Typy génových mutácií

Génové mutácie

Génové mutácie sú malé zmeny genetickej informácie, ktoré postihujú malý počet nukleotidov, väčšinou len jeden. Preto sa nazývajú aj bodové mutácie. Účinok takejto mutácie na gén je rôzny. Mutovaný gén (mutantná alela) si môže zachovať plnú funkčnosť oproti pôvodnému génu, ale tak isto môže jediná mutácia (napr. zámena nukleotidu na jednom mieste) viesť k úplnému znefunkčneniu proteínu, ktorý je mutovaným génom kódovaný a výsledkom je genetické ochorenie.

Typy génových mutácií

substitúcie – zámeny nukleotidu za iný, ktoré sa klasifikujú nasledovne
tranzície – zámena purínu za purín alebo pyrimidínu za pyrimidín (napr. C za T)
transverzie – zámena purínu za pyrimidín alebo opačne (napr. C za G)
zámena nukleotidu za látku s čiastočne odlišnou chemickou štruktúrou (neprirodzený nukleotid)
inzercia (adícia) – vloženie jedného alebo viacerých nukleotidov (vid. Obr.1.3)
delécia – strata jedného alebo viacerých nukleotidov ( vid. Obr. 1.2)

Chromozómové mutácie

Chromozómové mutácie (aberácie) sú rozsahom väčšie mutácie ako génové. Sú to zmeny v tvare a štruktúre chromozómov. Na ich detekciu nie je nutné použiť molekulárne metódy, ale vystačíme si s cytogenetickými metódami, ktoré využívajú hlavne mikroskopickú analýzu karyotypu. Karyotyp je informácia o veľkosti, tvare a počte chromozómov a študuje sa v metafáze mitózy (alebo meiózy), pretože vtedy sú chromozómy najlepšie viditeľné (najviac špiralizované). Hlavnou podmienkou pre vznik chromozómovej aberácie je jeden alebo viac zlomov v chromozómoch. Tie vznikajú hlavne pôsobením silných fyzikálnych a chemických mutagénov schopných prerušiť kovalentné väzby medzi dvoma nukleotidmi na jednom reťazci DNA. Dôsledkom zlomu môže byť chybné spojenie alebo strata časti chromozómu.

Typy chromozómových mutácií

delécia – strata časti vnútorného úseku chromozómu
deficiencia – strata koncového úseku chromozómu
duplikácia – zdvojenie úseku chromozómu. Opakované úseky sa môžu vyskytovať v tom istom chromozóme bezprostredne za sebou, alebo v obrátenom poradí.
inverzia – otočenie určitého úseku v chromozóme o 180°
translokácia – výmena úsekov medzi nehomologickými chromozómami
fragmentácia – rozpad chromozómu na viacero častí

Genómové mutáze

Ide o zmeny v počte chromozómov odlišné od normálneho stavu. Každá telová bunka človeka má 46 chromozómov (23 párov), spermia a vajíčko majú po 23 chromozómov.

Polyploidia

Je dôsledkom zmnoženia celej chromozómovej sady, bez následného delenia jadra (3n, 4n, 5n). Polyploidia sa pri cicavcoch a u človeka veľmi nevyskytuje (výnimkou sú niektoré pečeňové bunky), ale pre niektoré druhy rastlín je polyploidia prirodzený stav (napr. pšenica, jačmeň). Rastliny znásobením počtu chromozómov majú lepšie vlastnosti napr. triploidná cukrová repa má vyšší obsah cukru, ďatelina vyššiu produkciu. Polyploidné bunky vznikajú chybou pri redukčnom delení.

Haploidia

Je prítomnosť jednej sady chromozómov v jadre bunky. Je to typický stav v pohlavných bunkách, v ktorých má človek 23 chromozómov (na rozdiel od somatických buniek). Haploidia v telových bunkách je nezlučiteľná so životom.

Aneuploidia

Zmena počtu chromozómov, ktorý nie je násobkom haploidného počtu. V genóme je jeden alebo viac chromozómov navyše, alebo jeden alebo viac chromozómov chýbajú. Aneuploid vzniká vtedy, keď dôjde k poruche rozchádzania chromozómov v anafáze meiotického alebo mitotického delenia. Jednej dcérskej bunke potom jeden chromozóm chýba a druhá má naopak jeden chromozóm navyše. Takýto jav nerovnomernej segregácie chromozómov nazývamenondisjunkcia. Pri aneuploidii sú teda niektoré chromozómy navyše alebo chýbajú. Rozlišujeme niekoľko základných typov aneuploidie (ostatné pomenovania sa tvoria analogicky):

nulizómia – strata celého jedného páru homologických chromozómov (2n – 2)
monozómia – strata len jedného chromozómu z niektorého homologického páru (2n – 1)
trizómia – jeden chromozóm v niektorom páre je navyše (2n + 1)
dvojitá trizómia – trizómia zahŕňajúca dva homologické páry (2n + 1 + 1)

Ochorenia spôsobene genómovou mutaciou

Na svete sa nachádza mnoho ochorení spôsobených genómovou mutáciou. Ja sa zmienim iba o tých najvyskytovanejších ochoreniach v našej spoločnosti.

Downov syndróm

Ľudia s Downovým syndrómom majú trizómiu 21. chromozómového páru (vid,obrazok 2.1). Tá je zlučiteľná so životom pravdepodobne v dôsledku toho, že chromozóm 21 je chudobný na gény a len málo sa podieľa na kľúčových etapách ontogenetického vývinu. Prvý ucelený popis osoby s Downovým syndrómom prvýkrát publikoval John Langdon Down v roku 1866. Nositelia Downovho syndrómu sa pre svoje tvárové črty niekedy nazývajú „mongoloidné deti“. Trpia viacerými morfologickými abnormalitami a majú znížené IQ. V dospelosti častejšie trpia leukémiou ako je priemer populácie. Existuje veľmi jasná korelácia medzi vekom matky a porodením dieťaťa s Downovým syndrómom (do 26 rokov veku matky je riziko 1:1300, nad 45 rokov je už riziko 1:30).

Edwardsov syndróm

Trizómia 18. chromozómu. Až štyrikrát častejšie postihuje dievčatá. Asi 95% plodov s touto poruchou zomrie už počas vnútromaternicového vývinu. Typická je mentálna retardácia a ťažké vrodené chyby srdca.