Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Мутации и мутагены
Содержание
- 1. Мутации и мутагены
- 2. Повреждение ДНК - это изменение химической структуры ДНК. Мутация -
- 3. Мутация – это закрепленное в ходе клеточного деления повреждение ДНК.
- 4. Повреждения ДНК и их репарация
- 5. Причины повреждений ДНКНедостаточная химическая стабильность ДНКВнутренние факторы ФерментыМетаболитыАналоги азотистых основанийРепликацияКроссинговерКлеточное делениеВоздействие внешних факторов
- 6. Виды повреждений ДНКНарушение целостности цепей (разрывы цепей)Неспаренные
- 7. Частота повреждений ДНК
- 8. Репарация поврежденийРепарация – совокупность внутриклеточных процессов, направленных на исправление повреждений ДНК.Повреждение ДНКИгнорированиеРепарацияуспешнаянеудачнаяошибочная
- 9. Последствия неэффективной репарацииНеделящаяся клеткаМножественные / критические поврежденияМитозАпоптозПродолжение жизненного циклаМутация
- 10. Неполная репарация ДНКРепарация ДНКГенетическая стабильностьГенетическая нестабильность Старение Рак Наследственные заболеванияПовышение генетического разнообразияОграничение генетического разнообразияЖизнеспособность организма
- 11. Виды репарацииПрямая реактивация – исправление повреждения без
- 12. Прямая реактивацияПрямая реактивация – ферментативное исправление дефекта без вырезания поврежденного участка.
- 13. Прямая реактивацияДеметилированиеООСН3гуанинметилгуанинМетилтрансфераза
- 14. Прямая реактивацияФотореактивация тиминовых димеровТТТУФ -излучениеФотолиаза +видимый свет
- 15. Прямая реактивацияТочность работы ДНК-полимеразыГеном человека – 3,1·109 пар нуклеотидов
- 16. Прямая реактивацияВключение ошибочного АО(ДНК-полимеразная активность)Удаление ошибочного АО (3'5‘ экзонуклеазная активность)
- 17. Эксцизионная репарацияЭксцизионная репарация – удаление поврежденного участка
- 18. Эксцизионная репарацияДНК-гликозилазаАР-эндонуклеазаэкзонуклеазаДНК-полимеразаДНК-лигазаУдаление АО с образованием АР-сайтаВнесение одноцепочечного разрываФормирование одноцепочечной брешиЗаполнение бреши, сшивание разрывов
- 19. Репарация, связанная с транскрипциейОстановка транскрипции,активация репарирующих белковВытеснение РНК-полимеразы,эксцизионная репарацияРНК-полимеразаРепарирующие белкиДефект ДНК
- 20. Рекомбинационная репарацияРекомбинационная (пострепликативная) репарация основана на рекомбинации между гомологичными хромосомамиS, G2Рекомбинационная репарация
- 21. Рекомбинационная репарацияС помощью рекомбинационной репарации исправляютсяодноцепочечные бреши,
- 22. Репарация двухцепочечной брешиОбразование D-петлиРазрезание полухиазмЗастраивание одноцепочечных брешей
- 23. Болезни, связанные с нарушением репарацииТипичные проявления заболеванийповышенная
- 24. Генетический дефект – гены, задействованные в эксцизионной
- 25. Пигментная ксеродермаВ дальнейшем – раковая трансформация кожи
- 26. Синдром Луи-БараАтаксия-телеангиэктазияГенетический дефект – ген, продукт которого
- 27. Синдром Луи-БараАтаксия-телеангиэктазияНервная система – ухудшение функционирования мозжечкаДвигательная
- 28. Синдром БлумаГенетический дефект – ген, продукт которого
- 29. Синдром БлумаЗадержка роста и развитияСвето-индуцируемое поражение капилляров
- 30. Мутации
- 31. Мутация - стойкое (то есть такое, которое
- 32. Классификация мутацийПо отношению к возможности наследования
- 33. Классификация мутацийПо уровню наследственного материала
- 34. Частота разных типов мутаций в геноме человека
- 35. Геномные мутацииГеномные мутации – изменения числа хромосомПричина
- 36. Геномные мутацииГаплоидия – кратное гаплоидному набору уменьшение
- 37. Геномные мутацииГаплоидия – кратное гаплоидному набору уменьшение
- 38. Хромосомные мутацииХромосомные мутации (аберрации) – изменения структуры хромосомПричины возникновения:ошибки репарации двухцепочечных разрывовошибки кроссинговера (негомологичная рекомбинация)
- 39. Внутрихромосомные перестройкиДелецияИнверсияДупликация
- 40. Кольцевые хромосомыВозникают при утрате обоих теломер и воссоединении открытых концовКольцевые хромосомы обычно утрачиваюется при митозе
- 41. Межхромосомные перестройкиТранслокация – межхромосомная перестройка, при которой происходит перенос участка одной хромосомы на другую
- 42. Реципроктные транслокации«Филадельфийская хромосома» - транслокация 9↔22Филадельфийская хромосомаablbcrbcr-abl9922Хронический миелобластный лейкоз
- 43. Последствия реципроктной транслокациимейозмейозДелеция и дупликация25 %Нормальный кариотип25 %Балансированная транслокация25 %Делеция и дупликация25 %
- 44. Робертсоновская транслокацияОбычно участвуют акроцентрические хромосомыУ человека обычно затрагивает хромосомы 13,14,15,21,22Частота встречаемости 1 : 1 000наследуетсяутрачивается
- 45. Робертсоновская транслокацияР:G:F1:НормаБаланс.Трисомия 14Моносомия 21Синдром ДаунаМоносомия 14
- 46. ИзохромосомыИзохромосомы состоят из двух копий одного плеча
- 47. Дицентрические хромосомыДицентрические хромосомы возникают в результате соединения двух фрагментов с собственными центромерами.
- 48. Генные мутацииГенные (точечные) мутации – изменения числа
- 49. Генные мутацииДелеции и вставки вызывают сдвиг рамки считывания в результате синтезируется другая аминокислотная последовательностьБелокФен-Ала-Лей-АснФен-Цис-Иле-Асп
- 50. Генные мутацииНуклеотидные заменыСинонимичная замена – сохранение смысла
- 51. Мутации в регуляторной области генаНарушение регуляции → усиление или ослабление экспрессииНарушение сплайсинга → изменение размера белка
- 52. «Горячие» точки мутаций«Горячие» точки – локусы гена, где чаще всего происходят мутациилегкиекишечникЧастота мутаций Кодоны гена р53
- 53. Классификация мутацийПо влиянию на фенотип
- 54. Мутация CCR5-D32Белок CCR5 – рецептор на поверхности
- 55. Роль белка ССR5ЛимфоцитВИЧ
- 56. География мутации CCR5-Δ32
- 57. Гипермутагенез в лимфоцитахГипермутагенез – целенаправленное увеличение частоты
- 58. Гипермутагенез в лимфоцитахИсходные гены иммуноглобулиновФункциональный ген1. Создание функционального гена
- 59. Гипермутагенез в лимфоцитах2. Внесение точечных мутацийцитозинметилцитозинтиминметилированиедезаминирование
- 60. Гипермутагенез в лимфоцитах
- 61. Классификация мутацийВ зависимости от причины
- 62. Мутагены
- 63. МутагеныМутагены – внешние и внутренние факторы, вызывающие мутацииМишени для мутагеновДНКсистема репарациибелкигены
- 64. Особенности мутагенного воздействияСлучайность – нельзя предсказать место
- 65. Классификация мутагеновМутагеныФизическиеЛекарственныеХимическиеБиологические
- 66. Физические мутагеныкоротковолновое электромагнитное излучение -излучениерентгеновское излучениеУФ-светэлементарные частицы,
- 67. Механизм действия ионизирующего излученияРадиолиз водыПовреждение ДНКпотеря и
- 68. Химические мутагены
- 69. Химические мутагеныПо специфичности действияалкилирующие агенты дезаминирующие агентысвободные радикалы и органические перекисианалоги нуклеотидов и азотистых основанийинтеркаляторы
- 70. Биологические мутагеныВстраиваясь в случайные точки хромосомнарушают целостность геновпровоцируют разрывы хромосом
- 71. Лекарственные мутагеныМутагенный эффект
- 72. Ацикловир (зовиракс)Химическое строение – аналог дезоксигуанозинаМеханизм действия
- 73. ДоксорубицинГруппа – цитостатический препаратПоказания – лейкоз, саркома,
- 74. Винбластин Группа – цитостатический препаратПоказания – нейробластома,
- 75. АнтимутагеныАнтимутагены – физические или химические агенты, препятствующие
- 76. Благодарю за внимание!
- 77. Скачать презентанцию
Повреждение ДНК - это изменение химической структуры ДНК. Мутация - стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа. =
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Мутации и мутагены
Тверской государственный медицинский университет
Кафедра биологии
Дисциплина - «Медицинская биология»
для
студентов 2 курса педиатрического факультета
Слайд 2Повреждение ДНК - это изменение химической структуры ДНК.
Мутация - стойкое (то есть
такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа.
=
Слайд 5Причины повреждений ДНК
Недостаточная химическая стабильность ДНК
Внутренние факторы
Ферменты
Метаболиты
Аналоги азотистых оснований
Репликация
Кроссинговер
Клеточное
деление
Воздействие внешних факторов
Слайд 6Виды повреждений ДНК
Нарушение целостности цепей (разрывы цепей)
Неспаренные основания
Потеря или химическое
изменение азотистых оснований
Ковалентная сшивка цепей ДНК
Сшивка ДНК-белок
Слайд 8Репарация повреждений
Репарация – совокупность внутриклеточных процессов, направленных на исправление повреждений
ДНК.
Повреждение ДНК
Игнорирование
Репарация
успешная
неудачная
ошибочная
Слайд 9Последствия
неэффективной репарации
Неделящаяся клетка
Множественные / критические повреждения
Митоз
Апоптоз
Продолжение жизненного цикла
Мутация
Слайд 10Неполная репарация ДНК
Репарация ДНК
Генетическая стабильность
Генетическая нестабильность
Старение
Рак
Наследственные заболевания
Повышение
генетического разнообразия
Ограничение генетического разнообразия
Жизнеспособность организма
Слайд 11Виды репарации
Прямая реактивация – исправление повреждения без вырезания поврежденного участка
Эксцизионная
репарация – связана с удалением поврежденного участка
Репарация, связанная с транскрипцией
– предшествует экспрессии генаРекомбинативная репарация – основана на рекомбинации между гомологичными хромосомами
Нужна неповрежденная матрица
Слайд 12Прямая реактивация
Прямая реактивация – ферментативное исправление дефекта без вырезания поврежденного
участка.
Слайд 16Прямая реактивация
Включение ошибочного АО
(ДНК-полимеразная активность)
Удаление ошибочного АО
(3'5‘ экзонуклеазная активность)
Слайд 17Эксцизионная репарация
Эксцизионная репарация – удаление поврежденного участка и последующее застраивание
бреши в соответствии с информацией, содержащейся в комплементарной цепи
Система используется
для репарациихимически модифицированных оснований
потери азотистых оснований (АР-сайты)
модифицированных нуклеотидов (пиримидиновые димеры)
неспаренных оснований
Слайд 18Эксцизионная репарация
ДНК-гликозилаза
АР-эндонуклеаза
экзонуклеаза
ДНК-полимераза
ДНК-лигаза
Удаление АО с образованием АР-сайта
Внесение одноцепочечного разрыва
Формирование одноцепочечной бреши
Заполнение
бреши, сшивание разрывов
Слайд 19Репарация, связанная с транскрипцией
Остановка транскрипции,
активация репарирующих белков
Вытеснение РНК-полимеразы,
эксцизионная репарация
РНК-полимераза
Репарирующие белки
Дефект
ДНК
Слайд 20Рекомбинационная репарация
Рекомбинационная (пострепликативная) репарация основана на рекомбинации между гомологичными хромосомами
S,
G2
Рекомбинационная репарация
Слайд 21Рекомбинационная репарация
С помощью рекомбинационной репарации исправляются
одноцепочечные бреши, в которых сохранившаяся
цепь ДНК дефектна
двухцепочечные разрывы и бреши
протяженные делеции и вставки
ковалентные
сшивки между цепями ДНК
Слайд 22Репарация двухцепочечной бреши
Образование D-петли
Разрезание полухиазм
Застраивание одноцепочечных брешей
Слайд 23Болезни, связанные с нарушением репарации
Типичные проявления заболеваний
повышенная чувствительность к мутагенам
быстрое
накопление генных или хромосомных мутаций
преждевременное старение
предрасположенность к раку
Слайд 24Генетический дефект – гены, задействованные в эксцизионной репарации
Молекулярные последствия –
нарушения эксцизионной репарации, прежде всего в коже
Первые признаки болезни
(в 2-3 года) – повышенная
чувствительность к УФ,
пигментация, сухость кожи,
изъязвления, рубцы
Пигментная ксеродерма
Слайд 25Пигментная ксеродерма
В дальнейшем – раковая трансформация кожи (меланомы и карциномы)
Средний
возраст появления рака – 8 лет
Средняя продолжительность жизни – 20
лет
Слайд 26Синдром Луи-Бара
Атаксия-телеангиэктазия
Генетический дефект – ген, продукт которого распознает двухцепочечные разрывы
ДНК
Биохимические последствия
нарушения репарации двухцепочечных разрывов
сбой в контрольной точке
митоза G1 Генетические последствия – спонтанные хромосомные абберации
Слайд 27Синдром Луи-Бара
Атаксия-телеангиэктазия
Нервная система – ухудшение
функционирования мозжечка
Двигательная система – нарушение
координации
Кровеносная система – расширение сосудов
Иммунная система ослаблена – предрасположенность к
инфекциям Предрасположенность к раковым заболеваниям
Продолжительность жизни – 50 лет
Слайд 28Синдром Блума
Генетический дефект – ген, продукт которого участвует в рекомбинационной
репарации
Биохимические последствия – повышенная интенсивность гомологичной рекомбинации, нарушения рекомбинативной репарации
Генетические
последствия спонтанные хромосомные абберации
сестринские хроматидные обмены
Слайд 29Синдром Блума
Задержка роста и развития
Свето-индуцируемое поражение капилляров кожи
Нарушения иммунной системы
- предрасположенность к инфекционным заболеваниям
Предрасположенность к раковым заболевания
Продолжительность жизни
– 27 лет
Слайд 31Мутация - стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано
потомками данной клетки или организма) изменение генотипа.
Мутация – ошибка трех «Р»:
РепликацииРепарации
Рекомбинации
Мутация
Повреждение ДНК
Мутация
=
Слайд 35Геномные мутации
Геномные мутации – изменения числа хромосом
Причина возникновения – нарушение
расхождения хромосом при митозе или мейозе
Трехполюсной митоз
Ассиметричный митоз
Слайд 36Геномные мутации
Гаплоидия – кратное гаплоидному набору уменьшение числа хромосом
Полиплоидия –
кратное гаплоидному набору увеличение числа хромосом
Триплоидия у человека
3% установленных беременностей
20%
спонтанных абортов
Слайд 37Геномные мутации
Гаплоидия – кратное гаплоидному набору уменьшение числа хромосом
Полиплоидия –
кратное гаплоидному набору увеличение числа хромосом
Гетероплоидия – некратное гаплоидному набору
изменение числа хромосом
Слайд 38Хромосомные мутации
Хромосомные мутации (аберрации) – изменения структуры хромосом
Причины возникновения:
ошибки репарации
двухцепочечных разрывов
ошибки кроссинговера (негомологичная рекомбинация)
Слайд 40Кольцевые хромосомы
Возникают при утрате обоих теломер и воссоединении открытых концов
Кольцевые
хромосомы обычно утрачиваюется при митозе
Слайд 41Межхромосомные перестройки
Транслокация – межхромосомная перестройка, при которой происходит перенос участка
одной хромосомы на другую
Слайд 42Реципроктные транслокации
«Филадельфийская хромосома» - транслокация 9↔22
Филадельфийская хромосома
abl
bcr
bcr-abl
9
9
22
Хронический миелобластный лейкоз
Слайд 43Последствия
реципроктной транслокации
мейоз
мейоз
Делеция и дупликация
25 %
Нормальный кариотип
25 %
Балансированная транслокация
25 %
Делеция
и дупликация
25 %
Слайд 44Робертсоновская транслокация
Обычно участвуют акроцентрические хромосомы
У человека обычно затрагивает хромосомы 13,14,15,21,22
Частота
встречаемости 1 : 1 000
наследуется
утрачивается
Слайд 45Робертсоновская транслокация
Р:
G:
F1:
Норма
Баланс.
Трисомия 14
Моносомия 21
Синдром Дауна
Моносомия 14
Слайд 46Изохромосомы
Изохромосомы состоят из двух копий одного плеча хромосомы
Возникают при неправильном
разделении центромеры
У человека обычно затрагивает хромосомы 5,8,12,18
Слайд 47Дицентрические хромосомы
Дицентрические хромосомы возникают в результате соединения двух фрагментов с
собственными центромерами.
Слайд 48Генные мутации
Генные (точечные) мутации – изменения числа и/или последовательности нуклеотидов
в пределах одного гена.
Причина возникновения
повреждения ДНК
ошибки репарации
ошибки репликации
Слайд 49Генные мутации
Делеции и вставки вызывают сдвиг рамки считывания в результате
синтезируется другая аминокислотная последовательность
Белок
Фен-Ала-Лей-Асн
Фен-Цис-Иле-Асп
Слайд 50Генные мутации
Нуклеотидные замены
Синонимичная замена – сохранение смысла кодона → сохранение
аминокислотной последовательности в белке
Миссенс-мутация – изменение смысла кодона →
изменение одиночной аминокислоты в белкеНонсенс-мутация – возникновение нонсенс (стоп) кодона → короткий белок из-за преждевременной остановки трансляции
ТТЦ – лизин
ТТА – лизин
АТЦ – stop
ТЦЦ – аргинин
Слайд 51Мутации в регуляторной области гена
Нарушение регуляции → усиление или ослабление
экспрессии
Нарушение сплайсинга → изменение размера белка
Слайд 52«Горячие» точки мутаций
«Горячие» точки – локусы гена, где чаще всего
происходят мутации
легкие
кишечник
Частота мутаций
Кодоны гена р53
Слайд 54Мутация CCR5-D32
Белок CCR5 – рецептор на поверхности лимфоцитов
Мутация CCR5-D32 –
делеция 32 пар нуклеотидов гена CCR5
Негативные последствия мутации –
повышение риска рассеянного склероза, восприимчивости к лихорадке Западного НилаПозитивные последствия мутации – врожденный иммунитет к ВИЧ
Слайд 57Гипермутагенез в лимфоцитах
Гипермутагенез – целенаправленное увеличение частоты мутаций определенных генах,
прежде всего генах иммуноглобулинов
Константный домен
Строение антитела
Вариативный домен
Антигенраспознающие сайты
Слайд 58Гипермутагенез в лимфоцитах
Исходные гены иммуноглобулинов
Функциональный ген
1. Создание функционального гена
Слайд 59Гипермутагенез в лимфоцитах
2. Внесение точечных мутаций
цитозин
метилцитозин
тимин
метилирование
дезаминирование
Слайд 63Мутагены
Мутагены – внешние и внутренние факторы, вызывающие мутации
Мишени для мутагенов
ДНК
система
репарации
белки
гены
Слайд 64Особенности мутагенного воздействия
Случайность – нельзя предсказать место мутации
Ненаправленность –
может создать любую модификацию признака
Куммулятивность – новые мутации добавляются к
ранее существовавшим (генетический груз)
Слайд 66Физические мутагены
коротковолновое электромагнитное излучение
-излучение
рентгеновское излучение
УФ-свет
элементарные частицы, образующиеся в результате
радиоактивного распада
α-частицы (ядра атома гелия)
β-частицы (электроны и позитроны)
экстремальная температура
Ионизирующее излучение
Слайд 67Механизм действия ионизирующего излучения
Радиолиз воды
Повреждение ДНК
потеря и модификация азотистых оснований,
разрывы
цепей
поперечные сшивки между цепями
разветвленные цепи
Повреждение белков
аномальные митозы
Слайд 69Химические мутагены
По специфичности действия
алкилирующие агенты
дезаминирующие агенты
свободные радикалы и органические
перекиси
аналоги нуклеотидов и азотистых оснований
интеркаляторы
Слайд 70Биологические мутагены
Встраиваясь в случайные точки хромосом
нарушают целостность генов
провоцируют разрывы хромосом
Слайд 72Ацикловир (зовиракс)
Химическое строение – аналог дезоксигуанозина
Механизм действия – встраивается в
ДНК вместо дезоксигуанозина, блокирует репликацию
Мишени – вирус герпеса, ветряной оспы
Влияние
на человека – на репликацию собственной ДНК не влияет
Слайд 73Доксорубицин
Группа – цитостатический препарат
Показания – лейкоз, саркома, нейробластома
Механизм действия
– интеркалирует в ДНК, ограничивает расплетение двойной спирали, блокирует репликацию
и транскрипциюне
Слайд 74Винбластин
Группа – цитостатический препарат
Показания – нейробластома, рак почки, мочевого пузыря, лёгкого,
молочной железы
Механизм действия – нарушает сборку трубочек веретена деления,
ограничивает митозПобочное действие – вызывает гетероплоидию и полиплоидию
Слайд 75Антимутагены
Антимутагены – физические или химические агенты, препятствующие возникновению и/или снижающие
частоту мутаций
Механизм действия
препятствуют проникновению, ускоряют выведение мутагена
ускоряют метаболизм и
инактивацию мутагенаусиливают процессы репарации ДНК
