Мутацияның молекулалық негіздері. ДНК репарациясы.
Мутациялардың жіктелуі: -гендік мутациялар — ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) нуклеотидтер бірізділігінің өзгеруі (делеция, дупликация, миссенс, нонсенс, транскрипциялану рамкасының жылжуы, генетикалық импринганг);
-хромосомалық мутациялар — хромосомалардың құрылымының өзгерулері (делециялар, дупликациялар, инверсиялар, транслокациялар, робертсондық қайта құрылымдар, бір ата-аналық дисомиялар, изохромосомалар);
-геномдық мутациялар — хромосома санының өзгеруі (анеуплоидия, полиплоидия);
Гендік мутациялар деп —жай көзге көрінбейтін, тіпті микроскоп арқылы да көруге болмайтын ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) болатын өзгерістерді айтамыз. Адамдарда гендік мутациялардың бірнеше түрлері сипатталған:
-динамикалық мутациялар-қайталанатын үш нуклеотидтер экспансиясы;
-мажорлық мутациялар-кейбір популяцияларда жиі кездесетін мутациялар;
-миссенс мутациялар-кодонның өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-бейтарап (үнсіз) мутациялар-фенотипті өзгертпейтін мутациялар;
-нонсенс мутациялар-мағыналы кодонның мағынасыз — стоп кодонға (кодон терминаторға) өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-нолвдік мутациялар-қызметтік маңызы бар ақуыздың синтезделуін болдырмайтын мутациялар;
-реттеуші мутациялар-геннің реттеуші бірізділіктерінің (промотор, оператор, энхансерлер т.б.) өзгеруіне, тиесілі геннің экспрессиясының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-транскрипциялану рамкасының жылжуы типті мутациялар-ген транскрипциясының рамкасының жылжуына, яғни кодтаушы триплеттердің қалыпты оқылуының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-нүктелі мутациялар-бір немесе екі көршілес нуклеотидтердің өзгеруі;
-сплайсингтің бүзылуы-интрондардың дәл кесілмеуі нәтижесінде пайда болатын мутация. Интрондардың бас жағында ГУ нуклеотидтері, ал аяқ жағында АГ нуклеотидтері орналасқан. Осы бірізділіктерді танып дәл кесетін ерекше РНҚ-лар-кіші (шағын] ядролық РНҚ-лардың болмауы не мутациялануы нәтижесінде ген ақпараты өзгереді.
Фенилкетонурия ауруы кезінде фенилаланин аминқышқылының тирозинге айналуын катализдейтін фенилаланинподроксилаза ферменті болмағандықтан қанда фенилаланин және оның аралық өнімі-фенилпирожүзім қышқылы (улы зат) көптеп жинақталады. Ал, тирозин аминқышқылының алмасуының бүзылуы мелониннің (альбинизм) және тироксиннің түзілуін бұзады (болдырмайды).
Хромосомалық мутацияларға олардың құрамында пайда болатын өзгерістерді жатқызады. Хромосомалық мутацияларды-хромосомаішілік және хромосомааралық деп 2 топқа бөледі.
Хромосомаішілік мутацияларға-делеция, дупликация, инверсиялар жатады, ал хромосомааралық мутацияларға-транслокация, робертсовдық қайта құрылымдарды жатқызады.
Делеция-дегеніміз хромосоманың бір учаскесінің түсіп қалуы.
Дупликациялар-хромосоманың бір учаскесінің екі рет қайталануы (екі еселенуі) болып табылады.
Делекциялар хромосомадағы гендер санының азаюына алып келсе, дупликациялар-керісінше гендер санының көбеюіне алып келеді. Қалай болғанда да бұл өзгерістердің екеуі де ағзаның тарихы қалыптасқан гендер балансын бұзады, ал бұл кей жағдайларда, тіршілікті болдырмайды (өлуге алып келеді), не түрліше патологияларға алып келеді.
Транслокациялар-гомологтық емес хромосомалардың учаскелерімен алмасуы, оның екі түрі белгілі: 1) реципрокты транслокация және реципрокты емес транслокация.
Реципрокты транслокация-гомологтық емес хромосомалар-дың өзара учаскелерімен алмасуы, ал реципрокты емес транслокация — хромосомалар-дың бір жақты учаскелерімен алмасуы, яғни бір хромосоманың учаскесінің екінші хромосомаға жалғануы. Егер реципрокты транслокация кезінде алмасатын учаскелер жойылмаса онда оны балансты транслокация деп атайды. Балансты транслокация, инверсия сияқты, патологиялық әсер етпеуі мүмкін, бірак күрделі кроссинговер және гаметогенез кезіндегі хромосома санының редукциялануы нәтижесінде балансты транслокацияға ие ағзаларда балансты емес гаметалар, яғни нуллисомиялы не дисомиялы гаметалар түзілуі мүмкін.
Инверсиялар-хромосоманың бір учаскесінің 180°-айналып қайта орналасуы. Оның екі түрі белгілі: перицентрикалық инверсия және парацентрикалық инверсия.
Перицентрикалық инверсия—хромосоманың екі иінін қамтып, центромера арқылы жүреді. Парацентрикалық инверсия-центромераға тиіспей, хромосоманың бір иінівде жүреді. Робертсондық қайта құрылымдар-екі акроцентрикалық хромосомалардың үзын иіндерінің транслокациясы (өзара қосылуы) нәтижесіңде бір метацентрикалық не субметацентрикалық хромосоманың түзілуі-центрикалық қосылу.
Геномдық мутациялар деп хромосома санының өзгеруін не еселеп эсуін айтамыз. Мутацияның бірінші түрі-анеуплоидия (2 пА1,2,3), ал екіншісі- полиплоидия (3 п, 4 п, 5 п т.с.с.) деп аталады.