Өзгергіштік

Қ олданылатын ә дебиеттер: 1. Қазымбет П. Қ., Аманжолова Л. Е., Нұртаева Қ.С. Медициналық биология / А б. 2. Е. Ө. Қуандықов ред. Медициналық биология және генетика/ А б. 3. В.Н. Ярыгин. Биология / М.- Высшая школа т. 1,2.

Д ә ріс жоспары: Өзгергіштік, типтері мен түрлері. Фенотиптік өзгергіштік. Реакция нормасы. Фенокопиялар. Генотиптік өзгергіштік, анықтамасы, жіктелуі: а) комбинативтік өзгергіштік б) мутациялық өзгергіштік Генетикалық материалдың репарациясы.

Ө згергіштік – тірі а ғ заларды ң жа ң а белгілерге ие болу қ асиеті Өзгергiштiк Фенотиптік (айқындалған, топтық, тұқым қуаламайтын) Модификациялық Генотиптік (айқындалмаған, жеке, тұқым қуалайтын) МутациялықКомбинативтік

Фенотиптiк (модификациялы қ ) ө згергiштiк генотиптiң өзгеруiнсiз сыртқы орта факторларының тікелей әсерінен фенотиптің өзгеруімен байланысты бұл белгiлер тұқым қуаламайды ағзаның тiршiлiк ету ортасына бейiмделуiн қамтамасыз етедi.

Модификациялы қ ө згергіштікті ң келесі т ү рлерін ажыратады: модификациялар, морфоздар, фенокопиялар Модификациялар – фенотиптің тұқым қуаламайтын өзгерістері, сыртқы орта факторларының әсерінен дамиды, сыртқы ортаға бейімделу болып табылады, алайда олар қайтымды, орта факторының әсері жойылғанда қайта орнына келеді. Мысалы: оттегінің мөлшері төмендегенде қанда эритроциттердің мөлшерінің азаюы.

Модификациялы қ ө згергіштік

Морфоздар – бұл фенотиптің ортаның экстремальды факторларының әсерінен дамитын тұқым қуаламайтын өзгерістері, олар бейімделуді қамтамасыз етпейді және қайтымсыз (мысалы: күйіктер, тыртықтар).

Фенокопиялар – бұл тұқым қуалайтын аурулардың фенотипіне ұқсас фенотиптің қалыптасуы жүретін фенотиптің тұқым қуаламайтын өзгерістері. Мысалы: 1. Пародонтоз - десмотонтоз немесе Готтлиб синдромы 2. Тіс эмалының гипоплазиясы - оның фенокопиялары 3. Фиброздық гиперплазия (эпилипсияда дифенилгидантоинды қабылдауға байланысты) - Фиброматоздың тұқым қуалайтын формалары 4. Ерін және таңдай жырығы (жүктіліктің 1 триместрінде сәулелену не гормональды әсер, токсикоздың ауыр түрі) - тұқым қуалайтын ерін және таңдай жырығы (50 –ден астам синдромдар) Фенокопиялар тұқым қуаламайды.

Тіс эмалыны ң гипоплазиясы

Ерін ж ә не та ң дай жыры ғ ы

Модификациялы қ ө згергіштік (реакция нормасы) Белгінің модификациялары минимумнан максимумға қарай реакция нормасының шегінде өзгеретін вариациялық қатар түзеді. Модификациялық өзгергіштіктің генотиппен анық талатын шегі реакция нормасы деп аталады. Реакция нормасы генетикалық факторлармен бақыланып, тұқым қуалайды.

Мысалы: ағаш жапырақтарының мөлшері Адамның сандық белгілерінің өзгеруі. Адамның сандық белгілері: Тері түсінің интенсивтілігі Қан қысымы, қан құрамындағы эритроциттер мөлшері Салмағы және т.б.

Модификациялы қ ө згергіштікті ң ма ң ызы Ағзалардың тiршiлiк ету ортасына бейiмделуiн қамтамасыз етедi Фенотиптік өзгергіштіктің заңдылықтарын білу медицина тәжірбиесі үшін өте маңызды, бұл сыртқы орта факторларының не олардың жиынтықтарының фенотиптің қалыптасуындағы ролін анықтауға мүмкіндік береді. Фенокопияларды білу дәрігерге : а) дұрыс диагноз қоюға; б) аурудың жағдайына дәлірек болжам жасауға және болашақта сол жанұяда ауру бала туу мүмкіндігін анықтауға мүмкіндік береді.

2. Генотиптік ө згергіштік - генотипті ң (генетикалы қ материалды ң ) ө згеруімен байланысты ө згергіштік сырт қ ы орта ғ а факторларына т ә уелсіз ж ә не т ұқ ым қ уалайды. Генотиптік өзгергіштік Комбинативтік Мутациялық өзгергіштік өзгергіштік

Комбинативтік ө згергіштік –ата- аналар гендеріні ң қ айта ү йлесуіне (комбинациясы) байланысты ө згергіштік. Комбинативтік ө згергіштікте ата-аналарыны ң гаметаларыны ң қ осылуыны ң н ә тижесінде гендерді ң жа ң а комбинациялары пайда болады, біра қ ол гендер ж ә не хромосомалар еш қ андай ө згеріске ұ шырамайды. Мысалы: II және III қан топтары бар ата- аналардан I II III IV қан топтары бар балалардың туылуы Р I O I A x I O I B G I O I A I O I В F 1 I O I О, I O I В, I O I A, I А I В

Комбинативтік өзгергіштіктің механизмдері: Кроссинговер кезінде гендердің рекомбинациясы Мейоз кезінде (анафазада) хромосомалардың және хроматидтердің тәуелсіз ажырауы Ұрықтану кезінде гаметалардың кездейсоқ қосылуы

Комбинативтік ө згергіштікті ң биологиялы қ ма ң ызы Биологиялық түрлердің әртүрлілігін, бір түрдің дараларының әртүрлілігін және олардың тіршілікке қабілеттілігін қамтамасыз етеді. Мысалы: адамдардың алуан түрлілігі, бір жанұяда балалардың әртүрлілігі

Мутациялы қ ө згергіштік Мутациялар(латынша mutatio -өзгеріс) - генетикалық материалдың сыртқы және ішкі факторлардың әсерінен өзгерулері. Мутация генотиптің де фенотиптің де өзгеруімен жүреді және ұрпақтан ұрпаққа беріледі. Мутациялар кенеттен, секірмелі дамиды. Бұл терминді ғылымға енгізген Г. Де Фриз (1901 ж).

Мутациялы қ ө згергіштік Мутациялардың түзілу процесін мутагенез деп атайды. Мутацияларды тудыратын факторларды мутагенді факторлар деп атайды. Мутагендік факторлар Физикалық Химиялық Биологиялық мутагендік мутагендік мутагендік факторлар факторлар факторлар

Мутагендік факторлар Физикалық: сәулелердің әртүрлі түрлері, температура, ылғалдылық және т.б. Химиялық: а) табиғи органикалық және органикалық емес заттар (нитраттар, алкалоидтар, гормондар, ферменттер және т.б.); б) табиғи қосылыстардың (мұнай) өндірістік өңдеу өнімдері; в) синтетикалық заттар(дәрілер, пестицидтер, тағам консерванттары, инсектицидтер, бояулар) және т.б. Биологиялық: а) вирустар (қызылша, қызамық; грипп) б) паразитарлық агенттер (бактериялар, рикетссиялар, қарапайымдар, гельменттер).

Мутацияларды ң жіктелуі 1.1. Пайда болу себептеріне байланысты Спонтандық немесе табиғи мутациялар – адамның қатысуынсыз табиғи мутагендік факторлардың әсерінен дамиды; Индукциялық немесе жасанды мутациялар – белгілі мутагендік факторларды бағыталған әсерінен дамиды (адамның қатысуымен).

Мутацияларды ң жіктелуі 1.2. Пайда болу орнына байланысты Сомалық мутациялар – сома (дене) жасушаларында пайда болатын мутациялар, сол дараның ағзасының бір бөлігінде көрініс береді, бұл белгілер келесі ұрпаққа тек вегатативті көбеюмен беріледі. Генеративті мутациялар - жыныс жасушаларының пайда болатын мутациялар, келесі ұрпақтарында жарыққа шығады, олар жыныстық көбею арқылы ұрпақтан ұрпаққа беріледі. Генеративті мутациялар ядролық және ядродан тыс( не митохондриялық) болып бөлінеді.

Мутацияларды ң жіктелуі Ағзаның тіршілік қабілетіне әсер етуіне байланысты Зиянды мутациялар - тұқым қуалайтын ауруларға ұшыратады. летальдық мутациялар (өлімге ұшыратады) сублетальды мутациялар (тіршілікке қабілеттілігін төмендетеді) Нейтральды мутациялар – тіршілікке қабілеттілігіне әсер етпейді, мысалы көз түсі, қан тобы. Пайдалы мутациялар - тіршілікке қабілеттілігін жоғарлатады, мысалы, тарақандардың улы химикаттарға төзімділігінің қалыптасуы.

Мутацияларды ң жіктелуі Генетикалық материалдың өзгеруіне байланысты Геномдық мутациялар Хромосомалық мутациялар (абберациялар) Гендік мутациялар (нүктелік немесе трансгенациялар)

Геномды қ мутациялар - хромосомалар саныны ң ө згеруіне байланысты мутациялар Геномдық мутациялар Полиплоидия Гаплоидия Анеуплоидия (гетероплоидия)

Геномды қ мутациялар 1. Полиплоидия – хромосомалар санының гаплоидты жиынтыққа еселенуі (2 n +n) 3n, 4n... Сүтқоректілер мен адам үшін - летальды мутация 2. Гаплоидия - хромосомалардың тек гаплоидты жиынтығының болуы - 1 n Сүтқоректілер мен адам үшін - летальды мутация

Геномды қ мутациялар 3. Гетероплоидия /анеуплоидия/ - жеке хромосомалар санының өзгеруі а)нулисомия б) моносомия в) трисомия г) тетрасомия

Гетероплоидия (трисомиялар) Патау синдромы Эдварс синдромы 47 ХХ (13 +) 47 ХУ (18+) д

Хромосомалы қ мутациялар (абберациялар) - хромосомаларды ң құ рылысыны ң ө згеруіне байланысты мутациялар Хромосомалық мутациялар Хромосомаішілік Хромосомааралық қайтақұрылымдар қайтақұрылымдар

Хромосомалы қ мутациялар 1. Хромосомаішілік абберациялар дифишенси делеция дупликация инверсия (амплификация)

Хромосомалы қ мутациялар 2. Хромосомааралық абберациялар Реципрокты транслокация A B C D E F A B C D S K R T N H S K R T N H E F Реципрокты емес транслокациялар A B C D E F A B C D W L M H W L M H E F Робертсондық транслокациялар

Реципрокты емес транслокация

Гендік мутациялар Механизмдері: нуклеотидтердің ауысуы транзициялар трансверсиялар (А Г, Ц Т) ( А,Г Ц,Т) бір н/е бірнеше нуклеотидтердің қосылуы н/е түсіп қалуы ақпараттың оқылу ретінің өзгеруі

Гендік мутациялар Миссенс мутациялар – кодон мағынасының өзгеруі және басқа ақуыздың түзілуі; Нонсенс-мутациялар – мағынасыз кодондардың (УАА, УАГ,УГА) түзілуі;

Ангидротикалы қ эктодермальды дисплазия Х –тіркесті рецессивті ауру Аномальды, үшкір тістер, жартылай тістерінің болмауы (гипо-, адонтия)

Пикнодизостоз Аутосомды- рецессивті ауру Бет сүйегінің нашар жетілуі, тіс пішінінің және орналасуының өзгеруі, тістерінің кеш шығуы, көптік тіс жегі (кариес)

Хондроэктодермальды қ дисплазия Аутосомды рецессивті ауру Негізгі белгілерінің бірі – тістірінің болмауы (адонтия), ерте түсетін, майда, дұрыс емес формалы тістер

Мутациялы қ ө згергіштікті ң ма ң ызы Эволюциялық маңызы - жаңа түрлердің, сорттардың, тұқымдардың пайда болуы. Адам популяцияларының полиморфизмі мутацияларға байланысты: мұрын, құлақ пішіні және т.б. Мутациялар нәтижесінде тұқым қуалайтын аурулар дамиды. Дәрігерге тұқым қуалайтын аурулардың себебін білу емдеу жолын дұрыс таңдауға; Жанұяда ауру балалардың туылу мүмкіндігін анықтауға мүмкіндік береді.

Таби ғ и мутация ғ а қ арсы тос қ ауылдар ( барьерлер) Генетикалық кодтың триплеттігі және артықтылығы рецессивті мутациялардың жарыққа шығуына кедергі жасайтын хромосомалардың жұптылығы ДНҚ –да бір геннің бірнеше рет қайталануы; ДНҚ репарациясы

ДНҚ репарациясы (генетикалық репарация) – ДНҚ молекуласының зақымдалған аймақтарының қалпына келу процесі. Эволюция барысында қалыптасқан репарация процесі мутациялық процесті тежеп, ағзаның тұқымқуалаушылық қасиетінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Репликация процесіне қ атысты ДН Қ репациясыны ң екі негізгі типін ажыратады: 1. Репликацияға дейінгі репарация: - жарықтық репарация немесе фотореактивация - қараңғылық немесе эксцизиялық репарация 2. Репликациядан кейінгі репарация

1. Жары қ ты қ репарация не фотореактивация 1. УФ с ә улелерді ң ә серінен к ө рші орналас қ ан пиримидиндер арасында байланысты ң пайда болуы, ДН Қ репликациясын тежейді. Жары қ кванттары арнайы фермент - фотолиазаны активтендіреді, фермент за қ ымдал ғ ан ДН Қ -мен байланысып, димерлерді ажыратады да ДН Қ тізбегіні ң б ү тіндігін қ алпына келтіреді.

Фотореактивация

Қ ара ңғ ылы қ репарация не эксцизиялы қ репарация ДН Қ тізбегінен за қ ымдал ғ ан айма қ кесіліп алынады, сонды қ тан эксцизиялы қ репарация деп аталады. Б ұ л репарацияны ң молекулалы қ механизмдері 1964 жылы ашыл ғ ан. Осы репарация типіне бірнеше арнайы механизмдер жатады: Мысалы: гликозилазалар тек модификациялан ғ ан негіздерді кеседі, АР-эндонуклеазалар – апуриндік сайттарды кеседі.

Варианттары

Қ ара ңғ ылы қ репарацияны ң сатылары 1. УФ-эндонуклеазамен за қ ымдал ғ ан айма қ ты тану; 2.Инцизия – осы ферментпен ДН Қ тізбегін за қ ымдал ғ ан жерді ң екі шетінен кесу; 3. ДН Қ за қ ымдал ғ ан фрагментін эксцизиясы –5'– 3' экзонуклеза кесіп алуы –геликаза ферментіні ң к ө мегімен ДН Қ тізбегі шешіледі

Қ ара ңғ ылы қ репарацияны ң сатылары 4. Ресинтез – ДН Қ полимераза 1 пайда бол ғ ан бос айма қ ты (брешь) қ айта қ алпына келтіріп, ДН Қ - лигаза жа ң а синтезделген тізбекті б ұ ры ңғ ы тізбекпен жал ғ айды.

2.1. Ж ұ птасу қ ателігін д ұ рыстау (Мисмэтч-репарация) Мисмэтч-рапарация жа ң а тізбекте комплементарлы қ ты ң б ұ зылуынан пайда бол ғ ан қ атені ж ө ндейді. Б ұ л механизмні ң ерекшелігі, ол аналы қ ДН Қ тізбегін жа ң а тізбектен ажырата алып, жа ң а тізбекті ж ө ндеуі. Аналы қ ДН Қ тізбегі метилденген, ал жа ң а тізбек репликация со ң ына дейін метилденбеген. Осы уа қ ыт аралы ғ ында негіздерді ң ж ұ птасу қ ателігі ж ө нделуі тиіс.

ДН Қ посрепликативті репарациясы Б ұ л репарация ә детте к ө п за қ ымдалулар экцизиялы қ репарация к ө мегімен ж ө нделмеген жа ғ дайда ж ү реді. Т ү рі – рекомбинативті репарация – рекомбинацияны генетикалы қ материалды ң за қ ымдалма ғ ан к ө шірмесін алу ү шін қ олданады.

ДН Қ посрепликативті репарациясы Мутагенді факторды ң ә серінен ДН Қ тізбегіні ң бірі за қ ымдалады. Онда тиминдік димер пайда болады. Репликация н ә тижесінде сол тимндік димерге қ арама қ арсы айма қ та жа ң а тізбекте бос айма қ (брешь) пайда болады. Пострепликативті репарация барысында uvr А белогы синтезделеді, ол қ алыпты ДН Қ тізбегімен байланысып, сол қ уыс айма ққ а с ә йкес фрагментін кесіп алып, лигаза ферментіні ң к ө мегімен бос қ уыс ққ а жал ғ айды. ДН Қ жа ң а тізбегі қ алпына келеді. Ал ескі тізбегі ДН Қ полимераза 1 ферментімен қ алпына келеді.

4. SОS репарация Зақымдаулар жиілігі жоғары болғанда SOS репарация жүесінің ферментттері активтеленідеді. Ерекшілігі комплементарлық принцип сақталмайды, оның өзі репликация қателіктеріне алып келеды.

ДН Қ репарациясыны ң б ұ зылуына байланысты дамитын аурулар Пигменттік ксеродермия – АР т ұқ ым қ уалайды, к ү н с ә улесіне (УФ) сезімталды қ, құ р ғ ау, жара, қ атерлі ісікке айналуы. Коккейн синдромы – эндонуклеаза дефектісіне байланысты, АР, - ө су гормоны қ алыпты болуына қ арамастан, қ ыс қ а бойы, ерте қ артаю, к ү н с ә улесіне сезімталды қ.

Пигменттік ксеродермия

Атаксия-телангиэктазиясы (Луи-Бар синдромы) – АР, қ оз ғ алысты ң координациясыны ң б ұ зылуы, майда тамырларды ң ке ң еюі – телеангиоэктазалар, иммунды қ ж ү йені ң жетіспеушілігі Блум синдромы - АР, к ү н с ә улесне сезімталды қ, бетінде к ө белекке ұқ сас қ ызыл да қ ты ң болуы, иммунды қ ж ү йені ң жетіспеушілігі, т.б.

Фанкони анемиясы – АР, с ү йек кемігіні ң барлы қ элементтеріні ң азаюы Хатчинсон-Гилфорд синдромы не балалар прогериясы Вернер синдромы –ересектерді ң прогериясы, АР.

Есеп Бала фенилкетонурия ауруымен туылды. Диеталық емдеу жүргізілуіне байланысты қалыпты өсті. Баланың ауруы және оның сауығуы өзгергіштіктің қандай түрлеріне байланысты ?

Шешімі: 1. Ауру мутациялық өзгергіштікпен байланысты (ата-аналарындағы генеративті мутация); 2. Комбинативтік өзгергіштікке байланысты (аутосомды рецессивті ауру – аа, гомозиготалы күйге өтуі); 3. Баланың сауығуы модификациялық өзгергіштікке байланысты (генотипі өзгерген жоқ, сыртқы фактор (диета) әсерінен фенотипі өзгерді.

Т ұқ ым қ уалайтын ө згергіштік 1920 жылы Н. И. Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштіктің гомологтық қатарлары заңын ашты. « Генетикалық жақын түрлер мен туыстар тұқым қуалайтын өзгергіштіктің ұқсас қатарларымен сипатталады». Мысалы: қысқасаусақтылық – ірі қара малда, итте, қойда, адамда кездеседі.