Генетические мутации

В настоящее время распространено мнение, что именно с образованием свободных радикалов связано биологическое действие излучений — как прямое (лучевое поражение), так и генетическое (мутации, злокачественные новообразования). [c.21]

В 1902 г. английский врач А. Е. Гаррод (1857—1936) исследовал вольных, у которых моча темнела при стоянии на воздухе, и обнаружил, что изменение цвета вызвано присутствием в моче гомогентизино-вой кислоты, или 2,5-диоксифенилуксусной кислоты. Он описал это явление как врожденную ошибку обмена веществ . Позднее было установлено, что это результат генетической мутации фермент, который превращает гомогентизиновую кислоту в теле здорового человека в другие вещества, у больных или не синтезируется совсем или, возможно, синтезируется в измененной форме, не обладающей каталитической активностью. В 1949 г. была открыта причина другой генетической болезни— серповидноклеточной анемии, которая обусловлена присутствием в организме мутантного гена, детерминирующего синтез аномальной полипептидной цепи гемоглобина. В -цепи молекулы гемоглобина у больных серповидноклеточной анемией происходит замена одного аминокислотного остатка глутаминовой кислоты на валин, что уже было описано в разд. 15.6. Поскольку появление аномальных молекул гемоглобина влечет за собой болезнь, серповидноклеточная анемия была названа молекулярной болезнью. С 1949 г. обнаружены сотни молекулярных болезней. Для многих из них установлена природа генной мутации и соответствующее изменение в структуре молекулы белка, зависимого от мутировавшего гена. Для ряда таких болезней обнаружение нарушения на молекулярном уровне позволило практически полностью объяснить симптомы заболевания. [c.467]

Генетические мутации также происходят под влиянием космических лучей или в результате воздействия радиоактивного излучения на гены. Разумеется, здесь мы имеем дело с весьма тонкими эффектами, которые не поддаются измерениям, подобным измерениям радиоактивности. [c.433]

ПИЯ. Однако нередки случаи, когда дефицит или полное отсутствие фермента связано с генетическими мутациями, вызывающими наследственные болезни. [c.88]

Аминокислотная последовательность очень точно задается генетической информацией организма. Явление генетической мутации проявляется биохимически в замене одной или нескольких аминокислот в данном белке или, что бывает реже, в потере способности синтезировать этот белок. Иллюстрацией биологического значения таких явлений служит болезнь, называемая серповидной анемией. Это заболевание характеризуется физиологической недостаточностью, а обусловлено оно единственной [c.372]

Рис. 10.4. Метод, позволяющий подтвердить генетическую природу питательной потребности. Мутантный штамм, полученный, как показано на рис. 10.3, скрещивают со штаммом дикого типа. Гаплоидные споры высевают на минимальную среду. При этом оказывается, что на четыре споры, способные расти, приходятся четыре, неспособные расти на минимальной среде. Это подтверждает, что неспособность расти на минимальной среде является результатом генетической мутации.

Функциональные особенности белков, например устройство активного центра фермента, задаются пространственной структурой молекулы, которая в свою очередь определяется первичной структурой полипептидной цепи. Одни генетические мутации могут блокировать синтез все- [c.27]

Рассматриваемые метаболические нарушения обусловлены генетическими мутациями, приводя- [c.317]

С течением времени в процессе естественного отбора влияние внешних условий на рост и жизнедеятельность растения закладывается и в генетический код молекулы ДНк и может образоваться новый вид растения, устойчивый к данным внешним условиям. Нанример, на вершинах сопок обычная береза преобразуется в карликовую кустарниковую березку, растущую вместо нее. Именно размеры растения определяются влиянием внешних условий, но внешние условия могут влиять и на генетический код ДНК. Вернее со временем может образоваться генетические мутации растения, которое оказавшись более устойчивым в данных условиях хорошо приживается и широко распространяется. [c.383]

И напротив, данные о генетических мутациях у мышей [20] и о возможном раковом заболевании животных [21] и человека [22] свидетельствуют о противоположной тенденции при высоком уровне радиации. Доза, необходимая для создания остаточного генетического повреждения вследствие увеличения опасности ракового заболевания, незначительно уменьшается по мере возрастания интенсивности радиации. Это соответствует предположению [c.421]

В ЖИВОМ мире крайне редки случаи проявления только поворотной симметрии [6]. Примером может служить вышеупомянутая медуза. Ее исключительно поворотная симметрия может быть следствием предпочтительности вращательного движения в процессе захвата пищи Лепестки цветов наподобие лопастей вентнляюра обусловливают наличие поворотной симметрии это явление-не редкость в мире цветов. Правда, происхождение некоторых из таких разновидностей может быть связано с генетическими мутациями цветов с более высокой симметрией. [c.35]

Изониазид представляет собой интересный химиотерапевтический препарат. Обычно его дают вместе с другими противотуберкулезными препаратами это снижает вероятность генетической мутации бактерий в штамм, устойчивый к применяемому химиотерапевтическому средству. Биохимика, наверно, заинтересует то, что изониазид относится к тем немногим препаратам, метаболизм которых подвержен генетическому контролю. Как показали Д. Ивенс и сотрудники, необычно медленный метаболизм изоииазида является аутосомным рецессивным признаком. Изучение генетического контроля метаболизма лекарственных препаратов представляет огромный интерес для химиков, биохимиков и специалистов в области молекулярной биологии. [c.218]

МН в геноме, к изменением состава молекул, связанных с геномом. Нужно особо подчеркнуть этот общий принцип, так как у дифференцировки имеется ряд черт, которые можно было бы принять за следствие генетических мутаций. В частности, как мы уже говорили, состояние дифференцировки наследуется потомки дифферешщрованных клеток обычно сохраняют все свойства, характерные для родительских клеток. [c.75]

В процессе биосинтеза белка случаются ошибки, следствием которых является изменение нормальной последовательности аминокислотных остатков. Образующийся аномальный белок, лишенный биологической активности, является результатом генетической мутации. Она происходит, если в ДНК, кодирующей данную полипептидную цепь, химически изменяется или выпадает одно мононуклеотидное звено или же если в эту ДНК включается один лишний мононуклеотид. При этом нормальная, непрерывная последовательность кодирующих триплетов в гене изменяется и соответствующим образом изменяется аминокислотная последовательность полипептидной цепи, кодируемой этим геном. В большинстве случаев процесс ограничивается заменой одной-единственной аминокислоты на другую. Исследование таких мутантных белков (т. е. белков с каким-либо изменением, являющимся результатом мутации) представляется очень важным, так как оно дает возможность обнаруживать те аминокислотные остатки полипептидной цепи, которые играют существенную роль в определении структуры и функции белка. [c.382]

В условиях культуры клетки имагинальных дисков иногда дифференцируются в структуры, отличные от тех, которые должны были образоваться из данного диска, и в этом случае говорят, что клетки диска трансдетермииировались. Такая трансдетерминация представляет собой переход из одного наследуемого состояния в другое и поэтому сходна с результатом генетической мутации. [c.79]

В некоторых случаях в результате генетической мутации дефектным оказывается также четвертый фермент фенилалани- [c.581]

Гемоглобины дают очень интересный материал для изучения генетических мутаций у высших животных и человека. Их разделение и идентификация осуществляются обычно на бумаге или ацетат-целлюлозной мембране при pH 6,5 в фосфатном или како-дилатном буфере, хотя отличия в электрофоретической подвижности между некоторыми из них очень невелики. Электрофорез в гелях, обладающий гораздо большей разрешающей силой, все чаще применяется для вышеуказанной цели [53]. [c.103]

Далее, исследование структурных формул белков показало, что все молекулы данного белка математически тождественны друг другу, и только в результате генетической мутации может появиться измененная мутированная клетка, способная синтезировать измененный белок, причем все молекулы этого измененного белка также идентичны друг другу. Впервые Ингрэм на примере гемоглобина, а затем многие другие ученые показали, что простая генетическая мутация приводит к изменению одного единственного аминокислотного звена в полинентидной цепи белка. При этом свойства белка могут сильно измениться, хотя химическое повреждение и кажется весьма незначительным. Это проистекает из того, что макромолекулы белков свертываются в спиральную вторичную структуру вследствие образования огромного числа внутримолекулярных водородных связей, а спиральные з частки изгибаются и складываются в компактную третичную структуру, определяемую весьма тонким балансом различных молекулярных сил сцепления и отталкивания. Часто изменение природы одного звена цепи может вызвать катастрофические изменения третичной структуры. [c.10]

Модель Уотсона-Крика позволяет представить себе, как может удваиваться нативная молекула ДНК, образуя две одинаковые дочерние молекулы. Поскольку две цепи ДНК комплементарны, каждая из них при расплетании двойной спирали может служить матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Последовательность оснований во вновь синтезируемой цепи будет определяться спецификой водородных связей между основаниями цепи-щаблона и вновь образуемой цепи (рис. 4.13). Таким образом, генетическая информация, содержавшаяся в последовательности пар оснований родительской молекулы, будет полностью воспроизведена в двух дочерних молекулах. Более того, если в процессе удвоения ДНК произошла ошибка и какой-то нуклеотид во вновь образуемой цепи выпал или оказался некомплементарным исходному, то это может изменить информационное содержание молекулы, причем можно ожидать, что эта ошибка будет передана дочерним молекулам ДНК в следующих поколениях. Такая замена пары нуклеотидов может обладать свойствами генетических мутаций. Таким образом, модель структуры ДНК Уотсона и Крика объясняет как способность генов к самоудвоению (репликации), так и их информационные свойства. [c.107]

Первые три мутанта, выделенные Бидлом и Татумом, были обозначены раЬ, pdx и thi. Для их роста на минимальной среде требовались добавки п-аминобензойной кислоты, пиридоксина и тиамина соответственно. В каждом из трех случаев наблюдалось блокирование определенного этапа метаболизма, в норме приводящего к образованию соответствующего недостающего питательного вещества. Таким образом, было установлено однозначное соответствие между генетической мутацией и исчезновением определенного фермента, необходимого на данной биохимической стадии метаболизма. Исходя из этого, Бидл и Татум и сформулировали гипотезу один ген-один фермент каждый ген направляет синтез одного фермента (рис. 10,5). В ходе дальнейших исследований эта гипотеза в несколько модифицированном виде - один ген -одна полипептидная цепь -полностью подтвердилась. [c.11]

В эволюционной гонке вооружений между кукушками и хозяевами продвижение вперед каждой стороны выражается в возникновении генетических мутаций, которые затем поддерживаются отбором. Чем бы ни определялась способность широко раскрытого клюва кукушонка действовать на нервную систему хозяина подобно наркотику, она возникла в результате мутации. Эффект этой мутации мог проявляться, например, в окраске и форме ротовой полости кукушонка. Однако ее самый непосредственный эффект заключался даже не в этом. Непосредственное влияние мутация оказывала на невидимые химические события, происходящие внутри клеток. В этом-то и состоит самая суть. Эффект этих же самых генов кукушки на одураченного хозяина является лишь чуть-чуть менее непосредственным. Совершенно в том же смысле, в каком мы можем говорить о действии (фенотипическом) генов кукушки на цвет и форму раскрытой пасти кукушонка, мы вправе говорить о действии (расширенно-фенотипическом) этих генов на поведение хозяина. Г ены паразита могут влиять на тело хозяина не только тогда, когда паразит живет внутри этого тела и действует прямыми химическими путями, но и тогда, когда паразит существует совершенно отдельно от хозяина и оказывает свое действие на расстоянии. Более того, как мы сейчас увидим, даже химические влияния могут оказываться извне. [c.193]

Из данных табл. 7.1 видно, что около 10% людей испытывают в некоторые периоды своей жизни более или менее серьезные беспокойства в связи с заболеваниями или дефектами частично или полностью генетической природы, причем 9 из 10 таких дефектов являются "нерегулярно наследуемыми состояниями". Однако неизвестно, какой процент зтих "спонтанных" генетических мутаций — результат опасности, созданной человеком, например, при испопьзовании изпучения. [c.101]

Метод удвоения дозы предполагает оценку опасности радиационных генетических мутаций сравнением их с естественно возникающими генетическими заболеваниями человека, связанными с повреждением генетического аппарата. Риск определяется по дозе, при которой индуцированные ею генетические мутации приводят к такому же количеству генетических заболеваний, как и в естественных условиях. Метод основывается на том, что, во-первых, известна спонтанная частота возникновения разного рода генетических заболеваний человека во-вторых, известно, в какой мере эти заболевания поддерживаются в человеческой популяции вновь возникающими мутациями и, в-третьих, что самое важное, метод предполагает наличие пропорциональности между частотой спонтанных мутаций и частотой индуцированных мутаций. Удвоенная доза, вычисленная НКДАР, равна 1 Гр. Это значение получено на основе многочисленных экспериментов с мышами, а также на основе данных о гибели детей, рожденных людьми, пережившими взрывы атомных бомб в Японии. Данные, полученные при помощи этого метода, вместе с данными, приведенными в табл. 7.1, использовали для вычисления ожидаемых дополнительно генетических заболеваний, вызванных поглощенной дозой 10 мГр при облучении с низкой мощностью и низкой ЛПЭ в популяции, насчитывающей миллион живорожденных индивидов. Найденные значения приведены в табл. 7.3. Они требуют некоторых пояснений. [c.105]

Структурную организацию белков, механизм их самосборки и функционирования принято рассматривать в свете трех основных принципов. Во-первых, позднее будет показано (гл. 6), что последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяется ДНК-матрицей, направляющей синтез белка (гл. 26). Во-вторых, принимаемая полипептидной цепью трехмерная конформация полностью определяется специфической аминокислотной последовательностью этой цепи, и изменения в последовательности, происходящие вследствие генетических мутаций, приводят к образованию конформационно измененных и частично менее стабильных, менее акт1гвных или неактивных белков. В-третьих, специфическая активность белка как фермента, гормона, переносчика кислорода и т. д. зависит от его конформации. Хотя белки представляют собой динамические структуры, даже ограниченные изменения конформации могут привести к потере биологической активности. [c.101]

На протяжении многих поколений эволюция совершенствует структуру организма, доводя ее до оптимальной, и приводит ее в соответствие со средой обитания. Однако в подавляющем большинстве экологических ниш наблюдаются изменения, которые происходят слишком быстро для того, чтобы могла выработаться эволюционная адаптация. В этих условиях наиболее приспособленными окажутся организмы, способные к адаптации иного рода, не требующей генетических мутаций, но тем не менее модифицирующей поведение в соответствии с изменившимися обстоятельствами. Если последовательность изменений окружающей среды полностью предсказуема, наподобие смены дня и ночи или зимы и лета, автономные изменения организма по соответствующему расписанию могут быть генетически запрограммированы. Так, фотосинтезирующая активность принадлежащего к динофлагеллятам одноклеточного организма Оопуаи1ах (рис. 1-39) обнаруживает 24-часовую периодичность, поддерживающуюся, даже если организм в течение недели содержать в условиях постоянного освещения. Такие биологические часы есть и у многих других организмов, но механизм их действия все еще не разгадан. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология