Генные мутации. Генные мутации представляют собой молекулярные, не видимые в световом микроскопе изменения структуры ДНК

Генные мутации представляют собой молекулярные, не видимые в световом микроскопе изменения структуры ДНК. К мутаци­ям генов относятся любые изменения молекулярной структуры ДНК, независимо от их локализации и влияния на жизнеспособ­ность. Некоторые мутации не оказывают никакого влияния на струк­туру и функцию соответствующего белка. Другая (большая) часть генных мутаций приводит к синтезу дефектного белка, не способ­ного выполнять свойственную ему функцию. Именно генные мутации обусловливают развитие большинства наследственных форм патологии.

Наиболее частыми моногенными заболеваниями являются: муковисцидоз, гемохроматоз, адрено-генитальный синдром, фенилкетонурия, нейрофиброматоз, миопатии Дюшенна-Беккера и ряд других заболеваний. Клинически они проявляются признаками нарушений обмена веществ (метаболизма) в организме.

Мутация может заключаться:

1) в замене основания в кодоне, это так называемая миссенс-мутация (от англ, mis - ложный, неправильный + лат. sensus - смысл) - замена нуклеотида в кодирующей части гена, приводя­щая к замене аминокислоты в олипептиде;

2) в таком изменении кодонов, которое приведет к остановке считывания информации, это так называемая нонсенсмутация(от лат. non - нет + sensus - смысл) — замена нуклеотида в кодиру­ющей части гена, приводит к образованию кодона-терминатора (стоп-кодона) и прекращению трансляции;

3) нарушении считывания информации, сдвиге рамки считы­вания, называемом фреймшифтом(от англ. frame - рамка + shift: - сдвиг, перемещение), когда молекулярные изменения ДНК при­водят к изменению триплетов в процессе трансляции полипептид­ной цепи.

Известны и другие типы генных мутаций.

По типу молекулярных изменений выделяют:

делеции (от лат. deletio - уничтожение), когда происходит утра­та сегмента ДНК размером от одного нуклеотида до гена;

дупликации (от лат. duplicatio - удвоение), т.е. удвоение или повторное дублирование сегмента ДНК от одного нуклеотида до целых генов;

инверсии (от лат. inversio - перевертывание), т.е. поворот на 180° сегмента ДНК размерами от двух нукпеотидов до фрагмента, вклю­чающего несколько генов;

инсерции (от лат. insertio - прикрепление), т.е. вставка фрагмен­тов ДНК размером от одного нуклеотида до целого гена.

Молекулярные изменения, затрагивающие от одного до несколь­ких нуклеотидов, рассматривают как точечную мутацию.

Принципиальным и отличительным для генной мутации явля­ется то, что она 1) приводит к изменению генетической инфор­мации, 2) может передаваться от поколения к поколению.

Определенная часть генных мутаций может быть отнесена к нейтральным мутациям, поскольку они не приводят к каким-либо изменениям фенотипа. Например, за счет вырожденности генети­ческого кода одну и ту же аминокислоту могут кодировать два трип­лета, различающихся только по одному основанию. С другой сто­роны, один и тот же ген может изменяться (мутировать) в не­сколько различающихся состояний.

Например, ген, контролирующий группу крови системы АВ0. имеет три аллеля: 0, А и В, сочетания которых определяют 4 группы крови. Группа крови системы АВ0 является классическим примером генетической изменчивости нормальных признаков че­ловека.

Именно генные мутации обусловливают развитие большинства наследственных форм патологии. Болезни, обусловленные подоб­ными мутациями, называют генными, или моногенными, болезнями, Т. е. заболеваниями, развитие которых детерминируется мутацией одного гена.