Există mai multe cauze ale încălcării programului genetic al celulei.
Schimbările în structura biochimică a genelor includ mutații punctuale cu pierderea oricăror nucleotide, ducând la o disfuncție a programării informațiilor genetice; pierderea unei părți a cromozomului; polimerizare cu formarea secțiunilor suplimentare de cromozomi. Unul sau mai mulți cromozomi noi pot fi absenți sau apar.
Activarea genelor patogene pot fi asociate cu modificări structurale ale genelor regulatoare, gene letale la activare cu homozigot pentru gene autozomale recesive sau manifestare patogenă a genelor asociate cu podeaua. În plus, manifestarea unei trăsături autozomale recesive patogene poate fi asociată cu o altă genă (gene și trăsături legate).
Reprimarea (suprimarea) "genelor vitale" se datorează motivelor de mai sus.
Introducerea în genomul unui fragment de ADN străin cu proprietăți patogene. de exemplu un virus, poate duce la moartea celulelor sau persistența virusului în interiorul acestuia. Această persistență duce deseori la apariția creșterii tumorilor maligne. În condițiile experimentale, cercetătorii introduc în celulă atât gene patologice cât și gene care lipsesc în celulă (inginerie genetică).
Toate aceste încălcări ale genomului poate fi moștenită, în cazul în care acestea apar în celulele embrionare sau conduc la modificări fizice în corpul unui animal fără un transfer ereditar (gena modificată în celulele somatice).
Materialul genetic poate fi schimbat atât de brut încât devine clar vizibil chiar și atunci când studiază cromozomi cu ajutorul microscopiei de lumină în timpul fisiunii. Acestea sunt așa-numitele mutații genomice și cromozomiale.
Genomicele mutații conduc la o schimbare brută în structura materialului ereditar nuclear ca un întreg. Însoțită de o modificare a numărului și forma cromozomilor, raportul dintre conținutul de celule diferite. De multe ori mutatie genomice caracterizeaza aneuploidie, poliploidie sau geteroploidiya care este adesea observată în celulele tumorale maligne în încălcarea mitoză (la mitozei redus). O mutație genomică se poate datora faptului că unul dintre cromozomi nu este reprezentat de doi, ca de obicei într-o celulă somatică, ci de trei sau mai multe copii. Un exemplu al unei astfel de mutații este sindromul Down. Sindromul Down la om este cauzata de translocație (aderarea) a cromozomului 21 in 14 sau 22, cu formarea de copii adiționale.
În cazul modificării structurii cromozomilor individuali, mărimea umerilor crește sau scade, secțiunea unui cromozom este translatată în alta și segmentul cromozomului este rotit cu 180 °. Lipsa uneia dintre părțile cromozomului se numește o eliminare. Pierderea de zone semnificative ale cromozomului duce de obicei la moartea corpului. Dublarea unei părți a unui cromozom este o dublare. Inversarea segmentului de cromozom cu 180 ° este desemnată ca o inversiune și, fenotipic, ea nu se poate manifesta. Locurile de schimb între cromozomii non-omologi - translocația - conduc de obicei la dizabilități ale dezvoltării corpului, incompatibile cu viața.
O mutație genetică sau punct este înlocuirea nucleotidelor individuale sau a unor părți mici ale genomului într-o singură genă. O mutație genetică este invizibilă într-un studiu histologic, dar schimbă fenotipul celulei, ceea ce duce la formarea de noi semne în celulă și / sau în corp ca întreg.
Mutațiile conformaționale sunt izolate atunci când o nucleotidă este înlocuită cu o altă schimbare a helixului dublu ADN.
Uneori o mutație nu schimbă informațiile stocate de genom. O astfel de schimbare a genomului se numește o mutație silențioasă. Dacă mutația provoacă denaturarea informațiilor stocate de genom, se numește o mutație care distorsionează semnificația biologică a informațiilor ereditare. Aceasta duce la formarea de enzime cu activitate modificată, furnizează semne noi, neobișnuite pentru celulă și întregul organism.
Prin mutație, având în nici un sens, înțelegerea mutație genetică care modifică structura genei, astfel încât citirea informațiilor de la ea devine imposibilă, sau secvența de ARNm care nu poate fi tradusă de ribozomului.
Transmiterea mutației constă în înlocuirea purinelor (adenină cu guanină sau invers) sau cu pirimidine. O mutație transversală este o substituție a purinei cu pirimidina sau invers.
Mutageni sunt factori de orice natură care modifică structura genomului și cauzează mutații. Izolați mutageni endogeni și exogeni. Acestea pot fi efecte de natură fizică (radiații ionizante, radiații ultraviolete, leziuni, febră). Mutagentele chimice sunt unele pesticide, otrăvuri industriale (benzen, benzopiran, epoxizi, unele aldehide), compuși ai mercurului, citostatice. Acțiunea mutagena este exercitată de anumiți aditivi alimentari (ciclamați, carbohidrați aromatici), compuși ai peroxidului de lipide, radicali de oxigen liber conținute în peroxid de hidrogen și ozon.
Ca urmare a mutațiilor, apar boli genetice.
1. Boli cauzate în totalitate de influența genei patologice. Aceste tulburări se manifestă întotdeauna indiferent de caracteristicile care preced activitatea vitală a celulelor și a organismului în ansamblu. De obicei, manifestările cauzate de astfel de mutații pot fi observate deja din momentul nașterii animalului sau a omului. Odată cu vârsta, gradul de deteriorare poate fi mărit sau într-o stare slab dinamică (staționară). Cu toate acestea, există o serie de mutații care pot apărea la o vârstă mai târzie (unele miopatii, coreea Huntington).
2. Boli în care factorul genetic se manifestă numai în prezența condițiilor de mediu adecvate și a caracteristicilor dezvoltării individuale. Deci, tendința spre diabet zaharat se poate manifesta în funcție de caracteristicile nutriției. Acest tip de boli ereditare este aproape întotdeauna detectat după naștere, uneori în vârstă și vârstă senilă.
3. Boli în care ereditatea este principalul factor cauzal. Boala se manifestă, însă gradul, viteza și severitatea fluxului sunt diferite datorită nivelului de acumulare în corp a consecințelor influenței factorilor etiologici care apar în procesul activității vitale.
Boli ereditare pot fi transmise prin mecanisme autosomale dominante, autosomale recesive și sunt legate de sex.
Tipul autosomal dominant de moștenire se manifestă chiar și în cazul moștenirii monozigotice și apare în jumătate din cazurile în care unul dintre părinți este heterozygos pentru gena patologică, iar celălalt părinte este sănătos. În cazul homozigozității unui părinte, boala apare la toți copiii.
Mecanismul autosomal recesiv al moștenirii mutației este însoțit de manifestarea unui semn în celulă numai atunci când genele ambelor cromozomi sunt mutante. În caz contrar, boala se va manifesta dacă genele mutante sunt într-o stare homozigotă.
În caz de dominare incompletă, gena apare atât în stări monozigotice, cât și dizigotice, dar gradul leziunii în varianta monozigoasă este mult mai slab.
Boli ereditare asociate cu sexul sunt cauzate de transmiterea de tulburări genetice în cromozomii sexului, astfel încât manifestările bolii sunt direct legate de sexul individului.
Uneori, mutațiile genetice sunt transmise prin cromozomi somatici, iar aspectul lor depinde de sex. De exemplu, ateroscleroza vaselor în aceleași condiții se dezvoltă mai devreme la bărbați, deoarece hormonii sexuali feminini blochează dezvoltarea bolii. Huntington Huntington se dezvoltă mai devreme la bărbați decât la femei, deoarece primele procese de polimerizare a genelor sunt mai rapide.
Tulburările în implementarea programului genetic sunt asociate cu următoarele fenomene.
Disorders mitoza sunt însoțite de o distribuție inegală a cromozomilor (reduse sau amitosis mitoza) și conduc la displazie (celule formarea monstru). O altă opțiune este formarea celulelor poliploide sau multinucleate. Supresia în masă a mitozelor, cu pierderea capacității celulelor de a diviza, duce la perturbări în regenerarea organelor și a țesuturilor. Cauzele sunt modificări reglementare operon, deteriorarea centrul celulei și / sau microtubulii schimba cytokinesis la afectarea formării microtubulilor și interacțiunilor aktominimiozinovyh, tulburările de alimentare cu energie și de fisiune t. D. Perturbări în ciclul mitotic depinde de stadiul. In perioada presynthetic interfază cu discontinuități în molecula de ADN în cursul citirii informației genetice (transcriere), în timp ce cromozomi si controlul asupra proceselor de citire a genomului distribuite corect. Perioada de sinteză poate perturba replicarea ADN-ului din cauza blocarea ADN polimeraze lipsesc nucleotidele deficit de aprovizionare cu energie și altele similare. D. Perioada postsynthetic, ca și în cel precedent, se poate dezvolta o încălcare a conținutului sau a blocării kinaze dependente de ciclină și ciclinele genomului majore daune . In timpul mitozei pot apărea încălcări ale factorului de stimulare a mitozelor conținut, cytokinesis prea devreme sau, invers, blocada (complexele minimiozinovyh ACP activitate dezordonată), asamblarea incorectă a filamentelor ax. Acestea sunt doar câteva dintre variantele posibile de încălcări ale acestui proces.
Perturbări cauzate de patologia meiozei în operonul reglementare, deteriorarea centrul celulei și / sau polimerizarea microtubulilor, schimbările din tsitogomii de fond la eșec în formarea microtubulilor și divizarea puterii de întreținere interacțiuni patologia ACP-minimiozinovyh. Acest lucru se datorează schimbărilor în activitatea hormonilor sexuali, patologia sprijinirea celulele tubilor complicate ale testiculelor, ovarelor și a epiteliului folicular duce la sterilitate sau malformații ereditare.
Tulburări teratogene. asociate cu schimbarea în desfășurarea unui program genetic normal în momentul comuniunii genomului și determinării celulelor. Acestea sunt însoțite de tulburări de dezvoltare congenitale, ne-mostenite (deformări). Celulele încep să formeze țesuturi și organe greșite, care trebuiau să fie un program de dezvoltare. Factorii teratogeni pot fi hipovigaminoza, hipervitaminoza, traume, radiatii ionizante, unele medicamente, hipoxie etc.
Încălcările de ereditate extranucleară apar în principal în genomul mitocondriilor. Tulburările patologice sunt cauzate de mutații ale genomului, de deteriorarea translației pe ARNm etc. Activitatea lanțurilor de fosforilare oxidativă se schimbă, iar capacitățile de protecție-compensare ale organismului pentru hipoxie, suprasarcină fizică etc. sunt reduse.
Una dintre încălcările funcțiilor genomului este sindromul de îmbătrânire prematură a celulelor (țesuturi și corp). Acesta este un grup de boli care pot fi cauzate de mai multe motive. Dintre acestea, există procese de metilare ADN perturbate, distrugerea excesiv de rapidă a telomerilor de cromozomi, acumularea de mutații în genom.
Distribuiți un link cu prietenii
Trimiteți-le prietenilor: