუნქციების დარღვევებით.
ამჟამად აღმოჩენილი და დაწვრილებით აღწერილია მეტაბოლიზმის ანომალიების ასეული სახეობა, რომელთა მიზეზს ცალკეული მუტანტური გენი
წარმოადგენს. მეტაბოლიზმით გამოწვეული დაავადებების უმრავლესობა ფერმენტული აქტივობის ცვლილებებითაა განპირობებული. დაავადებების
წარმოშობის მიზეზებია:
რეაქციის დარღვევის შედეგად სუბსტრატის ჭარბი რაოდენობით დაგროვება;
(მაგალითად, ცერებროზიდის – გოშეს დაავადებისას);
წინამორბედი – ნივთიერების შემცველობის გაზრდა;
მეტაბოლიზმის ტოქსიკური პროდუქტების კონცენტრაციის გაზრდა (მაგალითად, ფენილაცეტილგლუტამინის და სხვა ფენილკეტონური წარმოებულების გაზრდა ფენილკეტონურიის დროს).
აღსანიშნავია, რომ მსგავსი დარღვევების შემთხვევების დროსაც, მაგალითად, სუბსტრატის დაგროვებისას, სხვადასხვა დაავადებათა განვითარების მექანიზმები შეიძლება ერთმანეთისგან განსხვავდებოდნენ. ერთ შემთხვევაში დაგროვილმა სუბსტრატმა, მაგალითად
თეა-საქსის დაავადების დროს მაღალმოლეკულური ნივთიერების დაგროვებამ, შეიძლება მათი თანდათანობითი დაღუპვა გამოიწვიოს.
სხვა შემთხვევაში, დაბალმოლეკულური ხსნადი ნივთიერების სიჭარბე ქმნის მაღალ კონცენტრაციას ორგანიზმის თხევად ბიოლოგიურ გარემოში. მაგალითად, გალაქტოზემიის დროს (გალაქტოზო-1-ფოსფატურიდინტრანსფერაზის ნაკლებობისას ადგილი აქვს გლუკოზო-1-ფოსფატის დაგროვებას, რომლის ტოქსიკური კონცენტრაციები აზიანებს სხვადასხვა ქსოვილებს, რის შედეგადაც ვითარდება ღვიძლის ციროზი,
კატარაქტა, ზიანდება თირკმელები,თავის ტვინის ნეირონები.
ქრომოსომული დაავადებების პათოგენეზის თავისებურებები.
ამ დაავადებათა დამახასიათებელი თავისებურებაა მორფოგენეზის ადრეული დარღვევები, რომლებიც ვლინდება უჯრედთა გაყოფისა და მომწიფების, მათი მიგრაციისა და დიფერენციაციის პერიოდში, რაც განაპირობებს სხვადასხვა ორგანოებისა და ქსოვილების მრავალრი
ცხოვანი დეფექტების ჩამოყალიბებას. გამოყოფენ ქრომოსომული დაავადებების განვითარების ეფექტების სამ ტიპს. სპეციფიკური ეფექტები დაკავშირებულია სტრუქტურული გენების ცვლილებებთან, რომლებიც აკოდირებენ ცილების სინთეზს (უნიკალურს ნებისმიერი ქრომოსომისათვის). ტრისომიების შემთხვევაში მათი რიცხვი იზრდება, მონოსომიების შემთხვევაში – კლებულობს. ნახევრადსპეციფიკური ეფექტები ქრომოსომული დაავადებებისას განპირობებულია გენების რიცხვის ცვლილებებით, რომლებიც გენომში ასლების დიდი რიცხვითაა წარმოდგენილი (მაგალითად, რიბოსომული, ჰისტონური, კუმშვადი ცილები და ა.შ.). არასპეციფიკური ეფექტები ვლინდება ქრომოსომული აბერაციების სახით და შეიძლება გამოწვეული იყოს ჰეტეროქრომატინის შემცველობაში არსებული ცვლილებებით, რომელიც მნიშვნელოვან
როლს ასრულებს უჯრედის გაყოფისა და ზრდის პროცესებში. ქრომოსომების ჰეტეროქრომატული რეგიონების სიჭარბეს ან ნაკლიანობას შესაძლებელია არ ჰქონდეს კლინიკური გამოვლინება. მათგან განსხვავებით ეუქრომატინის ნაკლიანობა ყოველთვის უნიკალური გენების დაკარგვას განაპირობებს. ქრომოსომული მასალის სიჭარბე ნაკლებად მნიშვნელოვანია მის ნაკლიანობასთან შედარებით. მაგალითად,
ერთ-ერთი აუტოსომიური ქრომოსომის დაკარგვით შეუძლებელია კვერცხუჯრედის იმპლანტაცია საშვილოსნოში. ამავე დროს ცნობილია ქრომოსომული სინდრომები, რომლებიც განპირობებულია ტრისომიებით სხვადასხვა ქრომოსომების მიხედვით.
This post has been edited by Катеньки on 9 Feb 2021, 01:11